DE887509C

DE887509C - Device to prevent empty spaces when draining boiling liquids

Info

Publication number: DE887509C
Application number: DES17242D
Authority: DE
Inventors: Raymond Francois Ma Waeselynck
Original assignee: Rateau SA
Current assignee: Rateau SA
Priority date: 1943-04-13
Filing date: 1944-05-06
Publication date: 1953-08-24

Description

Vorrichtung zur Verhütung von Leerräumen beim Ableiten von kochenden Flüssigkeiten Da sich die flüssigen und gasförmigen Stufen eines Körpers im gleichen Raum im Gleichgewicht befinden, so wird jeder im Kern der Flüssigkeit entstehende Unterdruck, der größer ist als der einer dariiberstehenden Flüssigkeitssäule, das Auftreten des Phänomens einer Kavitation (Leerraum) zur Folge haben. Diese entsteht im besonderen am Zugang zu den Wasserabflußrohren von Dampferhitzern, und die entstehenden Dampfblasen, die sich in .der Nähe der Rohröffnung sammeln oder durch den Strom mitgerissen werden, stellen. sich dem Absinken des umlaufenden Wassers entgegen.Device for preventing voids when draining boiling Liquids Since the liquid and gaseous stages of a body are in the same Space is in equilibrium, so each is arising in the core of the liquid Negative pressure that is greater than that of a column of liquid above it, the The occurrence of the phenomenon of cavitation (empty space). This arises in particular at the access to the water drainage pipes of steam heaters, and the emerging Steam bubbles that collect near the pipe opening or through the stream get carried away, pose. against the sinking of the circulating water.

Dieses Phänomen verstärkt sich, und seine Folgen verschlimmern sich, i. wenn die Flüssigkeit schon vor Erreichen -der ZTmgebung des Wasserrücklaufes in kochende Mischung kommt, @d. h. wenn sie eine beachtliche Menge Dampfblasen mit sieh reißt, 2. wenn die Wasserablauföffnung derart gerichtet ist, daß die Flüssigkeit von oben nach unten eindringt, und wenn sie so wenig tief in der Flüssigkeit liegt, daß die in der Umgebung der Öffnung entstehenden Wirbelbewegungen bis an die Oberfläche (der Flüssigkeit sich fortsetzen. Im letzteren Fall hebt sich die Kavitation bis zur Oberfläche und breitet sich sofort auf die ganze mittlere Wirbelzone aus, wobei sie zwischen der Gasstufe und dem Wasserrückfluß einen bildet und dessen vollständiges Absinken veran.laßt. Das Auftreten solcher Kavitationsphänomene, z. B, in einem Kessel, hindert den normalen Verlauf des Umlaufes und kann schwere Schäden verursachen.This phenomenon is intensifying and its consequences are worsening, i. if the liquid has already reached the central point of the water return comes in a boiling mix, @d. H. if they have a considerable amount of vapor bubbles see tears, 2. when the water drainage opening is directed in such a way that the liquid penetrates from top to bottom, and if it is so little deep in the liquid, that the vortex movements arising in the vicinity of the opening up to the surface (The liquid can continue. In the latter case the cavitation cancels itself up to the surface and spreads immediately to the entire central vertebral zone, whereby it forms one and its complete between the gas stage and the water reflux Caused to sink. The occurrence of such cavitation phenomena, z. B, in a boiler, prevents normal circulation and can be severe Cause damage.

Die Vorrichtung nach der Erfindung betrifft die Anordnung eines einfachen Hilfsmittels geigen diese Mängel, das nicht nur am Wasserrückfluß von Kesseln irgendwelcher neuer oder alter Bauart angebracht wenden kann, sondern auch an Rohrleitung-en mit irgendwelcher Flüssigkeitsführung aus einem Behälter, wo sich diese Flüssigkeit nahe dem Siedepunkt befindet.The device according to the invention relates to the arrangement of a simple one Aid these shortcomings are fought, and not just with the water backflow from boilers of any kind new or old design can be attached, but also on pipelines with any liquid flow from a container where this liquid is near the boiling point.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, die ursprüngliche Abflußöffnung einer _Saugkammer vorzuverlegen, deren Zugang im unteren Kammerteil liegt, deren oberer Teil durch irgendein Kühlmittel, etwa durch Einspritzen kalter Flüssigkeit oder durch Abkühlung der Oberfläche abgekühlt wird. Die öffnung äm Kammerzugang bietet einen breiten Durchflußquerschnitt mit einer solchen Lage, daß die vor ihr eindringende Flüssigkeit keinerlei wesentliche senkrechte Geschwindigkeit erhalten kann, die die Wirbelbewegungen zur Oberfläche aufsteigen läßt. Kurz nach dem Eintritt muß die Wassergeschwindigkeit zuerst aufsteigend oder waagerecht sein, um das Auflösender Dampf-oder Gasblasen am oberen Kammerteil zu erleichtern, wo sie bei ihrer Ankunft mehr oder weniger kondensiert werden. Die so geklärte und leicht gekühlte Flüssigkeit fällt dann nach der Mündung der Abflußleitwng ab.The device according to the invention consists in the original The drain opening of a suction chamber is to be moved forward, its access in the lower part of the chamber lies, the upper part of which by some coolant, such as by injecting cold Liquid or by cooling the surface. The opening in the chamber access offers a wide flow area with such a position that the one in front of it penetrating liquid does not receive any substantial vertical velocity can, which lets the vortex movements rise to the surface. Shortly after entering the speed of the water must first be ascending or level in order to be able to dissolve Steam or gas bubbles at the top of the chamber to facilitate where they are when they arrive more or less condensed. The liquid thus clarified and slightly cooled then falls after the mouth of the discharge line.

Die Kammer kann entweder vollkommen in die Flüssigkeit versenkt sein, oder sie kann teilweise derart eingetaucht isein, daß sie einen Siphon bildet. Die Zugangsöffnung liegt allgemein, aber nicht unbedingt, tiefer als die Achse der Abflußöffnung. Handelt es sich um eine Abflußleitung geringen Querschnittes, so kann die Saugkammer einfach durch ein Tauchrohr gebildet wenden, das das Abflußrohr im Innern des Behälters verlängert. Dieses Tauchrohr ist am Eingang erweitert und hat einen Höchstpunkt, wo die Abkühlung fürKondensationszwecke stattfindet. Ist aber das Abflußrohr von größerem Querschnitt, dann wird die Kammer mit einer geeigneten Zwischenwand versehen, die nur den oberen Teil der Kammer abschirmt.The chamber can either be completely immersed in the liquid, or it may be partially submerged so as to form a siphon. the The access port is generally, but not necessarily, lower than the axis of the drain port. In the case of a discharge line with a small cross section, the suction chamber simply turn formed by a dip tube that the drain pipe inside the container extended. This dip tube is expanded at the entrance and has a high point, where the cooling takes place for condensation purposes. But is the drainpipe from larger cross-section, then the chamber is provided with a suitable partition, which only shields the upper part of the chamber.

Beispielsweise sind diese beiden Ausführungsmöglichkeiten in den Zeichnungen dargestellt: a) Wasserrückflußleitung mit geringem Querschnitt, die etwa in Höhe des Wasserspiegels eines Dampferhitzers abgebogen ist.For example, these two possible embodiments are shown in the drawings Shown: a) Water return line with a small cross-section, which is approximately in height of the water level of a steam heater is bent.

Im Innern des Behälter a (Abt. i und 2) in zwei um go° verschiedenen Schnitten ist das Rohr 2 des Wasserrückflusses durch ein Rohr S verlängert, das bis zum Boden des Behälters eintaucht, wo es in einer erweiterten Mündung S1 endet. Die Form des Rohres S ist eine solche, daß sich die Wassereintrittsöffnung in einer Zone befindet, wo keine unmittelbare Verbindung mit den benachbarten Dampfrohren vorhanden ist. Am Höchstpunkt des Rohres wird durch eine Rohrbrause a, unter dem Druclz von einigen hundert Gramm auf den Quadratzentimeter eine kleine Meng- zusätzliches, gekühltes Wassereingespritzt, das den mitgerissenen Dampf kondensiert., Der erforderliche Druck wird entweder durch Einschaltung einer durchlässigen Zwischenwand oder Verengung am Eingang des Hauptspeiserohres erzeugt, wobei die Abzweigung für das Rohr a gegen den Strom erfolgt oder durch Verminderung der in dieser zur Speisung des Behälters dienenden Hauptleitung angeordneten Löcher.Inside the container a (Dept. i and 2) in two different by go ° The pipe 2 of the water reflux is extended by a pipe S which immersed to the bottom of the container, where it ends in an enlarged mouth S1. The shape of the tube S is such that the water inlet opening in a Zone is located where there is no direct connection with the neighboring steam pipes is available. At the highest point of the pipe is a pipe shower a, under the Pressure of a few hundred grams on a square centimeter a small amount of additional, injected chilled water which condenses the entrained steam., The required Pressure is created either by inserting a permeable partition or by narrowing it generated at the entrance of the main feed pipe, the junction for the pipe a against the current takes place or by reducing the in this to feed the container serving main line arranged holes.

b) Wasserabfluß mit großem Querschnitt.b) Water drainage with a large cross-section.

Die Saugkammer C, die durch die Zwischenwand I? (Abt. j) -gebildet wird, .steht unmittelbar senkrecht über der Öffnung S1 des Wasserrückflusses. Die Wiand E läßt bei El an ihrem unteren Teil genügend Platz, um ohne Kavitation, d. h. unter dem am Eintritt vorhandenen Wasserzulauf, das für die Sicherheit des Heizvorganges erforderliche Umlaufergebnis zu erzielen. Die Kondensation des durch das Wasser mitgerissenen Dampfes ist durch Einspritzen hinter der Wand des ganz oder teilweise durch die Brause. A zugeteilten Speisewassers gesichert.The suction chamber C through the partition I? (Dept. j) -educated is,. stands immediately vertically above the opening S1 of the water reflux. the Wiand E leaves enough space at El at its lower part to be able to move without cavitation, i.e. H. under the water inlet available at the inlet, which is responsible for the safety of the heating process to achieve the required circulation result. The condensation of the by the water Entrained steam is by injecting behind the wall of the whole or in part through the shower. A allocated feed water secured.

Claims

PATENT CLAIMS i. Device to prevent empty spaces on Inlet of the water reflux for boilers or similar Like. Or with pipes for emptying of containers. with boiling liquids, characterized in that in the water reflux a suction chamber (S) isolated from the steam stage is arranged, where the water-steam mixture penetrates ascending or horizontally and the entrained vapor bubbles on one Maximum point to be cooled for the purpose of condensation.

2: device according to claim i, characterized in that at the highest point of the suction chamber an injection device (a) is arranged for cooling water.

3. Apparatus according to claim -i with a drain pipe for boiling liquids with a small cross-section and an upper pipe bend on the Liquid level; characterized in that the elongated pipe elbow up to The bottom of the tank is sufficient where there is no connection with the steam generation location. contraption according to claim i with a drain pipe of large cross-section, characterized in that, @ That a partition (E) or the like. Is attached in the fluid space, which after Open at the bottom above the Afiflußrohrmuzzle (Sl) forms a suction chamber in which the vapor pressure raises the liquid level. References Cited: United States Patent Specification 1NTr. 2 1i0 S82.