RU2297578C1 - Method and device for controlled fluid transporting - Google Patents
Method and device for controlled fluid transporting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297578C1 RU2297578C1 RU2005130282/06A RU2005130282A RU2297578C1 RU 2297578 C1 RU2297578 C1 RU 2297578C1 RU 2005130282/06 A RU2005130282/06 A RU 2005130282/06A RU 2005130282 A RU2005130282 A RU 2005130282A RU 2297578 C1 RU2297578 C1 RU 2297578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- tank
- working
- vapor
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для регулируемого перемещения жидкости против действия сил тяжести и/или давления, из аппаратов, в которых жидкость находится в термодинамическом состоянии, близком к точке кипения, например из выпарного или дистилляционного аппарата, из ректификационной или десорбционной колонны, из абсорбера (десорбера) абсорбционного теплового насоса или абсорбционной холодильной машины, из испарителя, парогенератора или перегонного куба, из конденсатора или дефлегматора, либо в такие аппараты без применения динамического оборудования.The invention relates to the field of chemical technology and can be used for controlled fluid movement against gravity and / or pressure from apparatuses in which the fluid is in a thermodynamic state close to the boiling point, for example, from an evaporator or distillation apparatus, from distillation or desorption columns, from an absorber (desorber) of an absorption heat pump or an absorption refrigeration machine, from an evaporator, steam generator or distillation cube, from a condenser or reflux ora, or in such devices without the use of dynamic equipment.
Известен способ перемещения жидкости из аппарата, в котором жидкость находится в термодинамическом состоянии, близком к точке кипения (из выпарного аппарата, ректификационной колонны, конденсатора конденсационной установки и т.п.), против действия сил тяжести или давления, или перемещения жидкости в такой аппарат, заключающийся в перемещении жидкости при помощи динамического насосного оборудования.A known method of moving fluid from an apparatus in which the fluid is in a thermodynamic state close to the boiling point (from an evaporator, distillation column, condenser of a condensing unit, etc.), against the action of gravity or pressure, or moving fluid into such an apparatus consisting in the movement of fluid using dynamic pumping equipment.
Недостатком данного способа является применение дорогостоящего динамического оборудования, требующего высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Вследствие наличия движущихся механизмов сложно обеспечить высокую герметичность откачивающей системы. Для регулирования мощности потока перемещаемой жидкости часто применяется механическое регулировочное оборудование, высокую герметичность которого также проблематично обеспечить.The disadvantage of this method is the use of expensive dynamic equipment requiring high capital and operating costs. Due to the presence of moving mechanisms, it is difficult to ensure a high tightness of the pumping system. To regulate the power of the flow of fluid being transported, mechanical adjusting equipment is often used, the high tightness of which is also problematic to provide.
Так как выходящая из динамического насосного оборудования жидкость не находится в термодинамическом состоянии, близком к точке вскипания, в котором находится жидкость в аппарате назначения, следовательно, поступающая в аппарат жидкость вступает в процесс массообмена с паровой фазой, направленный в обратную сторону основного массообменного процесса в аппарате, поэтому подаваемую жидкость приходится дополнительно подогревать в предварительном теплообменнике или затрачивать на ее нагрев часть тепловой мощности аппарата.Since the liquid exiting the dynamic pumping equipment is not in a thermodynamic state close to the boiling point in which the liquid is located in the destination apparatus, therefore, the liquid entering the apparatus enters the mass transfer process with the vapor phase directed in the opposite direction of the main mass transfer process in the device therefore, the supplied liquid must be additionally heated in the preliminary heat exchanger or spent on its heating part of the heat output of the apparatus.
Так как откачиваемая из аппарата жидкость, наоборот, находится в термодинамическом состоянии, близком к точке вскипания, при работе динамического оборудования в его рабочих полостях возникают кавитационные процессы, для борьбы с которыми приходится применять комплекс мер, отрицательно отражающихся на эксплуатационных и технологических характеристиках оборудования.Since the liquid pumped out of the apparatus, on the contrary, is in a thermodynamic state close to the boiling point, cavitation processes arise in the operation of dynamic equipment in its working cavities, to combat which it is necessary to apply a set of measures that adversely affect the operational and technological characteristics of the equipment.
Ввиду сложности перемещения таких жидкостей разработчикам технологического оборудования, например, приходится применять ректификационные колонны высотой в несколько десятков метров вместо каскада небольших ректификационных колонн с противоточной организацией движения жидкости и пара между колоннами. Эти же причины побуждают использовать прямоточную схему подачи жидкости в многокорпусные выпарные установки вместо термодинамически более эффективной противоточной схемы подачи жидкости ("Процессы и аппараты химической технологии" Плановский А.Н. и др. "Химия", Москва, 1968 г.).Due to the complexity of moving such liquids, developers of technological equipment, for example, have to use distillation columns several tens of meters high instead of a cascade of small distillation columns with countercurrent organization of the movement of liquid and vapor between the columns. The same reasons encourage the use of a direct-flow scheme for supplying liquid to multi-case evaporators instead of a thermodynamically more effective counter-current scheme for supplying liquids (“Processes and Apparatuses of Chemical Technology”, AN Planovsky et al. “Chemistry”, Moscow, 1968).
Целью изобретения является обеспечение регулируемого перемещения жидкости, находящейся в термодинамическом состоянии, близком к точке кипения, против сил тяжести или давления без применения механического насосного и механического регулировочного оборудования.The aim of the invention is to provide controlled movement of a liquid in a thermodynamic state close to the boiling point against gravity or pressure without the use of mechanical pumping and mechanical adjusting equipment.
Поставленная цель достигается тем, что жидкость перемещают за счет циклического изменения давления внутри рабочей емкости, содержащей перемещаемую жидкость и/или ее пары, путем периодического дозированного охлаждения и периодического дозированного нагрева парожидкостной смеси, находящейся внутри емкости. Для обеспечения преимущественно одностороннего движения потока жидкости применяют устройства, частично, периодически или полностью препятствующие обратному движению жидкости или пара, расположенные между исходным аппаратом и рабочей емкостью, а также между рабочей емкостью и аппаратом назначения.This goal is achieved in that the liquid is moved due to a cyclical change in pressure inside the working vessel containing the fluid to be moved and / or its vapor, by periodically dosed cooling and periodically dosed heating of the vapor-liquid mixture inside the vessel. To ensure a predominantly one-way movement of the fluid flow, devices are used that partially, periodically or completely impede the reverse movement of fluid or steam, located between the original apparatus and the working capacity, as well as between the working capacity and the destination device.
В качестве устройства, полностью препятствующего обратному движению жидкости или пара, применяют обратный клапан; в качестве устройства, частично препятствующего обратному движению жидкости или пара, применяют капиллярные (дроссельные) отверстия; в качестве устройства, периодически препятствующего обратному движению жидкости или пара, применяют регулируемое запорное устройство.As a device that completely prevents the reverse movement of liquid or steam, a non-return valve is used; as a device that partially prevents the reverse movement of liquid or vapor, capillary (throttle) holes are used; as a device periodically preventing the reverse movement of liquid or steam, an adjustable locking device is used.
Для обеспечения равномерного перекачивания жидкости из аппарата в аппарат, применяют несколько поочередно работающих емкостей, соединенных параллельно друг другу.To ensure uniform pumping of liquid from the apparatus to the apparatus, several alternately working containers are used, connected in parallel to each other.
Перемещение жидкости из исходного аппарата в рабочую емкость осуществляют путем охлаждения паров и жидкости в рабочей емкости до температуры, равной или меньшей температуре жидкости в исходном аппарате, после чего жидкость заполняет рабочую емкость за счет термодинамической разности давлений или за счет разности столбов жидкости в исходном аппарате и в рабочей емкости.The movement of liquid from the source apparatus to the working vessel is carried out by cooling the vapors and liquid in the working vessel to a temperature equal to or lower than the temperature of the liquid in the original apparatus, after which the liquid fills the working reservoir due to the thermodynamic pressure difference or due to the difference of the liquid columns in the original apparatus and in working capacity.
Охлаждение паров и жидкости в рабочей емкости осуществляют путем передачи тепла через стенки емкости охлаждающей среде, либо путем охлаждения жидкости и паров в теплоизолированной емкости при помощи холодильного устройства, либо путем дросселирования нагретых паров из рабочей емкости в исходный аппарат через капиллярные отверстия или через регулируемое запорное устройство.Vapors and liquids are cooled in a working vessel by transferring heat through the vessel walls to a cooling medium, either by cooling liquids and vapors in a thermally insulated vessel using a refrigeration device, or by throttling heated vapors from a working vessel to the original device through capillary openings or through an adjustable locking device .
Нагрев жидкости в рабочей емкости от температуры, соответствующей температуре жидкости в исходном аппарате до температуры, соответствующей температуре кипящей жидкости в аппарате назначения, осуществляют нагревательным устройством и/или парами жидкости, перепускаемыми из аппарата назначения в рабочую емкость при помощи регулируемого запорного устройства.The heating of the liquid in the working tank from a temperature corresponding to the temperature of the liquid in the source apparatus to a temperature corresponding to the temperature of the boiling liquid in the apparatus of destination is carried out by a heating device and / or vapor of liquid bypassed from the apparatus of destination to the working tank using an adjustable locking device.
Перемещение нагретой жидкости из рабочей емкости в аппарат назначения осуществляют путем дополнительного дозированного нагрева жидкости в рабочей емкости при помощи нагревательного устройства. При нагреве жидкости вырабатывается пар, повышающий давление в рабочей емкости и выталкивающий жидкость из рабочей емкости в аппарат назначения. Регулирование производительности перемещения осуществляют регулированием мощности теплового потока, передаваемого посредством нагревательного устройства жидкости, находящейся внутри емкости.The movement of the heated liquid from the working tank to the destination apparatus is carried out by additional dosed heating of the liquid in the working tank using a heating device. When the liquid is heated, steam is generated that increases the pressure in the working tank and expels the liquid from the working tank to the destination device. The regulation of the performance of the movement is carried out by adjusting the power of the heat flux transmitted by the heating device of the liquid inside the tank.
Использование заявленного изобретения позволит получить следующий технический результат.Using the claimed invention will allow to obtain the following technical result.
Способ позволит перемещать жидкость из одного аппарата в другой без помощи динамического оборудования, только за счет прямого использования тепловой энергии, что позволит повысить КПД перекачивающего устройства и упростить его конструкцию.The method will allow you to move the fluid from one device to another without the help of dynamic equipment, only through the direct use of thermal energy, which will increase the efficiency of the pumping device and simplify its design.
Нагрев жидкости, уже находящейся в термодинамическом состоянии, близком к точке кипения, позволит использовать всю поданную тепловую энергию для выработки паров, энергия которых непосредственно преобразуется в энергию перемещаемой жидкости (повышение термодинамического потенциала жидкости и кинетическую энергию движения жидкости) с КПД, близким к 100%.Heating a liquid that is already in a thermodynamic state close to the boiling point will make it possible to use all the supplied thermal energy to generate vapors, the energy of which is directly converted into the energy of the transported liquid (increasing the thermodynamic potential of the liquid and the kinetic energy of the liquid) with an efficiency close to 100% .
Способ позволит подавать в аппарат жидкость, находящуюся в термодинамическом состоянии, максимально приближенном к точке кипения в аппарате назначения, что позволит поступающей в аппарат жидкости сразу же участвовать в массообменном процессе, без необходимости подогрева жидкости в дополнительном теплообменнике или в аппарате.The method will allow to supply to the apparatus a liquid in a thermodynamic state as close as possible to the boiling point in the destination apparatus, which will allow the fluid entering the apparatus to immediately participate in the mass transfer process, without the need for heating the fluid in an additional heat exchanger or apparatus.
Способ позволит регулировать мощность перемещаемого потока путем регулирования тепловыделяющей мощности нагревательного устройства.The method will allow you to adjust the power of the transported stream by regulating the heat generating power of the heating device.
Способ позволит обеспечить абсолютную герметичность перекачивающего устройства из-за отсутствия механической связи с внешними устройствами.The method will ensure absolute tightness of the pumping device due to the lack of mechanical connection with external devices.
Применение нескольких поочередно работающих устройств позволит обеспечить равномерную подачу жидкости из аппарата в аппарат, несмотря на цикличность работы отдельно взятого устройства.The use of several alternately working devices will ensure a uniform flow of fluid from the apparatus to the apparatus, despite the cyclical operation of a single device.
Способ позволит осуществить последовательную работу каскада ректификационных или десорбционных колонн с противоточной организацией движения жидкости и пара (парогазовой смеси), без применения динамического оборудования для перемещения жидкости из одной колонны в другую.The method will allow for the sequential operation of a cascade of distillation or desorption columns with countercurrent organization of the movement of liquid and steam (gas-vapor mixture), without the use of dynamic equipment for moving liquid from one column to another.
Способ позволит осуществить работу многокорпусных выпарных или дистилляционных установок, организованных по схеме с противоточным питанием, без применения динамического оборудования для перемещения жидкости из одного корпуса в другой.The method will allow for the operation of multi-case evaporator or distillation units organized according to the scheme with countercurrent power, without the use of dynamic equipment for moving fluid from one housing to another.
Способ позволит осуществить перемещение жидкого рабочего тела из одного корпуса абсорбционной холодильной установки или абсорбционного теплового насоса в другой и обратно без применения динамического оборудования.The method will allow the movement of a liquid working fluid from one housing of an absorption refrigeration unit or an absorption heat pump to another and vice versa without the use of dynamic equipment.
Способ позволит осуществить отвод жидкого рабочего тела из конденсатора конденсационной установки, работающей под разрежением, без применения динамического оборудования.The method will allow for the removal of a liquid working fluid from the condenser of a condensation unit operating under vacuum, without the use of dynamic equipment.
Способ позволит осуществить подачу жидкого рабочего тела в парогенератор, перегонный куб или испаритель, либо отвод части жидкости из них против сил тяжести или давления без применения динамического оборудования.The method will allow the supply of a liquid working fluid to a steam generator, distillation cube or evaporator, or the removal of part of the liquid from them against gravity or pressure without the use of dynamic equipment.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вариант устройства, соединенного с аппаратом при помощи трубопровода с обратным клапаном; на фиг.2 показан вариант устройства, соединенного с аппаратом через перегородку из капиллярно-пористого материала; на фиг.3 показан вариант устройства, соединенного с аппаратом через трубопровод с регулируемым запорным устройством.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a variant of the device connected to the device using a pipeline with a check valve; figure 2 shows a variant of the device connected to the apparatus through a partition made of capillary-porous material; figure 3 shows a variant of the device connected to the apparatus through a pipeline with an adjustable locking device.
Конструкция устройства состоит из рабочих емкостей 1 и 2, размещенных внутри или снаружи исходного аппарата 3, нагревателей 4 и 5, обратных клапанов 6 и 7, капиллярно-пористой перегородки 8, регулируемых запорных устройств 9 и 10, напорного трубопровода 11, аппарата назначения 12. Внутри системы находится жидкость 13 и ее пары 14.The design of the device consists of
Работу устройства, изображенного на фиг.1, осуществляют следующим способом.The operation of the device depicted in figure 1, is carried out in the following way.
При охлаждении стенок емкости 1, заполненной жидкостью 13 и ее парами 14, внутри емкости возникает разрежение, под действием которого из аппарата 3 через обратный клапан 6 в емкость 1 поступает жидкость, полностью ее заполняя. После заполнения емкости 1 включают в работу нагревательное устройство 4. Жидкость 13, находящаяся в емкости 1, под действием полученного тепла вскипает, образующиеся пары 14 собираются в верхней зоне емкости 1, и повышают внутри емкости давление. Обратный клапан 6 препятствует возвращению паров в аппарат 3. При возрастании давления в емкости 1 до величины, равной давлению в нагнетательном трубопроводе 11, автоматически открывается обратный клапан 7 и жидкость из емкости начинает поступать в трубопровод 11, а из него в следующий аппарат. Регулируя мощность нагревательного устройства 4, регулируют возрастание давления в емкости 1 и, соответственно, скорость подачи жидкости из емкости 1 в нагнетательный трубопровод 11.When cooling the walls of the
При снижении уровня жидкости в емкости 1 до нагревательного устройства 4, прекращают его работу. В это же время включают в работу нагревательное устройство 5, находящееся в емкости 2, при помощи которого подают жидкость в нагнетательный трубопровод 11 в период заполнения емкости 1 жидкостью 13.When lowering the liquid level in the
После выключения нагревательного устройства 4 начинается охлаждение стенок емкости 1, в емкости возникает разрежение, под действием которого через обратный клапан 6 емкость 1 вновь заполняется жидкостью.After turning off the
После снижения уровня жидкости в емкости 2 выключают нагревательный элемент 5 и повторяют рабочий цикл емкости 1 сначала. Во время подачи жидкости из емкости 1, заполняют опустевшую емкость 2.After lowering the liquid level in the
Работу устройства, изображенного на фиг.2, осуществляют аналогичным способом, со следующими отличиями.The operation of the device depicted in figure 2, is carried out in a similar manner, with the following differences.
Капиллярно пористая перегородка 8 лишь частично препятствует проникновению паров из емкости 1 в аппарат 3 при повышении давления внутри емкости после включения в работу нагревательного устройства 4. Поэтому часть вырабатываемых нагревательным устройством 4 паров 14 проходит через капиллярно-пористую перегородку 8 и участвует в тепломассообменном процессе, происходящем в аппарате 3. Оставшаяся часть паров участвует в подаче жидкости 13 в нагнетательный трубопровод 11 через обратный клапан 7, аналогично вышеописанному варианту.The capillary-
После выключения нагревательного устройства 4, избыточные пары из емкости 1 через капиллярно-пористую перегородку 8 стравливаются в аппарат 3, отбирая теплоту от жидкости в емкости 1, в результате чего охлаждение жидкости в емкости 1 и выравнивание давлений в емкости и в аппарате 3, происходит быстрее, чем в первом случае и без непроизводительных потерь теплоты. После выравнивания давлений в емкость 1 через капиллярно-пористую перегородку 8 засасывается жидкость из аппарата 3 за счет продолжающегося охлаждения жидкости в емкости 1 через стенки емкости (при теплообмене жидкости в емкости с внешней средой) или за счет разности столбов жидкости в емкости и в аппарате (при теплообмене жидкости в емкости с жидкостью в аппарате 3).After turning off the
Работу устройства, изображенного на фиг.3, осуществляют следующим способом.The operation of the device depicted in figure 3, is carried out in the following way.
Открывают регулируемое запорное устройство 9 и заполняют большую часть емкости 1 жидкостью 13. Закрывают запорное устройство 9 и открывают регулируемое запорное устройство 10. Из паровой зоны аппарата 12 по трубопроводу 11 в емкость 1 поступает пар, который поглощается жидкостью 13, нагревая ее до температуры жидкости в аппарате 12. После прекращения поступления пара включают нагревательное устройство 4.The
Жидкость 13, находящаяся в емкости 1, под действием полученного тепла вскипает, образующиеся пары 14 собираются в верхней зоне емкости 1, и повышают внутри емкости давление, в результате чего жидкость из емкости начинает поступать в трубопровод 11, а из него - в аппарат 12. Регулируя мощность нагревательного устройства 4, регулируют возрастание давления в емкости 1 и, соответственно, скорость подачи жидкости из емкости 1 в аппарат 12.The
При снижении уровня жидкости в емкости 1 до нагревательного устройства 4, прекращают его работу, закрывают запорное устройство 10 и открывают запорное устройство 9. Избыточные пары из емкости 1 стравливаются в аппарат 3, отбирая теплоту от жидкости, в результате чего происходит быстрое охлаждение жидкости и паров в емкости 1 до температуры жидкости в аппарате 3. При дальнейшем охлаждении емкости 1 в нее из аппарата 3 через открытое запорное устройство 9 засасывается жидкость 13. После чего рабочий цикл повторяют.When the liquid level in the
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130282/06A RU2297578C1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Method and device for controlled fluid transporting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130282/06A RU2297578C1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Method and device for controlled fluid transporting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2297578C1 true RU2297578C1 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=38036908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005130282/06A RU2297578C1 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Method and device for controlled fluid transporting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2297578C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455673C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Method of control of multiple-effect evaporator with natural circulation head evaporator |
WO2014011137A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Buyadgie Dmytro Ivanovych | Method for feeding liquid and apparatus for implementing same (variants) |
-
2005
- 2005-09-28 RU RU2005130282/06A patent/RU2297578C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455673C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Машпром" (ЗАО НПП "Машпром") | Method of control of multiple-effect evaporator with natural circulation head evaporator |
WO2014011137A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Buyadgie Dmytro Ivanovych | Method for feeding liquid and apparatus for implementing same (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2377470C2 (en) | Dehydration device and method | |
KR930005665B1 (en) | Method of operating adsorption refrigerator | |
Mitra et al. | Development and performance studies of an air cooled two-stage multi-bed silica-gel+ water adsorption system | |
RU2005123150A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING PURE LIQUID FROM THE INITIAL LIQUID | |
US4338268A (en) | Open cycle thermal boosting system | |
US4324983A (en) | Binary vapor cycle method of electrical power generation | |
CN100389294C (en) | Second lithium bromide absorption type heat pump for preparing steam by using vertical double-side falling-film absorber | |
RU2297578C1 (en) | Method and device for controlled fluid transporting | |
UA53732C2 (en) | method and an apparatus for heating a solid material in a process vessel | |
RU2390688C1 (en) | Capillary condenser | |
US4805410A (en) | Closed loop recirculation system for a working fluid with regeneration | |
RU2656037C1 (en) | Pressure capillary pump | |
US4722194A (en) | Absorptive thermodynamic apparatus and method | |
WO2014205430A1 (en) | Waste-heat water distillation system | |
RU2647731C1 (en) | Mobile equipment for liquid distillation | |
JPH01262376A (en) | Method and device for carrying liquid, which can be boiled | |
CN102992422A (en) | Batch-type small-temperature difference heat-pump low-temperature seawater desalting system and method | |
RU2361168C1 (en) | Heat pipe | |
IL23526A (en) | Method of multi-stage effect flash evaporation and contact condensation | |
US11761355B2 (en) | Vapor-powered liquid-driven turbine | |
Shelton et al. | Second law study of the Einstein refrigeration cycle | |
EP3488922A1 (en) | System for the recovery of heat in thermal processes by means of the sequential and alternating operation of a set of packed beds with non-absorbent materials | |
US9702633B2 (en) | Entrochemical energy transfer system and a process for obtaining work from environmental thermal energy | |
US20090134004A1 (en) | Driving or driven distiller with heat pump function | |
JP4811984B2 (en) | Thermally driven supercritical fluid supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100929 |