Устройство для смешения газов

 

Сущность изобретения: устройство для смешения газов содержит подводящую трубу 1 и трубу 2 для подвода второго таза, установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся частью подводящей трубы 1. Полости труб 1 и 2 соединены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройств пустотелых и обтекаемой формы ребер 4, каждое из которых имеет щелевые отверстия, обращенные в сторону движения первого газа. Труба 2 для подвода второго газа может быть установлена внутри подводящей трубы 1, а ребра 4 одним концом 6 жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом - с трубой 2 для подвода второго газа так, что полости последней и каждого ребра 4 сообщаются между собой. Площадь проходного сечения внутри ребра 4 для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер щелей увеличивается в направлении от оси устройства. Труба 2 для подвода второго газа может быть выполнена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1.7 з.п. ф-лы, 7 ил. CO С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2 1 Р Рр g

1 J

1 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4932801/26 (22) 30.04.91 (46) 23.04.93. Бюл. ¹ 15 (71) Ленинградский институт машиностроения (72) Г.Н.Ерченко, И,А.Богов, Н,Г.Ерченко и

Т.И.Агеева (56) Спейшер В.А. Сжигание газа на электростанциях и в промышленности. — M.:

Энергия, 1967, с,187.

Патент США ¹ 4390346, кл. В 01 F 3/02, 1983.

Заявка Японии ¹ 58-43133, кл. В 01 F 3/02, 5/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1554954, кл. В 01 Х 5/00, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕЩЕНИЯ ГАЗОВ (57) Сущность изобретения: устройство для смешения газов содержит подводящую трубу 1 и трубу 2 для подвода второго таза, установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся о. „„Я „„1810091A1 частью подводящей трубы 1. Полости труб 1 и 2 соединены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройств пустотелых и обтекаемой формы ребер 4, каждое из которых имеет щелевые отверстия, обращенные в сторону движения первого газа. Труба 2 для подвода второго газа может быть установлена внутри подводящей трубы 1, а ребра 4 одним концом 6 жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом — с трубой 2 для подвода второго газа так, что полости последней и каждого ребра 4 сообщаются между собой.

Площадь йроходного сечения внутри ребра

4 для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьйаются в направлении от оси устройства, а размер щелей увеличивается в направлении от оси устройства. Труба 2 для подвода второго газа может быть выполнена в форме кольцевой щели 11 и установлена-снаружи подводящей трубы 1, 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1810091

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения однородных изотропных рабочих тел, в частности, при подогреве воздуха на всасывании компрессора парогазовой установки.

Целью изобретения является улучшение качества смешения при подаче в камдру смешения малого количества второго газа и избыточном его давлении.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2— сечение А — А на фиг.1; на фиг.3- поперечное сечение ребра; на фиг.4 — продольный разрез устройства; на фиг.5 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.б — сечение А — А на фиг,1; на фиг,7 — поперечное сечение отвода.

Устройство для смешения газов содержит подводящую трубу 1 и трубу 2 для подвода второго газа, установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся частью подводящей трубы 1, полости труб 1 и 2 соединены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройства пустотелых и обтекаемой формы ребер 4 (фиг.2, 3), каждое из которых снабжено щелевыми отверстиями 5, обращенными в сторону движения первого газа, При этом труба 2 для подвода второго газа может, ь установлена внутри подводящей трубы 1 (фиг.4), при этом ребра 4 одним концом 6 жестко соединены.с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом 7 — с трубой 2 для подвода второго газа так, что полости последней 2 и каждого ребра 4 сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра 4 для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер h щелей 5 в каждом сечснии ребра 4 увеличивается в направлении от оси устройства, при этом глухой конеч 8 трубы 2 подвода второго газа в месте соединения с открытыми концами 7 каждого ребра 4 выполнен в форме конуса

9 с вершиной, обращенной навстречу движенйювторого газа, а к основанию конуса 9 жестко прикреплен обтекатель 10; труба 2 для подвода второго rasa может быть выпол. нена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1 (фиг.1), при этом ребра 4 расположены внутри последней и размещены симметрично относи-, тельно оси устройства, одним открытым концом 6 жестко соединены с подводящей трубой 1 так, что полости трубы 2 для подвода второго газа и каждого ребра 4 сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра 4 для газа и ширина ребра 4, зэмеренная в направлении движения потока, размер h щелей в каждом сечении ребра 4 уменьшаются в направлении к оси устройства (фиг.3); укаэанная щель 5 в каждом ребре 4 (фиг.2) может быть выполнена единой на всей длине ребра 4; указанная щель 5 в каждом ребре 4 может быть снабжена перемычками 12 (фиг.5); между каждым вторым концом ребра 4, обращенным к оси устройства, может быть выполнен зазор (фиг.5); каждый второй конец каждого ребра 4 может быть соединен с аналогичным концом других ребер 4 (фиг,2); каждое ребро 4 на части, примыкаю5

10 снабжено симметрично относительно оси ребра 4 расположенными отводами 13 (фиг.6), которые одним концом жестко сое20 динены с ребром 4 и сообщены с полостью последнего, имеет в сечении со стороны набегающего потока обтекаемую форму, а с противоположной стороны каждое сечение отвода 13 открыто для выхода второго газа (фиг.7).

Принцип работы устройства для смешения газов заключается в следующем.

Первый газ с температурой t1 и давлением Р1, а второй газ с температурой tz u

30 давлением Pz, причем t> < tz, à Pt < Pz, через пустотелые и обтекаемой формы ребра 4 (фиг,1, 2, 3), каждое из которых снабжено щелевыми отверстиями 5, обращенными в сторону движения первого rasa, поступают в цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся частью подводящей трубы 1.

Вследствие того, что скорость газа в подводящей трубе достаточно велика по

40 сравнению со скоростью второго газа, возникает эжектирующий эффект, втягивающий второй газ из щелевых отверстий 5 ребер 4, благодаря чему сопротивление двИжению последнего в камеру смешения 3 резко уменьшается, при этом вследствие симметричного размещения ребер 4 вокруг оси устройства, а также переменной высоты

45 щелевых отверстий 5 ребер 4, увеличение которой осуществляется в сторону внутренней поверхности подводящей трубы 1, достигается эффективное перемешивание

50 первого и второго газов и получение однородного изотропного рабочего тела (газа), При этом труба 2 для подвода второго газа может быть установлена,в силу конструктивных требований к смешивающему ус55 тройству, внутри подводящей трубы 1 (фиг.4). а ребра 4 одним концом 6 жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом 7 — с трубои 2 для подвода второго газа

15 щей к внутренней поверхности подводящей трубы 1, с обеих его сторон может быть

1810091 так, что полости последней 2 и каждого ребра 4 сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер h.ùeëåé 5 в каждом сечении ребра 4 увеличивается в направлении от оси устрой- ства, при этом глухой конец 8 трубы 2 подвода второго газа в месте соединения с открытыми концами 7 каждого ребра 4 выполнен в форме конуса 9 с вершиной, обращенной навстречу движения второго газа, а к основанию конуса 9 жестко прикреплен обтекатель 10. Вышеуказанное изменение площади проходного сечения внутри ребра

4, его ширины и размер щелей 5 в каждом ребре 4 обеспечивают равномерное и в соответствующей пропорции смешение двух газов в соответствующих объемах камеры смешения 3, благодаря чему обеспечивает- . ся достижение однородной и изотропной смеси газов, а выполнение глухого конца 8 трубы 2 в виде конуса 9 и наличие обтекателя 10 снижают гидравлические сопротивления при движении обоих газов, Кроме того, в силу конструктивных соображений или требований к расположению подводящей трубы 1 и трубы 2 для подвода второго газа, труба 2 может быть выполнена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1 (фиг.1). В последнем случае также благодаря вышеуказанному изменению площади проходного сечения внутри ребра 4 и ширины ребра 4, а также размера h щелей в каждом сечении ребра 4 также обеспечивается эффективное смешение газов, S зависимости от взаимного расположения подводящей трубы 1 и трубы 2 для подвода второго газа указанная щель 5 в каждом ребре 4 (фиг.2) может быть выполнена единой на всей длине ребра 4, а также может быть снабжена перемычками 12 (фиг.5), между каждым вторым концом ребра 4, обращенным к оси устройства, может быть выполнен зазор (фиг.5), а также каждый второй конец каждого ребра 4 может быть соединен с аналогичным концом других ребер 4 (фиг.2). При этом вышеуказанные конструктивные выполнения устройства для смешения газов определяются также условиями обеспечения жесткости конструкции, надежностью ее работы и минимальными гидравлическими потерями.

При относительно больших диаметрах подводящей трубы, когда концы ребер, примыкающие к внутренней поверхности ука.занной трубы, располагаются на значительном удалении друг от друга, целесообразным является снабжение каждого ребра на части em симметрично относительно ребра 4 расположенными отводами 13 (фиг.б), которые улучшают доступ второго газа в объемы камеры смешения. расположенные между ребрами, благодаря чему достигается возможность получить при укаэанных условиях однородную изотропную смесь газов.

Использование устройства для смеше5

10 ное изотропное рабочее тело(смесь газов. при этом достигаются минимальные гидравлические потери, а устройство отличается простотой конструкции и дешевизной изготовления.

Формула изоб ретения

1. Устройство для смешения газов, содержащее подводящую трубу, трубудля ri,îäâîда второго газа, установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру, о тл и чаю щеес я тем,что, сцельюулучшения качества смешения при подаче в камеру смешения малого количества второго газа, и избыточном его давлении, полости труб сообщены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройства пустотелых и обтекаемой формы ребер, каждое из которых имеет щелевое отверстие, обращенное в сторону движения первого газа, 35

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что труба для подвода второго газа установлена внутри подводящей трубы, при этом ребра одним концом жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей

40 трубы, а другим открытым концом — с трубой для подвода второго газа так, что полости последней и каждого ребра сообщены между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребер, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер щелей в каждом сечении ребра увеличивается в направлении от оси устройства, при этом глухой конец трубы подвода второго газа в месте

Соединения с открытыми концами каждого ребра выполнен в форме конуса с вершиной, обращенной навстречу движения второго газа,и снабжен обтекателем, жестко прикрепленным к основанию конуса.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что труба для подвода второго газа установлена снаружи подводящей трубы с образованием канала в форме кольцевой ния газов при подогреве воздуха на всасывании компрессора парогазовой установки, а также в других отраслях техники позволя ет при;смешении . двух потоков с малым

15 расходом одного из них получить однород1810091 щели, при этом ребра расположены внутри подводящей трубы и размещены симметрично относительно оси устройства, одним открытым концом жестко соединены с подводящей трубой так, что полости трубы для подвода второго газа и каждого ребра сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребер, Замеренная в направлении .движения потока, размер щелей в каждом сечении ребра уменьшаются в направлении к оси устройства.

4. Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что указанная щель в каждом ребре выполнена единой на всей длине ребра.

5. Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ющ е е с я теМ, что указанная щель в каждом ребре снабжена перемычками.

6. Устройство по п.З, о т л и ч а ю щ еес я тем, что концы ребер, обращенные к оси устройства, расположены на расстоянии друг от друга.

5 7. Устройство поп,3, отл ичча ю щеес я тем, что концы каждого ребра, обращенные к оси устройства, соединены друг с другом.

8. Устройство по пп.1-7, о т л и ч а ю10 щ е е с я тем, что каждое ребро на части, примыкающей к внутренней поверхности подводящей трубы, с обеих его сторон снабжено симметрично относительно оси ребра расположенными отводами, которые одним

15 концом жестко соединены с ребром и сообщены с полостью последнего, имеют в сечении со стороны набегающего потока обтекаемую форму, а с противоположной стороны каждое сечение ребра открыто для

20 выхода второго газа.

1810091

1

Составитель Т.Круглова

Техред М.Моргентал

Корректор ll. Ãåðåøè

r" "-

Редактор Г,Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101

Закаэ 1406 Тираж Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР о 113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/S