Устройство для сброса технологических сред

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз; СоветсиихСоциалистическихРеспубликпо делам нэобретеннй и открытийДата опубликования описания 05.11,81 Р, Я. Барашков, 1 О. Н. Бочаров, Н. Е. Ольхови А, А. Тычкин(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СБРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСК СРЕДостей ово 1Изобретение относится к устройствам для:.сброса технологических сред, в частностик устройствам для сброса взрывоопасныхн воспламеняющихся сред в атмосферу.Известно устройство безопасной эксплуатации установок со взрывоопасными средами, содержащее две последовательно установленные в сбросном трубопроводе предохранительные мембраны, полость междукоторыми содержит флегматнзирующее вещество (воду) н сообщена с емкостью, заполненной этим веществом 111,Недостаток устройства заключается вопасности замерзания флегматизатора, поэтому необходимо следить за количеством.флегматизатора в емкосги и подогреватьемкость зимой.Известно также устройство для сброса технологических сред, содержащее сбросной трубопровод с отверстиями для вводаразбавителя, преимущественно атмосферного воздуха, сообщенный с техныогическойсистемой через предохранительную мембрану и имеющий сужающийся участок ана- тела, плавно переходящий в расйиряющЬйся,участок, выполненный в виде сопла Лаваля,сверхзвуковую расширяющуюся камеру сме 2щения технологической среды с разбавителем, а также согласующий конус 12.Недостатком этого устройства являютсязначительные габариты" н недостаточнаянадежность.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства и уменьшение его габаритов,Поставленная цель достигается тем, чтосбросной трубопровод снабжен направляющими лопатками, установленными под острым углом к оси трубопровода.Причем угол наклона поверхннаправляющих лопаток к осн трубопрда лежит в интервале от 4 до 30.Кроме того, в трубопроводе размещено.обтекаемое тело каплевидной формы, направляющие лопатки установлены в критическом сечении сверхзвукового сопла Лаваля, прикреплены к стенкам канала и обтекаемому телу каплевидной формы и имеютканалы для подвода разбавителя в полостьобтекаемого тела,Направляющие лопатки могут быть ус-.тановлены на входе в сопло Лаваля, а также могут иметь винтовую форму и устанавливаться в согласующем конусе,На фиг.изображено предлагаемое . устройство; на фиг. 2 - структура потока на выходе из устройства; на фиг. 3 в , ис. полнение устройства с обтекаемым центральным телом.Устройство состоит из сбросного трубопровода 1, сопла Лаваля 2, сверхзвуковой камеры 3 смешения и отверстий 4 для подсоса воздуха, согласующего конуса 5 и направляющих лопаток 6, установленных на входе в сопло Лаваля, направляющих лопаток 7, устаноыенных в согласующем конусе, центрального обтекаемого тела 8 каплевидной формы, удерживаемого на оси трубопровода направляющими лопатками 9 с каналами 10 для подвода разбавителя в полость обтекаемого тела, имеющего от- . верстия 11 для ввода разбавителя в поток, хвостовика 12 обтекаемого тела. Устройство работает следующим образом.При сбросе технологическая среда расширяется в сопле Лаваля 2 и охлаждается до заданной низкой температуры (ниже температуры самовоспламенения). Благодаря направляющим лопаткам поток закручивается, что интенсифицирует процесс перемешивания среды с воздухом и сокращает габариты сверхзвуковой камеры 3 смещения. В сверхзвуковой камере поддерживается заданная низкая температура,благодаря компенсации подводимых с воздухом энтальпии и массы, которая осуществляется увеличением поперечногосечения камеры по мере подвода воздуха. Соотношение критического и выходного сечений сопла Лаваля 2 обеспечивает разрежение в сверхзвуковой камере 2 смешения, необходимое для подсоса воздуха через отверстия 4 Если из-за разведения и значительного ввода массы тангенциальная скорость потока упадет ниже необходимого уровня, на выходе из сверхзвуковой камеры 3 смешения (в согласующем конусе 5) могут быть установлены направляющие лопатки 7 винтовой формы, на которых поток получает дополнительную закрутку. Кроме того, на передних кромках этих лопаток возникает скачок уплотнения (указан пунктиром), переводящий поток в дозвуковой и обеспечивающийустойчивое разрежение в камере 3 смещения, Благодаря этому при наличии лопаток 7 габариты согласующего конуса 5 уменьшаются, Устойчивый скачок образуется на лопатках при определенном заполнении сечения канала лонатками, для скоростей 2 - ЗМ это заполнение порядка нескольких процентов,Структура потока на выходе из устройства пояснена фиг. 2, где А - область турбулентного смешения потока с.воздухом; Б - . область с невозмущенной скоростью (ядро потока), протяженность которой 5-10 калибров выходного канала. Область пониженного давления на оси потока показана. Устройство для сброса технологических сред, содержащее сбросной трубопровод с отверстиями для ввода разбавителя, преимущественно атмосферного воздуха, сообщенный с технологической системой через предохранительную мембрану и имеющий сужающийся участок канала, плавно переходящий в расширяюгцийся участок, выполненный в виде сопла Лаваля, сверхзвуковую расширяющуюся камеру смешения технологической среды с разбавителем и согласующий конус, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства и уменьшения его габаритов, сбросной трубопровод снабжен направляющими лопатками, установленными под острым углом к оси трубопровода. 45 50 55 штриховкой. Приведены эпюры скоростейв сечениях 1 и 11 потока.Выходящий из сбросного трубопроводазакрученный поток смеси на протяжении сотен и тысяч калибров сохраняет моментколичества движения, при этом скоростьпоступательного движения потока остается очень высокой (хотя и существенно дозвуковой). Этот искуственный смерч за короткое время поднимает смесь на высоту сотенметров и более. Благодаря пониженномудавлению в центре закрученной сруи (смерча) к ней интенсивно подсасывается воздухи перемешивается со смесью. Смесь обедняется до нижнего концентрационного предела воспламенения за время, меньшее ха.рактерного времени распространения пламени поперек струи.Кроме того, существенно сокращаютсяразмеры сверхзвуковой камеры 3 смещенияза счет интенсификации процесса переме-шивания и сокращаются размеры выходного согласующего конуса 5 при расположении в нем направляющих .лопаток, на передних кромках которых образуется прямойскачок уплотнения,Угол поворота поверхностей направ 25 ляющих лопаток к оси трубопровода определяет соотношение осевой и тангенциальной скоростей потока и, тем самым падениедавления на оси потока.Устройство изображенное на фиг. 3 работает аналогично устройству на фиг. 1,Разбавитель (воздух) вводится в поток из хвостовика 12 обтекаемого тела,. изменение сечения которого компенсируетподвод массы и энтальпни с разбавителем.Канал 10 лопатки для подвода воздуха вполость обтекаемого тела 9 образован стенками лопатки.Таким образом, использование изобретения позволит повысить эксплуатационнуюнадежность устройства и уменьшить егогабариты.40.Фиг фие. фиг. Составитель И. Петоя Техред А, Бойкас Тираж 752 осударствеииого комитета ам изобретеиий и откры аа, Ж - 35. Раушская иа атеита, г. Ужгород, ул;Рсхактор С. ЮЗаказ 9561(55 Корректор Л. БокиаПодписноеСССРий ВНИИПИ ио дел 13035, Мос илиал ППП кд. 4/5роектиая 2. Устройство по п. 1, тличающееся тем, что угол наклона направляющнх лопаток к осн трубопровода лежит в интервале от 4 до 30,3, Устройство по пп. 1 н 2, отличаю. щееся тем, что в трубопроводе размещено обтекаемое тело каплевндной формы, направляющне лопатки установлены в крнтнческом сечении сверхзвукового сопла Лаваля, прикреплены к стенкам канала н обтекаемому телу каплевндной формы н нмевг каналы для подвода разбавнтеля в по. лость обтекаемого тела,4. Устройство по я и. 1 н 2, отличаюи 4 ееся тем, что направляющие лопатки уста.новлены на входе в сопло Лаваля.5. Устройство по пп. 1 н 2, отличающееся тем, что направляющие лопатки имеют винтовую форму н установлены в согласующем конусе,Источники информации,прннятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 в551525, кл, С 01 Е 27/00, 1977,2, Авторское свидетельство СССР586295, кл. Г 16 К 47(02, 1977 (прототнп).,