Результат интеллектуальной деятельности: ВОДОУЛОВИТЕЛЬ ГРАДИРНИ

Изобретение относится к устройствам для охлаждения оборотной воды энергетических и промышленных установок, конкретно к водоуловителям, используемым для улавливания и отвода воды в вентиляторных и башенных градирнях.

Известен водоуловитель испарительной градирни, содержащий решетку вертикально установленных V-образных профилей, две средние планки которых выполнены равной длины и соединены под прямым углом. На выходной кромке напорной стороны верхней планки выполнен выступ треугольного профиля, а под выступом выполнена продольная горизонтальная щель. Нижняя планка параллельна верхней планке. В местах соединения верхней кромки верхней планки и средней планки, а также средних планок на сторонах, составляющих между собой угол более 180°, выполнены выступы треугольного профиля. Средние планки выполнены длиной, составляющей 2-4 длины верхней планки, а шаг решетки и длина верхней планки равны 1-2 длинам нижней планки. Высота выступов составляет 0,1-0,2 величины шага решетки (авторское свидетельство СССР №1462080, МПК 4 F 28 F 25/04, F 28 С 1/02, опубл. 28.02.89).

Описанный водоуловитель имеет недостаточно устойчивую конструкцию и малую эффективность водоулавливания в широком диапазоне скоростей потоков воздуха.

Известен водоуловитель градирни, содержащий решетку из профильных элементов в виде набора планок, соединенных между собой по торцам, две средние из которых размещены под углом друг к другу, а верхняя и нижняя крайние планки - вертикально, длина верхней планки составляет 2-4 длины нижней, при этом профильные элементы снабжены дополнительной, размещенной между средними, вертикальной планкой, на верхней поверхности тупых углов каждого элемента выполнены продольные канавки, дополнительная планка выполнена длиной, составляющей 1-2 длины нижней планки, а элементы соединены между собой дополнительно установленным фиксатором, размещенным в дополнительных планках и обеспечивающим размещение последних в вертикальной плоскости, проходящей через верхнюю планку одного из смежных элементов (авторское свидетельство СССР №1490413, МПК 4 F 28 С 1/02, F 28 F 25/04, опубл. 07.08.1989).

Недостатком устройства является недостаточно высокая эффективность улавливания и отвода воды.

Известен водоуловитель градирни преимущественно цилиндрической формы, содержащий пакет пластин V-образного профиля, имеющих вертикальные входной и выходной и средний наклонный прямолинейный участки, при этом пластины соединены между собой посредством размещенных в установочных отверстиях пластин стержней и установленных на последних между пластинами дистанционирующих втулок, при этом установочные отверстия выполнены во входных и выходных участках, кромки которых выполнены криволинейными и эквидистантными, причем высоты упомянутых участков составляют 50-59 мм и 75-81 мм соответственно, а средний участок размещен под углом к горизонтали, равным или меньшим 60° (патент РФ №2172912, МПК 7 F 28 F 25/08, опубл. 27.08.2001).

Недостатком такого водоуловителя является ненадежность сборки и фиксации пластин.

Наиболее близким к предлагаемому является водоуловитель градирни, содержащий решетку V-образных пластин, имеющих наклонные и центральный плоский участки, и фиксирующие и дистанционирующие элементы (патент РФ №2071022, МПК 6 F 28 F 25/08, опубл. 27.12.96).

На поверхности пластин выполнены поперечные гофры, образующие на противоположной стороне пластин соответствующие выступы. Фиксирующие элементы выполнены в виде стержней с поперечным сечением в форме многоугольника. Дистанционирующие элементы выполнены трубчатыми с выступами на наружной поверхности, выполненными кольцевыми или по винтовой линии. Пластины собраны в решетку посредством размещенных в установочных отверстиях вертикальных участков дистанционирующих и фиксирующих элементов, последние из которых на участке крепления с пластиной выполнены с профилем, адекватным профилю установочных отверстий пластин.

Недостатками описанного водоуловителя является сложность сборки элементов, ненадежная фиксация пластин, а также низкая эффективность улавливания и отвода воды.

Задачей изобретения является разработка водоуловителя градирни, позволяющего улучшить эффективность водоулавливания, и усиление конструкции водоуловителя в целом.

Поставленная задача решается разработкой водоуловителя градирни, содержащего V-образные пластины с центральным плоским участком и имеющими поверхность, выполненную в виде поперечных гофр, образующих на противоположной стороне пластин соответствующие выступы, собранные в решетку посредством фиксирующих, выполненных в виде стержней с поперечным сечением в виде многоугольника, и дистанционирующих элементов, нанизанных на стержни, вставленные в отверстия плоских участков пластин, выполненные с профилем, идентичным профилю поперечного сечения фиксирующего элемента в месте крепления, причем дистанционирующие элементы выполнены в виде укороченных V-образных пластин с центральным плоским участком, на котором выполнено отверстие с профилем, идентичным профилям отверстия плоского участка V-образной пластины и поперечного сечения фиксирующего элемента, и имеющих поверхность, выполненную в виде поперечных гофр, образующих на противоположной стороне пластин соответствующие выступы, при этом дистанционирующие элементы установлены между смежными пластинами решетки и примыкают наружной стороной центрального плоского участка V-образных пластин к наружной стороне центрального плоского участка V-образных пластин, а торцевыми сторонами - к внутренней поверхности V-образных пластин.

Пластины, фиксирующие и дистанционирующие элементы водоуловителя выполняются из полимерного материала.

Фиксирующие элементы водоуловителя могут быть выполнены в виде стержней, представляющих собой трубы из полимерного материала, на гранях которых выполнены продольные пазы, в поперечном сечении трубы могут иметь форму шестигранника и разное поперечное сечение по длине, при этом профиль трубы в наибольшем поперечном сечении выполняют ровным, а в наименьшем сечении - с выступами на гранях.

Отличием предлагаемого водоуловителя градирни от наиболее близкого является изготовление дистанционирующих элементов в виде укороченных V-образных пластин с центральным плоским участком, на котором выполнено отверстие с профилем, идентичным профилю поперечного сечения фиксирующего элемента и профилю отверстия плоского участка V-образных пластин, выполнение поверхности дистанционирующих элементов в виде поперечных гофр, образующих на противоположной стороне пластин соответствующие выступы; установление дистанционирующих элементов между смежными пластинами решетки таким образом, что наружная сторона центрального плоского участка дистанционирующего элемента примыкает к наружной стороне центрального плоского участка V-образной пластины, а торцевыми сторонами - к внутренней поверхности V-образной пластины. Кроме того, фиксирующие элементы представляют собой трубы, на гранях которых выполнены продольные пазы, в поперечном сечении трубы имеют форму шестигранника и выполнены разным поперечным сечением по длине, при этом профиль трубы в наибольшем поперечном сечении выполнен ровным, а в наименьшем - с выступами на гранях.

На приведенной схеме (фиг.1) изображен водоуловитель градирни, содержащий V-образные пластины 1 с центральным плоским участком 2, на котором выполнены отверстия 5 (фиг.2).

Поверхность пластин выполнена в виде поперечных гофр, образующих на противоположной стороне пластин соответствующие выступы. Пластины собраны в решетку с помощью фиксирующих 3 и дистанционирующих 4 элементов. Фиксирующие элементы выполнены в виде стержней, представляющих собой трубы, и в поперечном сечении имеют форму многоугольника. Дистанционирующие элементы выполнены в виде укороченных V-образных пластин 6 (фиг.3) с центральным плоским участком 7, на котором выполнено отверстие 9. Поверхность пластин дистанционирующих элементов выполнена также в виде поперечных гофр, образующих на противоположной стороне пластин соответствующие выступы. Фиксирующие элементы 3 вставлены в отверстия 5 плоских участков 2 V-образных пластин 1, дистанционирующие элементы 4 нанизаны на стержни 3, при этом дистанционирующие элементы 4 установлены между смежными пластинами 1 решетки и примыкают наружной стороной центрального плоского участка 7 к наружной стороне центрального плоского участка 2 V-образных пластин 1, а торцевыми сторонами 8 - к внутренней поверхности V-образных пластин 1. Профили отверстий 5 плоских участков V-образных пластин 1 и плоских участков 9 дистанционирующих элементов 4, а также поперечное сечение фиксирующего элемента 3 в месте крепления идентичны.

На фиг.4 показан фиксирующий элемент водоуловителя градирни, выполненный в виде стержня, представляющего собой трубу, на гранях стержня выполнены продольные пазы 10. В поперечном сечении трубы имеют форму шестигранника и выполнены разным поперечным сечением по длине, при этом профиль трубы в наибольшем поперечном сечении выполнен ровным (фиг.5), а в наименьшем сечении - с выступами на гранях (фиг.6).

Все элементы водоуловителя - пластины, фиксирующие и дистанционирующие элементы выполнены из полимерного материала.

В процессе работы градирни капли воды, которые несет воздушный поток, поступают в каналы между участками V-образных пластин и дистанционирующих элементов, частично осаждаясь на них. Дополнительное воздействие на капли воды оказывает гофрированная поверхность пластин и дистанционирующих элементов. Образовавшаяся пленка воды направляется к наружной поверхности V-образных пластин, при помощи гофр образуется упорядоченный отвод собравшейся воды в градирне.

Дистанционирующие элементы, выполненные в виде укороченных V-образных пластин и установленные предлагаемым образом, фиксируют расстояние между V-образными пластинами решетки, усиливают конструкцию водоуловителя в целом, а также предотвращают сминание водоуловителя в процессе эксплуатации и термодинамического воздействия влаги.

Расположение водоуловителя в градирне может быть таким, как указано на фиг.1 (положение 1) или с поворотом вниз на 180° (положение 2).

Испытания водоуловителя проводили при различных скоростях движения воздуха (ω).

В процессе испытаний определяли коэффициент аэродинамического сопротивления водоуловителя потоку воздуха (ζ_в.у), величину капельного уноса (q_ун), зависящую от плотности орошения, и потери давления воздуха в водоуловителе (ΔР).

Результаты испытаний приведены в таблице.

По результатам испытаний видно, что при расположении водоуловителя в положении 2 имеется некоторое предпочтение по аэродинамическому сопротивлению при скорости потока воздуха 1 м/с. При скоростях потока воздуха 1,5, 2,0 и 2,3 м/с расположение водоуловителя практически не влияет на аэродинамическое сопротивление.