CS238785B1

CS238785B1 - Liquid Expander

Info

Publication number: CS238785B1
Application number: CS839791A
Authority: CS
Inventors: Jan Matulka
Original assignee: Jan Matulka
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS979183A1

Abstract

Expandár kapalin je určen k uskutečňování expanze kapaliny ohřáté na vyěěl teplotu, než je teplota varu kapaliny při pracovní teplotě expanděru. Účelem řeěení je zvýěení účinnosti zařízení, pokud jde o desorpci plynů, odstranění únosu kapek kapalin v páře a zmeněení rozměrů nádoby expanděru. Uvedeného účelu je dosaženo tak, že uvnitř nádoby je upravena vestavba, vytvořená např. z přepážek ležících vzájemně nad sebou, s nátokovými plochami pro vytváření splývajícího filmu kapaliny. Expanděru je možno použít jako samostatného pracovního uzlu nebo jako součásti výrobních linek.The liquid expander is intended for carrying out the expansion of a liquid heated to a temperature higher than the boiling point of the liquid at the working temperature of the expander. The purpose of the solution is to increase the efficiency of the device in terms of gas desorption, eliminating the entrainment of liquid droplets in the steam and changing the dimensions of the expander container. The stated purpose is achieved by providing an installation inside the container, formed, for example, from partitions lying one above the other, with inlet surfaces for creating a converging liquid film. The expander can be used as a separate working unit or as a part of production lines.

Description

(54) Expandér kapalin(54) Liquid expander

Expandár kapalin je určen k uskutečňování expanze kapaliny ohřáté na vyěěl teplotu, než je teplota varu kapaliny při pracovní teplotě expanděru. Účelem řeěení je zvýěení účinnosti zařízení, pokud jde o desorpci plynů, odstranění únosu kapek kapalin v páře a zmeněení rozměrů nádoby expanděru. Uvedeného účelu je dosaženo tak, že uvnitř nádoby je upravena vestavba, vytvořená např. z přepážek ležících vzájemně nad sebou, s nátokovými plochami pro vytváření splývajícího filmu kapaliny. Expanděru je možno použít jako samostatného pracovního uzlu nebo jako součásti výrobních linek.The liquid expander is designed to effect expansion of the liquid heated to a temperature above the boiling point of the liquid at the expander operating temperature. The purpose of the solution is to increase the efficiency of the device in terms of desorption of gases, to eliminate the abduction of liquid droplets in the vapor and to change the dimensions of the expander container. This is accomplished by providing an inside of the container, for example formed of partitions lying one above the other, with inlet surfaces to form a flowing liquid film. The expander can be used as a separate work node or as part of production lines.

Vynález ae týká expandéru kapalin, ve kterém se provádí expanze kapaliny, ohřátá na vyěší teplotu, než je teplota varu kapaliny při /.pracovním tlaku expandéru.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid expander in which a liquid expansion heated to a temperature greater than the boiling point of the liquid at the expander operating pressure is carried out.

Známá konstrukce expandérů jaou provedeny jako nádoby s volným vstupem zpracovávané kapaliny nebo s rozstřikováním kapaliny do nádob tryskami. Rozdělení části proudu nebo celého proudu kapaliny do kapek vyžaduje jejich následnou separaci od vzniklé páry a desorbovaných plynů. Proto expandáry musí být stavěny jako velkoobjemové nádoby a zčásti konstruovány jako separátory. Přesto dochází k únosu kapek kapaliny v páře.The known expander designs are designed as containers with free inlet of liquid to be treated or with spraying of liquid into the containers through nozzles. The distribution of part or all of the liquid stream into drops requires their subsequent separation from the generated steam and desorbed gases. Therefore, expanders must be built as bulk containers and partly designed as separators. Nevertheless, drops of liquid in the steam are carried away.

Nebezpečí úriosu kapaliny dále zvyšuje možnost vzniku pěny při tomto řešení vstupu kapaliny do expandéru. Další nevýhodou je malá doba zdržení kapaliny ve vznosu, daná časem volného pádu kapek kapaliny, která neumožňuje dokonalou desorpcl plynů.The risk of liquid congestion further increases the possibility of foaming with this liquid inlet expander solution. A further disadvantage is the low residence time of the liquid in the fluid, given the free fall time of the liquid droplets, which does not allow perfect desorption of the gases.

Tyto nevýhody odstraňuje vynález, jehož podstata spočívá v tom, že u expandéru kapalin s nádobou, opatřenou v horní části vstupem zpracovávaná kapaliny a odvodem desorbo váných par a plynů a ve své dolní části výstupem zpracovaná kapaliny, je mezi vstupem a výstupem upravena vestavba, opatřená alespoň jednou nátokovou plochou pro vytváření splývajícího filmu kapaliny, a vytvořen alespoň jeden průchod pro zprostředkování průtočného spojení mezi vstupem a odvodem na jedné straně a výstupem na druhé straně.These disadvantages are overcome by the invention, which is characterized in that in a liquid expander having a vessel provided with an inlet of liquid to be treated and a desorption of vapor and gases at the top and an outlet to be treated with liquid at its lower part, and at least one passageway to provide a flow connection between the inlet and outlet on one side and the outlet on the other side.

Ve výhodném provedení se vestavba skládá z přepážek, umístěných v horizontální poloze vzájemně nad sebou, přičemž vždy jedna přepážka je neprůchozí a průchod je tvořen mezerou mezi obvodem přepážky a pláštěm nádoby a druhá přepážka je průchozí a průchod je tvořen otvorem ve středu přepážky. První přepážka, vytvořená jako neprůchozí, je s výhodou umístěna bezprostředně pod rozdělovačem, napojeným na vstup a opatřeným kruhově uspořádanými vývody, usměrněnými na horní plochu první přepážky.In a preferred embodiment, the installation consists of bulkheads positioned horizontally one above the other, one bulkhead being impassable and a passage formed by a gap between the circumference of the bulkhead and the container shell and the other bulkhead being a passageway and an aperture formed in the center of the bulkhead. Preferably, the first bulkhead, formed as a through hole, is located immediately below the manifold connected to the inlet and provided with circularly arranged outlets directed towards the top surface of the first bulkhead.

Přepážky mohou být vytvořeny jako části rovinných, kuželových nebo jehlanových ploch, příp. kombinovaných s válcovými nebo hranolovými plochami.The baffles may be formed as parts of planar, conical or pyramidal surfaces, respectively. combined with cylindrical or prismatic surfaces.

Na rozdíl od známých zařízení je v expandéru podle vynálezu přehřátá kapalina rozdělena do filmu na vestavbu. Nedochází k tříštění kapaliny do kapek a usměrněný pohyb kapaliny po vestavbě zamezuje tvorbu pěny. Potřebný čas pro desorpcl plynu z kapaliny je možno volit uspořádáním vestavby, která určuje dobu, po kterou je kapalina rozdělena do filmu. Expandér kapaliny podle vynálezu nemusí být konstruován jako velkoobjemová nádoba vzhledem k tomu, že nepotřebuje separační část pro oddělování kapek kapaliny od vzniklé póry a desorbovaných plynů.In contrast to the known devices, in the expander according to the invention, the superheated liquid is divided into a built-in film. There is no dripping of liquid into the drips, and directed movement of the liquid after installation prevents foam formation. The time required for desorption of the gas from the liquid can be selected by providing an installation that determines the time the liquid is distributed into the film. The liquid expander according to the invention need not be designed as a large-volume container, since it does not need a separation portion to separate the liquid droplets from the resulting pores and desorbed gases.

Na připojeném výkresu je znázorněn ^příklad provedení expandéru kapalin podle vynálezu ve čtyřech variantách, lišících se konstrukci vestavby, přičemž obr. 1 značí expandér , vestavbou tvořenou kuželovými přepážkami, obr. 2 s vestavbou tvořenou rovinnými ^řetiážkami, obr. 3 s vestavbou tvořenou kombinací rovinných a kuželových přepážek a obr. 4 ji·',tavbou, jejíž přepážky jsou opatřeny válcovými nástavci.The attached drawings show ^ embodiment expander liquids according to the invention in four variants, differing trim designs, FIG. 1 represents expander incorporation of a conical baffle, Fig. 2 with built-formed plane ^of etiážkami FIG. 3 with the erection consists of a combination 4 and FIG.

Expandér kapalin v příkladném provedení, znázorněném na obr, 1 se skládá z nádoby 1 válcového tvaru, do jejíž horní části ústí centrálně umístěný vstup 2 zpracovávané kapaliny s rozdělovačem J, opatřeným kruhově uspořádanými na výkresu neznázorněnými vývody, a bočně umístěný odvod £ desorbovaných plynů a par.The liquid expander shown in FIG. 1 consists of a cylindrical container 1, into which a centrally located inlet 2 of the liquid to be treated with a manifold J having circular outlets not shown in the drawing and a laterally disposed desorbed gas outlet 6 opens. few.

Do spodní části nádoby 1 středem jejího dna ústí výstup X expandovaná kapaliny. Uezi rozdělovačem J a výstupem X je upravena vestavba 6, tvořená čtyřmi přepážkami 2, 8, X, <0 umístěnými v horizontální poloze vzájemně nad sebou. První přepážka 2, ležící bezprostředně pod rozdělovačem J, je vytvořena jako část kuželové plochy, zužující se .směrem nahoru, přičemž vývody rozdělovače J jsou usměrněny na její horní plochu. Druhé přepážka 8, ležící pod první přepážkou 2i Je vytvořena rovněž jako část kuželové plochy, zužující se směrem dolů.An outlet X of the expanded liquid opens into the bottom of the container 1 through the center of its bottom. Between the manifold J and the outlet X there is provided an assembly 6 consisting of four partitions 2, 8, X, < 0 arranged horizontally one above the other. The first partition 2 immediately below the distributor J is formed as part of a conical surface tapering upwardly, the outlets of the distributor J being directed towards its upper surface. The second baffle 8 lying below the first baffle 21 is also formed as part of a conical surface tapering downward.

238789238789

Obdobně je vytvořena třetí a čtvrtá přepážka 2, £0, ležící pod druhou přepážkou g. Průtočná spojení oezi vstupem £ a odvodem £ na jedné straně a výstupem £ na druhé straně je zprostředkováno průchody 13. ££, ££, £6, přičemž první a třetí průchod 13. 15 je upraven mezi obvody první a třetí přepážky X, £ a vnitřní stěnou pláětě 17 nádoby £ a druhý a čtvrtý průchod ££, £g je vytvořen jako otvorve středu druhá a čtvrtě přepážky g, 12·Similarly, the third and fourth baffles 2, 30 are located below the second baffle g. The flow connections between the inlet and outlet port on one side and the outlet on the other side are mediated by passages 13, 6, 6, wherein a first and third passage 13, 15 is provided between the circumferences of the first and third baffles X, 6 and the inner wall of the canister liner 17, and the second and fourth passages 8, 15 are configured as openings in the middle of the second and fourth baffles g, 12;

Přehřátá kapalina vstupuje do nádoby £ vstupem £ a je rozdělovačem £ rozdělena na nátokovou plochu na horní straně první přepážky X, kde vytváří splývající film. Odtud kapalina rozdělená do filmu stéká průchody 13. 14. 15. 16 po nátokových plochách druhé, třetí a čtvrté přepážky g, £, £2, čímž je zajištěn potřebný čas pro desorpci plynů. Zpracovaná kapalina vystupuje výstupem £, zatímco desorbované plyny a pára odcházejí odvodem £.The superheated liquid enters the vessel 6 through the inlet 6 and is distributed by the distributor 6 to the inflow surface on the upper side of the first partition X where it forms a flowing film. From there, the liquid distributed into the film flows through the passages 13, 14, 15, along the inlet surfaces of the second, third and fourth baffles g, p, p 2, thereby providing the necessary time for gas desorption. The treated liquid exits through the outlet 6, while the desorbed gases and steam leave the outlet 8.

Na obr. 2 a 3 jsou znázorněny další možné varianty expandéru kapalin podle vynálezu, kde vestavba g se skládá z přepážek X, g, £, 10. vytvořených jako části rovinných ploch (obr. 2), nebo střídavě jako části kuželových ploch (obr. 3). V dalším příkladném provedení podle obr. 4 je vestavba g tvořena třemi přepážkami X, g, £, kde první a druhá přepážka X, g je vytvořena jako kuželová a třetí přepážka £ jako rovinná, přičemž první a třetí přepážka X, £ je opatřena obvodovým válcovým nástavcem 11 a druhá přepážka g středovým válcovým nástavcem 12.FIGS. 2 and 3 show further possible variants of the liquid expander according to the invention, wherein the installation g consists of partitions X, g,?, 10 formed as parts of planar surfaces (FIG. 2) or alternatively as parts of conical surfaces (FIG. 3). In another embodiment according to FIG. 4, the installation g consists of three partitions X, g, 6, wherein the first and second partition X, g are conical and the third partition 6 is planar, the first and third partition X, 6 being circumferential. a cylindrical extension 11 and a second partition g by a central cylindrical extension 12.

Počet přepážek X, g, £, £2 · jejich tvar může být odlišný od výše uvedeného. V nejjednodměším provedení může být vestavba g tvořena pouze první přepážkou χ. Namleto kuželového tvaru přepážek X, g, £, £2 a válcového tvaru nástavců ££, 12 může být zvolen tvar jehlanu a hranolu.The number of baffles X, g, £, £ 2 • their shape may be different from the above. In the simplest embodiment, the built-in g can be formed only by the first partition χ. Grinding the conical shape of the baffles X, g, £, £ 2 and the cylindrical shape of the extensions 54, 12 can be selected in the form of a pyramid and a prism.

Expandér kapalin podle vynálezu je možno použít jako samostatný pracovní uzel nebo jako součást výrobních linek.The fluid expander according to the invention can be used as a standalone working node or as part of production lines.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Liquid expander with a vessel having an upper inlet of the treated liquid and a discharge of desert gases and vapors and in the lower part an outlet of the treated liquid, characterized in that a built-in (6) is provided between the inlet (2) and the outlet (5); provided with at least one inflow surface for forming a flowing liquid film, and providing at least one passage (13, 14, 15, 16) for mediating a flow connection between the inlet (2) and the outlet (4) on one side and the outlet (5) on the other side .

Liquid expander according to claim 1, characterized in that the installation (6) consists of bulkheads (7, 8, 9, 10) positioned horizontally above each other, one bulkhead (7, 9) being impassable and the passage (13, 15) is formed by a gap between the circumference of the partition (7, 9) and the shell (17) of the container (1), and the second partition (8, 10) is through and the passage (14, 16) is formed by an opening in the center of the partition (8, 10).

Liquid expander according to claim 2, characterized in that the first bulkhead (7) formed as impassable is located immediately below the distributor (3) connected to the liquid inlet (2) and provided with circularly arranged outlets directed towards the upper surface of the first partitions (7).

Liquid expander according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the partitions (7, 8, 9, 10) are formed as parts of planar, conical or pyramid surfaces, respectively. combined with cylindrical or prismatic surfaces.