Гидрогаситель продуктов сгорания топлива на испытательных стендах энергетических установок

 

Сущность изобретения: при испытаниях энергетических установок продукты сгорания оседают на фальшдно 11 и накапливаются в накопительных карманах 12. При удалении осадка под действием центробежного насоса создается разрежение под фальшдном 11 и на осадок действует перепад давления столба воды и разрежение. Под действием перепада давления осадок проталкивается в щели карманов 12 и затем насосом транспортируется по трубопроводам на утилизацию. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к испытаниям энергетических установок, в частности к удалению осадка продуктов сгорания без слива воды и прекращению испытаний, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся испытаниями энергетических установок.

Известен гидрогаситель продуктов сгорания топлива энергетических установок в виде наполненного водой открытого лотка. Гидрогаситель представляет собой часть стенда, состоящего из выходного участка газодинамического тракта и лотка, наполненного водой, очистка от осадка которого невозможна без слива воды. Кроме того, газы от энергетической установки выбрасываются практически на одном уровне с поверхностью земли, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гидрогаситель продуктов сгорания испытательного стенда энергетических установок, содержащий цилиндрический корпус со смонтированным в нем горизонтально расположенным перекрытием, выполненным с отверстием, причем перекрытие установлено в корпусе с образованием размещенного под перекрытием закрытого резервуара с водой и расположенной над перекрытием газожидкостной камеры, сообщенной с резервуаром через отверстие в перекрытии с выходным участком газодинамического тракта, сообщенную с атмосферой трубу рассеивания, расположенную в газожидкостной камере симметрично относительно вертикальной оси цилиндрического корпуса и соединенную своей нижней частью с перекрытием, систему подвода и отвода воды, центробежный насос и трубопроводы.

Недостатком конструкции является то, что ресурс гидрогасителя ограничен временем между сливами воды с прекращением испытаний энергетических установок для удаления осадков продуктов сгорания.

Целью изобретения является увеличение ресурса работы гидрогасителя за счет удаления осадка продуктов сгорания без слива воды и прекращения испытаний энергетических установок.

Указанная цель достигается за счет выполнения на длине резервуара гидрогасителя фальшдна, состоящего из силового каркаса, разделенного перегородками на ячейки, в которые установлены накопительные карманы с щелями в нижней части, заборного устройства, соединенного всасывающим трубопроводом с центробежным насосом.

Накопительные карманы могут быть снабжены гидрозатвором или перепускным клапаном. На периферийных накопительных карманах выполнены отверстия поступления воды для образования суспензии требуемой концентрации, что обеспечивает эффективную работу центробежного насоса.

При круглой или прямоугольной форме днища резервуара пластины в форме трапеции накопительных карманов наклонены в сторону заборного устройства. При расположении отверстия на периферии перекрытия, обеспечивающего закрутку воды в резервуаре, фальшдно может быть выполнено с уменьшенной площадью.

Использование указанной совокупности отличительных признаков в других технических решениях не известно, следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 представлен гидрогаситель в вертикальном сечении; на фиг. 2 - гидрогаситель с уменьшенным фальшдном в резервуаре; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - силовой каркас в изометрии; на фиг. 5 - накопительный карман в изометрии; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1, накопительные карманы снабжены гидрозатворами; на фиг. 7 - то же, накопительные карманы снабжены перепускными клапанами.

Предложенный гидрогаситель включает боковую стенку 1, перекрытие 2 с отверстиями 3, трубу 4 рассеивания с газовыми окнами 5, выходной участок газодинамического тракта 6, газожидкостную камеру 7, резервуар 8, всасывающий трубопровод 9, заборное устройство 10, фальшдно 11, представляющее поверхность, набранную из накопительных карманов 12. Они образованы из вертикальных прямоугольных боковых пластин 13, торцовых прямоугольных пластин 14 и наклонной пластины 15 трапециевидной формы. Все пластины соединены между собой с образованием в нижней части щели 16. Накопительные карманы 12 расположены в секторах 17, образованных горизонтальными 18 и вертикальными 19 элементами силового каркаса и перегородками 20. Силовой каркас укреплен на днище 21 резервуара 8. Карманы 12 могут быть перекрыты гидрозатворами 22 или поплавком 23 с перепускным клапаном 24. Для получения суспензии требуемой концентрации за счет разбавления водой в периферийных карманах выполнены отверстия 25.

Гидрогаситель работает следующим образом.

Высоконапорный поток парогазожидкостной смеси истекает из выходного участка газодинамического тракта 6 при работе энергетической установки в газожидкостную камеру 7, воздействуя на поверхность воды и закручивая ее. В газожидкостной камере 7 истекающий поток парогазожидкостной смеси охлаждается, снижается его скорость, отделяются частицы продуктов сгорания и сепарируется вода. Газ через газовые окна 5 и трубу 4 рассеивания выбрасывается в атмосферу и рассеивается.

Гидрогаситель имеет оборотное водоснабжение, т.е. из резервуара 8 вода поступает в газодинамический тракт 6 и оттуда в газожидкостную камеру 7. При отборе воды из резервуара 8 в нем понижается уровень и вода с продуктами сгорания через отверстие 3 в перекрытии 2 перетекает в резервуар 8.

По окончании испытания энергетической установки продукты сгорания в резервуаре 8 осаждаются на фальшдно 11, где накапливаются в карманах 12. Осадок продуктов сгорания по наклонным пластинам 15 стекает в нижнюю часть карманов 12. Гидрозатвор 22 или перепускной клапан 24 предотвращает попадание осадка под фальшдно 11.

Удаление осадка производится после испытания, когда вода находится в спокойном состоянии, а осадок оседает в кармане 12 фальшдна 1. При удалении осадка включается центробежный насос большой производительности, который создает разрежение через всасывающий трубопровод 9 и заборное устройство 10 под фальшдном 11. Осадок под действием перепада давления, созданного разрежением под фальшдном 11 и столбом воды в резервуаре 8, проталкивается через щель 16 гидрозатвора 22 под фальшдно 11, где перемешивается с водой, поступающей через отверстия 25 периферийных карманов 12 фальшдна 11. После перемешивания образуется суспензия осадка требуемой концентрации, которая необходима для эффективной работы центробежного насоса. Центробежный насос направляет суспензию осадка на переработку и утилизацию. При применении перепускных клапанов 24 для закрытия щели 16 карманов 12 под действием перепада давления клапан 24 пересиливает поплавок 23 и открывает щель 16 кармана 12.

При расположении отверстий 3 в перекрытии 2 на периферии вода, перетекая из газожидкостной камеры 7 в резервуар 8, закручивает в нем весь объем воды, образуя в центре воронку. Продукты сгорания собираются в вершине воронки, откуда осаждаются в центр фальшдна 11. В этом случае фальшдно 11 может иметь диаметр меньше диаметра днища резервуара 8 гидрогасителя.

Произведены экспериментальные работы по осаждению и накоплению продуктов сгорания углеводородного горючего энергетической установки в гидрогасителе при закрученной воде в резервуаре. Расчеты и эксперименты показали, что в накопительные карманы собирается, а затем удаляется до 90% осадка.

Формула изобретения

1. ГИДРОГАСИТЕЛЬ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА НА ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, содержащий цилиндрический корпус с горизонтально расположенным в нем перекрытием, выполненным с отверстием, причем перекрытие установлено в корпусе с образованием размещенного под перекрытием закрытого резервуара с водой и расположенной над перекрытием газожидкостной камеры, сообщенной с резервуаром через отверстие в перекрытии и с выходным участком газодинамического тракта, сообщенную с атмосферой трубу рассеивания, расположенную в газожидкостной камере симметрично относительно вертикальной оси цилиндрического корпуса и соединенную своей нижней частью с перекрытием, систему подвода и отвода воды, центробежный насос и трубопроводы, отличающийся тем, что он снабжен накопительными карманами и расположенным коаксиально корпусу и размещенным под нижней частью трубы рассеивания силовым каркасом, закрепленным на днище резервуара, и заборным устройством, сообщенным трубопроводом с центробежным насосом, причем каркас выполнен из соединенных между собой вертикальных элементов, горизонтальных радиально расположенных элементов, образующих с вертикальными элементами сектора, и расположенных по хордам концентрических окружностей перегородок, образующих в секторах каркаса ячейки, в которых смонтированы накопительные карманы, образующие фальшдно, при этом каждый накопительный карман выполнен из соединенных между собой трех вертикальных прямоугольных пластин, две из которых расположены радиально под горизонтальными элементами каркаса, а третья, торцевая, - под соответствующей перегородкой, и одной трапецеидальной пластины, наклонной в сторону заборного устройства, причем вертикальные пластины прикреплены к элементам каркаса, а наклонная прикреплена большим основанием к перегородке сектора, а боковыми сторонами по диагонали - к поверхностям вертикальных пластин и установлена с образованием щели в нижней части кармана.

2. Гидрогаситель по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть наклонной пластины выполнена с загибом, расположенным под торцевой пластиной соседнего по общему сектору накопительного кармана и образующим с указанной торцевой пластиной гидрозатвор.

3. Гидрогаситель по п.1, отличающийся тем, что каждый накопительный карман снабжен поплавком и соединенным с ним клапаном, причем последний установлен в наклонной пластине с возможностью перекрытия щели.

4. Гидрогаситель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе центробежного насоса путем обеспечения образования суспензии осадка требуемой концентрации, наклонные пластины накопительных карманов, расположенные на периферии фальшдна, выполнены с отверстиями.

5. Гидрогаситель по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что, с целью уменьшения площади фальшдна путем обеспечения закрутки воды в резервуаре, отверстие, выполненное в перекрытии, расположено в периферийной части последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7