[1]Полезная модель относится к области энергетики, в частности к технологическим элементам тепломассообменных аппаратов, например, испарительных градирен, и может быть использована в качестве заполнителя в аппаратах для интенсивного охлаждения воды в оборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред.
[2]Поверхность тепломасообмена в аппаратах контактного типа формируется из блоков оросителя. Блок оросителя ороситель, как правило собирается из элементов (листов) требуемой ширины.
[3]Известны листы оросителя градирен с прямолинейными гофрами, имеющими в поперечном сечении вид непрерывной волны и расположенными вдоль вертикальной кромки листа [Патент Франции N 1510560, F28С, 1968] или под углом к ней [Патент Великобритании N 1177124, F28С 3/00, 1970].
[4]Недостатком этих известных листов оросителя градирни и оросителя из них является возникновение и устойчивое существование струйного течения жидкости во впадинах гофр, что снижает интенсивность тепломассообмена.
[5]Известен ороситель градирни, описанный в патенте РФ №2132032, содержащий решетчатые гофрированные панели в виде непрерывной волны, отличающийся тем, что гофры выполнены под углом к кромкам панелей, по периметру панелей и вдоль средней горизонтали установлены рамки и полосы жесткости, а при сборке листы образуют в плане эквидистантные волны. Недостатками оросителя являются, сложность сборки, по причине отсутствия на панелях легких в применении средств соединения и центрирования панелей, большой вес, по причине изготовления панелей из ПНД.
[6]Известен, выбранный в качестве прототипа, ороситель градирни, описанный в патенте РФ №2803364, состоящий из панелей, изготовленных из полимерного материала и выполненных в виде решетчатых листов и соединенных между собой с помощью замков-клипс, узлов центрирования и сшивки гвоздями-дюбелями, причем:
[7]- узел соединения замком-клипсой состоит из расположенных на соединяемых панелях первого замкового элемента, выполненного в виде усеченного конуса, на вершине которого расположена бурт-шайба (пуансон), и второго ответного элемента, выполненного в виде конусной защелки с прорезями (матрица);
[8]- узел центрирования состоит из расположенных на соединяемых панелях первого центровочного элемента, выполненного в виде штыря (пуансон), состоящего из соединенных последовательно большего усеченного конуса, цилиндра и меньшего усеченного конуса, и второго ответного элемента, выполненного в виде конуса (матрица);
[9]- узел сшивки гвоздями-дюбелями состоит из расположенных на соединяемых панелях отверстиях и дюбель-гвоздей, расположенных внутри отверстий.
[10]Недостатками данного оросителя являются:
[11]сложность соединения решетчатых листов между собой, обусловленная использованием двух типов крепежного и центрирующего элементов. Кроме того, при наличии таких двух элементов на решетчатых листах невозможно осуществлять предварительное центрирование без одновременного соединения замком-клипсой. Учитывая это в случае неправильного соединения замком-клипсой, для разъединения листов необходимо осуществлять повреждение замка-клипсы, что также может привести к поломки всего листа;
[12]- низкая прочность решетчатых листов в местах расположения узлов соединения замком клипсой, узлов центрирования и узлов сшивки, обусловленная отсутствием утолщений нитей в местах расположения соединительных элементов, что может привести к поломке листов при соединении между собой;
[13]- низкая эффективность охлаждения оборотной воды, обусловленная возникновением струйного течения жидкости во впадинах вертикальных гофр, выполненных в данном оросителе (показано на чертежах), что снижает интенсивность тепломассообмена.
[14]Задача настоящей полезной модели заключается в создании оросителя градирни, обеспечивающего более глубокое охлаждение оборотной воды, с более простой сборкой, обладающего высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
[15]Технический результат, достигаемый заявленным техническим решением, заключается в повышении прочности и упрощении соединения листов в оросителе градирни, и повышении эффективности охлаждения оборотной воды.
[16]Технический результат достигается тем, что ороситель градирни, состоит из элементов, изготовленных из полимерного материала методом литья под давлением, и выполненных в виде решетчатых листов с гофрами в виде непрерывной волны, выполненными под углом к кромкам листов. По краям решетчатых элементов (листов) выполнены полосы жесткости, на которых выполнены узлы центрирования и фиксации решетчатых листов между собой, состоящие из первого установочного элемента, выполненного в виде штыря, и второго ответного элемента с отверстием, выполненные с такими геометрическими параметрами, чтобы обеспечить посадку с натягом, при которой наибольший допустимый размер отверстия ответного элемента меньше наименьшего допустимого размера установочного элемента или равен ему. При этом на самом листе также выполнены по меньшей мере две полосы жесткости на которых выполнены элементы с отверстиями, образующие на соединяемых листах каналы, в которых установлены стяжные шпильки. При этом элементы с отверстиями, образующие на соединяемых листах каналы, в которых устанавливаются стяжные шпильки, выполнены по всей длине соответствующих полос жесткости.
[17]При этом толщина нитей полос жесткости решетчатого листа больше толщины остальных нитей решетчатого листа оросителя градирни.
[18]В предпочтительном варианте исполнения сетка решетчатых листов выполнена из 2-х групп параллельных нитей, пересекающихся между собой, с образованием между нитями ячейки в виде ромба и расстоянием между нитями от 11,0 до 15,0 мм, а гофры соседних листов ориентированы в одинаковом направлении и выполнены под углом 20-25 градусов к кромкам листов.
[19]При этом узел центрирования и фиксации может представлять собой расположенные на соединяемых листах первый установочный элемент, выполненного в виде штыря, состоящего из соединенных последовательно усеченного конуса в основании штыря и цилиндра, верхнее основание которого имеет форму полусферы, и второй ответный элемент, выполненный в виде конусного отверстия. При этом ответный элемент, выполненный в виде конусного отверстия, может быть выполнен с прорезями.
[20]Решетчатые листы, в предпочтительном варианте исполнения, изготавливаются из полипропилена с антипиренами для получения слабогорючего и трудновоспламеняемого изделия.
[21]КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[22]На фиг. 1 представлен общий вид листа оросителя градирни, где, где 1 - полоса жесткости по краям решетчатого листа; 2 - полосы жесткости, на которых выполнены элементы с отверстиями для установки стяжных шпилек; 3 - элементы с отверстиями для установки стяжных шпилек.
[23]На фиг. 2 представлен участок сборки листов оросителя градирни с узлами центрирования и фиксации решетчатых листов, где 1 полоса жесткости по краям решетчатого листа; 4 - установочный элемент в виде штыря; 5 - ответный элемент с отверстием.
[24]Заявляемый ороситель градирни, состоит из элементов, изготовленных из полимерного материала, и выполненных в виде решетчатых листов с гофрами в виде непрерывной волны, выполненными под углом к кромкам листов. Как показано на фиг. 1 фиг. 2 по краям решетчатых листов выполнены полосы жесткости 1. При этом на полосах жесткости по краям решетчатых листов выполнены узлы центрирования и фиксации решетчатых листов между собой, состоящие из первого установочного элемента 4, выполненного в виде штыря, и второго ответного элемента 5 с отверстием, выполненные с такими геометрическими параметрами, чтобы обеспечить посадку с натягом, при которой наибольший допустимый размер отверстия ответного элемента меньше наименьшего допустимого размера установочного элемента или равен ему. При этом на самом листе также выполнены по меньшей мере две полосы жесткости 2 на которых выполнены элементы с отверстиями 3, образующие на соединяемых листах каналы, в которых установлены стяжные шпильки. При этом элементы с отверстиями 3, образующие на соединяемых листах каналы, в которых устанавливаются стяжные шпильки, выполнены по всей длине соответствующих полос жесткости
[25]Полосы жесткости образованы на решетчатых листах оросителя градирни парными параллельными линиями, соединенными между собой перемычками. При этом толщина нитей полос жесткости больше толщины остальных нитей решетчатого листа оросителя градирни.
[26]Как показано на фиг. 1 решетчатые листы выполнены из 2 групп параллельных нитей, пересекающихся между собой, с образованием между нитями ячейки в виде ромба и расстоянием между нитями, а гофры соседних листов ориентированы в одинаковом направлении. Предпочтительный угол наклона гофр к кромкам листов - 20-25 градусов.
[27]При этом как показано на фиг. 2 узел центрирования и фиксации может представлять собой расположенные на соединяемых листах первый установочный элемент, выполненного в виде штыря, состоящего из соединенных последовательно усеченного конуса в основании штыря и цилиндра, верхнее основание которого имеет форму полусферы, и второй ответный элемент, выполненный в виде конусного отверстия. При этом ответный элемент, выполненный в виде конусного отверстия, может быть выполнен с прорезями.
[28]Ороситель градирни работает следующим образом. Охлаждаемую оборотную воду равномерно разбрызгивают по поверхности блоков оросителя. Диспергированные капли воды попадают на поверхности перемычек в решетках листов, растекаются по ним, перетекают в виде капель, тонких пленок на нижележащие перемычки. Кроме того, с узлов перемычек капают более крупные капли на нижележащие перемычки и активно турбулизируют пленки жидкости на них. Навстречу движению капель и пленок жидкости поднимается поток охлаждающего воздуха, который как проходит сквозь гофры решетчатых листов, так и обтекает их, приобретая турбулентный характер течения. В результате активного гидродинамического режима течения воды и воздуха повышается интенсивность процесса тепломассообмена. Кроме того, по планкам жесткости происходит пленочное течение жидкости, которое характеризуется высокими значениями объемного коэффициента массоотдачи. В результате этих процессов оборотная вода интенсивно охлаждается, что сказывается на увеличении выпуска продукции основного производства.
[29]Решетчатые листы изготавливается в предпочтительном варианте исполнения изготавливаются из полипропилена с антипиренами для получения слабогорючего и трудновоспламеняемого изделия. Изготовление листов оросителя из полимерного материала позволяет снизить его вес, и тем самым снизить нагрузку на несущие конструкции градирни, упростить монтаж листов и избежать образования коррозии на листах.
[30]Выполнение решетчатых листов гофрированными, с наклоном гофр способствует развитию межфазной поверхности между воздухом и жидкостью, следовательно, увеличивает мощность теплового потока в направлении от воды к воздуху, а также способствует повышению "проницаемости" гофр для воды и воздуха, что меняет гидродинамическую картину обтекания гофр в направлении турбулизации "короткоживущих" микропленок жидкости, которые образуются на всех перемычках решеток, что повышает интенсивность процессов тепломассообмена. Кроме того, падение капель и скоплений воды из узлов решеток на наклонные нижележащие перемычки, вызывает дополнительную турбулизацию пленок жидкости, их разрушение с образованием дискретных капель, падение которых на пленки и их последующее разрушение во всем объеме оросителя способствует поддержанию высокой интенсивности процесса тепломассообмена.
[31]Наличие узлов центрирования и фиксации решетчатых листов между собой, состоящих из первого установочного элемента 4, выполненного в виде штыря, и второго ответного элемента 5 с отверстием, выполненные с такими геометрическими параметрами, чтобы обеспечить посадку с натягом, при которой наибольший допустимый размер отверстия ответного элемента меньше наименьшего допустимого размера установочного элемента или равен ему, позволяет упростить соединение листов оросителя градирни, за счет одновременного центрирования и фиксации листов между собой с использованием только одного типа крепежных элементов.
[32]Также выполнение узлов центрирования и фиксации решетчатых листов между собой на полосах жесткости по краям решетчатого листа, также позволяет снизить вероятность поломки решетчатого элемента в месте такого соединения, тем самым повышая прочность конструкции.
[33]Выполнение элементов с отверстиями 3, образующими на соединяемых листах каналы, в которых установлены стяжные шпильки, на соответствующих полосах жесткости также повышает прочность решетчатого листа и позволяет снизить вероятность поломки решетчатых элементов при установке стяжных шпилек, тем самым повышая прочность конструкции.
[34]Таким образом применение заявленного оросителя градирни позволит достигнуть более глубокого охлаждения оборотной воды в градирнях, а также упростить сборку и обслуживание оросителя и повысить жесткость каждого листа оросителя и оросителя в целом
[35]Учитывая вышеизложенное, существенные признаки заявляемого технического решения позволяют повысить прочность оросителя, упростить соединения листов в оросителе градирни и сохранить эффективность охлаждения оборотной воды, что подтверждает достижение технического результата.
