CZ22248U1 - Snižovač tlaku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení ke snižování tlaku kapalin, par a plynů protékajících potrubím. Dosavadní stav techniky

Ke snižování tlaku tekutiny proudící potrubím se používá clon 12 upevněných v tělese 1 vloženém do potrubí podle obr. 1. Ve cloně může být jeden nebo více otvorů JJ_. Proudící tekutina je donucena v otvoru clony zvýšit svoji rychlost, čímž dojde ke snížení jejího tlaku. Za clonou se většina vzniklé rychlostní energie zmaří vířením, takže tekutina již nezíská svůj původní tlak. Toto řešení má následující nedostatky:

U kapaliny a u mokré páry dochází k erozi clony a potrubí za clonou. Tím se otvor ve cloně zvětšuje, tlak se snižuje nedostatečně, průtočné množství se zvětšuje, zařízení za clonou se poškozují a vznikají energetické ztráty.

U kapalin může při vysokých tlakových spádech docházet i ke kavitaci, která je kromě eroze spojena i s hlučností a s vibracemi potrubí, únavou materiálu a destrukcí potrubí.

Při nadkritickém proudění plynů a par dochází expanzí za otvorem clony k hlučnosti a vibracím.

V případě, že je clona navržena pro malé průtočné množství, vychází otvor ve cloně malý a ten se snadno ucpe náhodnou nečistotou, kterou unáší tekutina. Tím se průtok tekutiny zastaví, což může mít vážné následky.

Tyto nedostatky se například mohou projevit pri odpouštění vodíku z primárních okruhů jaderných elektráren s reaktory chlazenými vodou. V tomto případě jsou množství velmi malá a tlakové spády velmi vysoké, Otvory ve clonkách se vyŠlehávají mokrou parou proudící současně s vodíkem. Tím stoupá množství páry kondenzující v barbotážní nádrži a vzniklou vodu je nutno odpouštět, což je náročné, neboť je mírně radioaktivní. Mnohem horší však je, když se otvor ve clonce ucpe. Potom dochází k hromadění vysoce stlačeného vodíku, který jednak způsobuje chladnutí zařízení jež vyplňuje, ale hlavně v případě otevření pojistných nebo odlehěovacích ventilů dojde k průniku velkého množství expandujícího vodíku do barbotážní nádrže, stoupnutí tlaku v barbotážní nádrži, protržení pojistných membrán a k nebezpečí exploze vodíku po smíšení se vzduchem. To může být nebezpečné například v havarijních stavech nebo při použití „feed and bled“.

Podstata technického řešení

Tyto nedostatky odstraňuje snižovač tlaku podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že snižování tlaku škrcením neprobíhá ve volném prostoru clonky a ve volném prostoru za ní, ale v porézní hmotě, která vyplňuje přední část tělesa snižovaěe tlaku před přepážkou, ve které je vytvořen otvor, nebo vyplňuje přední část tělesa i otvor v přepážce, nebo vyplňuje přední část tělesa otvor v přepážce i zadní část tělesa, přičemž porézní hmota může být pevně spojena se stěnami tělesa, nebo může být do tělesa vložena jako samostatný prvek přitlačený na otvor v přepážce, nebo může být do tělesa volně nasypána a stlačena mezi předním roštem umístěným v přední části tělesa a zadním roštem umístěným v zadní části tělesa. Toto řešení má oproti clonce následující výhody:

K poklesu tlaku dochází postupně v porézní hmotě, rychlosti tekutiny jsou nižší, takže nedochází k erozi, ke kavitaci, ani k vibracím a hlučnosti. Protože škrticí průřez není erodován, protékající množství se s postupem času nemění.

Případné nečistoty se zachytí na velkém povrchu porézní hmoty, takže nemohou uzavřít škrticí průřez a vyřadit tak snižovač tlaku z funkce uzavřením průtoku.

-1 CZ 22248 Ul

Porézní hmota může být vytvořena například spékáním zru z nerezové oceli, karbidu křemíku, kuliček z austenitické ocele, ze kterých může být vytvořen samostatný vložený prvek, nebo jejich nasypáním a zafixováním v tělese sintrováním, nebo jejich volným nasypáním a zafixováním mezi rošty.

Přehled obrázků

Obr. 1 - dosud vyráběné clonkové snižovače tlaku.

Obr. 2 - snižovač tlaku podle technického řešení s porézní hmotou pevně spojenou, například sintrováním, se stěnami tělesa v přední části i v otvoru přepážky.

Obr. 3 - snižovač tlaku podle technického řešení s prvkem z porézní hmoty vloženým v tělese a přitlačeným na otvor přepážky.

Obr. 4 - snižovač tlaku podle technického řešení s prvkem z porézní hmoty vloženým v tělese se zvětšeným vstupním povrchem.

Obr. 5 - snižovač tlaku podle technického řešení s porézní hmotou pevně spojenou, například sintrováním, se stěnami tělesa v jeho přední části, v otvoru přepážky i v zadní části za přepážkou.

Obr. 6 - snižovač tlaku podle technického řešení s porézní hmotou volně sypanou v přední části tělesa, v otvoru přepážky i v zadní části tělesa a stlačenou mezi předním a zadním roštem.

Příklady provedení technického řešení

V příkladu na obr. 2 je snižovač tlaku, kde porézní hmota 2 je pevně spojena s tělesem 1 ve své přední Části 22, umístěné v přední části tělesa, a ve svém škrticím průřezu 21. umístěném v otvoru 11 vytvořeném v přepážce 12 tělesa 1. Spojení porézní hmoty a tělesa může být provedeno například sintrováním.

V příkladu na obr. 3 je snižovač tlaku, kde prvek z porézní hmoty 2 je pevně přitlačen na otvor 11 vytvořený v přepážce 12 tělesa 1. Škrticí průřez 21 porézní hmoty 2 je v porézní hmotě před otvorem H.

V příkladu na obr. 4 je snižovač tlaku, kde prvek z porézní hmoty 2 je pružně přitlačen na otvor 11 vytvořený v přepážce 12 tělesa 1. Vstupní povrch prvku je zvětšen pro případ většího výskytu nečistot.

V příkladu na obr. 5 je snižovač tlaku, kde porézní hmota 2 je pevně spojena s tělesem 1 ve své přední části 22, umístěné v přední části tělesa, ve svém škrtícím průřezu 21, v otvoru H přepážky 12 i ve své zadní části 23 umístěné v zadní ěásti tělesa. Spojení může být provedeno například sintrováním. Toto provedení odstraňuje hlučnost při nadkritickém proudění.

V příkladu na obr. 6 je snižovač tlaku, kde porézní hmota 2 je volně nasypána v tělese 1 a to svou přední částí 22 umístěnou v přední části tělesa, svou škrticí Částí 21 umístěnou v otvoru 11 přepážky 12 i ve své zadní části 23 umístěné v zadní části tělesa. Porézní hmota 2 je v tělese 1 zafixována a stlačena mezi předním roštem 3 a zadním roštem 4. Zadní rošt 4 je v tělese uložen pevně, přední rošt 3 je na porézní hmotu 2 přitlačován pružně. Porézní hmota 2 může být vytvořena například z kuliček z austenitické oceli.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Snižovač tlaku tekutiny proudící potrubím, tvořený tělesem (1) s přepážkou (12), v níž je otvor (11), přičemž přepážka (12) rozděluje těleso ve směru proudění na přední a zadní část, vyznačující se tím, že v tělese (1) je uspořádána porézní hmota (2) se škrticím průřezem (21).

   -2CZ 22248 Ul
2. 2. Snižovač tlaku tekutiny proudící potrubím podle nároku 1, vyznačující se tím, že porézní hmota (2) je pevná a tvoří jeden celek se stěnami tělesa (1), a to svou přední částí (22) s přední částí tělesa i se stěnami otvoru (11), přičemž Škrticí průřez (21) je v otvoru (11) v přepážce (12) tělesa (1).

   5 3. Snižovač tlaku tekutiny proudící potrubím podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že porézní hmota (2) je pevná a tvoří samostatný prvek přitlačený v přední části tělesa na otvor (11) v přepážce (12) tělesa (1), přičemž škrticí průřez (21) je vytvořen v části škrticí hmoty doléhající na otvor (11).

   4. Snižovač tlaku tekutiny proudící potrubím podle nároku 2, vyznačující se tím, ío že porézní hmota (2) svou zadní částí (23) zasahuje i do zadní části tělesa za otvor (11) se škrticím průřezem (12), přičemž i tato zadní část (23) tvoří s tělesem (1) jeden celek.

   5. Snižovač tlaku tekutiny proudící potrubím podle nároku 1, vyznačující se tím, že porézní hmota (2) je volně sypaná a upevněná v tělese (1) mezi předním roštem (3) a zadním roštem (4), přičemž škrticí průřez (21) je v otvoru (11) přepážky (12), přední rošt (3) je umístěn

   15 v přední části tělesa (1) před přepážkou (12) a mezi ním a přepážkou (12) je přední část (22) porézní hmoty a zadní rošt (4) je umístěn v zadní Části tělesa (1) za přepážkou (12) a mezi ním a přepážkou (12) je uspořádána zadní část (23) porézní hmoty.

   6. Snižovač tlaku podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že porézní hmota (2) je tvořena více vrstvami s různou porézností.

   20 7. Snižovač tlaku podle některého z nároků lažó, vyznačující se tím, že porézní hmota (2) je tvořena kombinací vrstev pevně spečených a volně sypaných.
3. 3 výkresy