Устройство для перегрева пара
Использование1 при сушке различных материалов, фиксации красителей, дезодорации материалов и др Сущность изобретения: устройство содержит соосно расположенные в корпусе 1 и сообщенные между собой сепаратор 2 и камеру 3 перегрева , патрубки 5, 6 подвода и отвода пара. При этом сепаратор 2 выполнен в виде коаксиально расположенных труб 7, 8, а в камере 3 перегрева установлены нагревательные элементы 4. В устройстве между сепаратором 2 пара и камерой 3 перегрева расположен слой тепловой изоляции 9, толщина которого составляет от 0,2 до 0,63 наружного диаметра сепаратора 2, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798812/06 (22) 06.03.90 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации Тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР (72) Л,Н.Грабов, Э.С.Малкин и В.И.Мерщий (53) 621.181.844(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 595619, кл, F 28 0 7/10, 1977. Авторское свидетельство СССР М 1377511, кл, F 22 G 3/00, 1985. Изобретение относится к теплообменному оборудованию, в частности к теплообменникам, работающим на электрических нагревателях, и пр- едназначено для нагре ва пара, который применяется для различных технологических процессов в легкой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и пищевой промышленности. Известны устройства для перегрева пара, содержащие корпус. трубчатый нагревательный элемент, размещенный внутри камеры перегрева, патрубки для подвода и отвода пара (1). Известное устройство работает следующим образом. К трубчатому нагревателю подводят напряжение. Он перегревается, расширяется и обеспечивает при этом контакт между внутренней поверхностью камеры перегрева и наружной поверхностью нагревателя. Пар через патрубок подводится в камеру перегрева, в котором перемещается по спирали, пройдя по,, БЫ, 1746125 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕГРЕВА ПАРА (57) Использование: при сушке различных материалов, фиксации красителей, дезодорации материалов и др. Сущность изобретения: устройство содержит соосно расположенные в корпусе 1 и сообщенные между собой сепаратор 2 и камеру 3 перегрева, патрубки 5, 6 подвода и отвода пара. При этом сепаратор 2 выполнен в виде коаксиально расположенных труб 7, 8, а в камере 3 перегрева установлены нагревательные элементы 4. В устройстве между сепаратором 2 пара и камерой 3 перегрева расположен слой тепловой изоляции 9, толщина которого составляет от 0,2 до 0,63 наружного диаметра сепаратора 2, 2 ил, всей длине камеры перегрева, пар нагревается и удаляется через патрубок для отвода пара, В этом устройстве из-за наличия конденсата в паре и значительного гидравлического сопротивления нерационально расходуется. электрическая энергия, необходимая для перегрева конденсата и превращения его в перегретый пар. Частично устраня; т указанный недостаток устройство для перегрева пара (2), содержащее соосно расположенные в корпусе и сообщенные между собой сепаратор и камеру перегрева соответственно с патрубками подвода и отвода пара и слива конденсата, причем сепаратор выполнен в i виде коаксиально расположенных труб, а в камере перегрева установлены нагревательные элементы. В сепараторе пар отделяется от конденсата, который стекает вниз, в сборник и по общей конденсатной линии 1746125 отводится от камеры перегрева и сепаратора. На испарение части конденсата и превращение его e пар расходуется меньше электрической энергии по сравнению с устройством (1), Однако ликвидировать этот недостаток в известном устройстве (2) не удается, так как часть тепловой энергии электрических нагревателей расходуется на прогрев конденсата в сепараторе в процессе сепарации и в сборник конденсата. Наличие конденсата в камере перегрева в период пуска, on.анова и работы. устройства приводит к коррозии нагревательных элементов и сокращению срока их службы за счет температурных деформаций, Цель изобретения.— повышение эффективности нагрева и увеличение срока службы устройства для перегрева пара. Указанная цель достигается тем, что устройство для перегрева пара снабжено слоем телпоизоляции, расположенным по периферии внешней трубы сепаратора и выполненным толщиной, равной 0,2„,0,63 диаметра внешней трубы. Сущность изобретения состоит в наличии тепловой изоляции между сепаратором и камерой перегрева пара, что позволяет отделить пар от конденсата беэ подогрева его и неоправданного расхода электрической энергии на эти цели, На фиг,1 схематично изображено устройство для перегрева пара, общий вид, разрез; на фиг.2 — график, поясняющий выбор оптимальных значений толщины изоляции, Устройство содержит корпус 1, расположенные в нем сепаратор 2 и камеру.3 перегрева с нагревательными элементами 4, например трубчатым Ч-образными нагревательными элементами (ТЗНами), расположенными внутри камеры перегрева, патрубки 5 и 6 соответственно для подвода и отвода пара. Сепаратор пара 2, выполненный в виде коаксиально установленной одна внутри другой труб 7 и 8, По периферии внешней трубы 8 сепаратора 2 расположена тепловая изоляция 9, выполненная .толщиной, равной 0,2...0,63 диаметра внешней трубы 8. Для слива конденсата из сепаратора 2 и камеры 3 перегрева используют трубопроводы слива конденсата (конденсатные линии) 10 и 11. Устройство работает следующим образом. flap с конденсатом направляется в сепаратор 2, где тангенциально вводится в наружную трубу 8 сепаратора 2. за счет центробежных сил конденсат прижимается к внутренней поверхности трубы 8 и стекает вниз через конденсатную линию 10. По трубе 7 пар с легкими фракциями конденсата поступает через подводящий патрубок 5 в 5 камеру 3 перегрева с нагревательными элементами 4. За счет изменения направления движения пара в камере 3 перегрева и ее конструкции происходит сепарация оставшегося конденсата, так как основная часть 10 конденсата была удалена в сепараторе, В камере 3 перегрева пар перегревает-. ся и попадает через патрубки 6 и 5 в следующую нагревательную секцию камеры перегрева. B каждой последующей секции 15 камеры перегрева происходит повышение температуры пара по мере прохождения его вдоль нагревательных элементов. Затем через патрубок 6 отводится перегретый пар с температурой 525 — 723 К к теплоиспользую20 щим установкам. Небольшие количества конденсата удаляются из камер 3 перегрева по конденсатной линии, Выбор оптимальных значений толщины 25 изоляции 9 между сепаратором 2 и камерой 3 перегрева поясняет график на фиг.2. Как видно иэ графика, минимальные тепловые потери Q>p от перегрева пара в камере перегрева к конденсату, стекающему по внут30 ренней поверхности сепаратора, зависят от толщины изоляции; азиз= (0,2 - 0,63)dc, 35 где д, — толщина изоляции, d — диаметр внешней трубы сепаратора, При этом соотношении обеспечивается перепад температур между внутренней по40 верхностью камеры перегрева Т».< и температурой пара на входе в устройство Т в пределах от 0,1 до 1,0 К. Из графика видно, что увеличение толщины изоляции больше 0,63 d< нецелесооб45 разно, так как не приводит к заметной зкономии электроэнергии, а уменьшение толщины тепловой изоляции к заметной зкономии электроэнергии, а уменьшение толщины тепловой изоляции ниже 0,2 dc 50 приводит к резкому увеличению теплопотерь, что требует дополнительного расхода электрической энергии, Изобретение позволяет рационально испольэовать электрическую энергию на пе55 регрев пара, а не на перегрев конденсата и превращение его в перегретый пар. Формула изобретения Устройство для перегрева пара, содержащее соосно расположенные в корпусе и 1-746125 10 фиг. /, сообщенные между собой сепаратор и камеру перегрева соответственно с патрубками подвода и отвода пара и слива конденсата, причем сепаратор выполнен в виде коаксиально расположенных труб, а в 5 камере перегрева установлены нагрева-. тельные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективносги нагрева и увеличения срока службы. оно снабжено слоем теплоизоляции, расположенным по периферии внешней трубы сепаратора и выполненным толщиной. равной 0,2...0,3 диаметра внешней трубы. 1746125 Йиу и с Юб 0108 0 0 0 Составитель Л, Грабов Техред М.Моргентал Редактор Т,Зубкова Корректор Е.Соломинская Заказ 2383 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,.Ж-35,.Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (0 09 07. Щ Я ОХ Я д5 02 0Е g5 09 IS I гр 35 6 m/
