181112. lajstromszámú szabadalom • Gravitációs zsilipelő szivattyú
5 181112 6 mint a 16 és a 24 szelepet és nyitjuk a 12 és 20, valamint a 14 és a 22 szelepet. Az egyes szelepek zárása és nyitása a gyakorlatban azonban nem történik ennyire egyidejűleg. A 8 zsilipelő tartály töltődésének befejezte után, a 16 szelep zárása után a 24 szelep még nyitva marad, hogy a nyomásérték ne változzon. Amikor a 8 zsilipelő tartály veszi át a táptartály szerepét, akkor előbb a 24 szelepet zárjuk, majd kis időkésleltetés után nyitjuk a 14 és a 22 szelepet. A kiürült 6 zsilipelő tartály esetében sem nyitjuk a 12 és a 20 szelepet a 10 és a 18 szelep zárásának pillanatában, hanem először a 20 szelep nyitásával a gőzt a 2 tápvíztartályba vezetjük, méghozzá a folyadékszint alá, ahol az azonnal kondenzálódik. Ez a gőzmennyiség a 2 tápvíztartály egyéb gőzfogyasztását csökkenti, tehát hasznosul. Ez alatt az idő alatt a 6 zsilipelő tartály többi három szelepe zárva van. Csak azután nyitjuk a 12 szelepet is, amikorra a nyomás leesett a 2 tápvíztartály folyadékterében levő nyomásra. Ekkor szabadon kezdődhet a feltöltődés. Ezzel a megoldással biztosítjuk a 4 kazán folyamatos tápvízellátását. Nem jöhet létre olyan állapot, amelyben a 4 kazán nem kap tápvizet vagy olyan, amelyben a tápvíz visszafolyna a táptartály felé vagy a 4 kazánból gőz szökne el. A berendezés működése rendkívül energiatakarékos. Nem kell ugyanis külső eszközökkel, villanymotorral és turbinával a 4 kazán nyomását a 4 kazánon kívül előállítanunk, hanem a 4 kazán által termelt kismennyiségű gőz felhasználásával (kondenzáció), a szintkülönbségből adódó gravitációs áramlással biztosítjuk a 4 kazán állandó tápvízellátását, így van ez akkor is. amikor a gőz elvezetés rapszodikus vagy amikor tranziens jelenségek lépnek fel. A jobb éizékelhetőség kedvéért méretezési példát mutatunk be. Mind a 6 és a 8 zsilipelő tartály és a 4 kazán, mind pedig a 2 tápvíztartály és a 6 és a 8 zsilipelő tartály között a hidrosztatikus nyomáskülönbség hozza létre és tartja fenn az áramlást. A 4 kazán és a 6 és 8 zsilipelő tartályok közötti Hj szintkülönbség számára a vezeték méreteit úgy kell megválasztani, hogy Pi = Hí • Pf-g statikus nyomáskülönbség tartson egyensúlyt APk = ifwh (Ai + Shf) + '-A - Wg2 (X-Ji +1\) 2 df 2 dg kazánköri ellenállással, ahol 9 f — a tápvíz sűrűsége, Wf — a tápvíz sebessége, lf — a tápvíz vezetékének hossza, df - a tápvíz vezetékének átmérője, f - a tápvíz vezetékének alaki ellenállástényezői, (?g — a gőzsűrűség, Wg — a gőzsebesség, lg — a gőzvezeték hossza, dg — a gőzvezeték átmérője, hg — a gőzvezeték alaki ellenállástényezői A fentieknél szükség van a gőzsebesség, azaz a gőzfogyasztás meghatározásához. Az adott zsilipelő tartálynak a 4 kazánra való kapcsolásának pillanatában a víz táptartály hőfokú (105 °C), a kazángőz rákapcsolásakor - a gőznyomástól függően - jelentős hőfokkülönbség lehet a víz és a gőz között, ami miatt a gőz kondenzálódni kezd és a vizet melegíti. Adott tartályméret, vízszint és hőfokkülönbség esetén számítható a lecsapódás és így a gőzfogyasztás. Ez a gőzfogyasztás azonban nem jelent tényleges gőzveszteséget, mert csak addig melegszik a víz, amíg beáll a hőegyensúly. A víznek ez a melegedése különben a kazánban zajlana le, tehát a gőzben levő hőmennyiség nem vész kárba. A tartályokat összekötő csővezeték hővesztesége pedig elhanyagolható. Azonos egyenletrendszer állítható fel Hu szintkülönbség számára is, azzal a különbséggel, hogy itt a gőzsebesség közel azonos nullával, mert a nyomás és a hőmérséklet azonos. A találmány szerinti zsilipelő szivattyú második kiviteli alakja a 2. ábrán látható. Itt a 2 tápvíztartály fenekét a 6 és 8 zsilipelőtartályokkal összekötő folyadékvezetékbe a 2 tartály után közvetlenül 34 szivattyú van beépítve. Ugyanilyen szivattyú van a 4 kazánt a 6 és 8 zsilipelőtartályok fenekével összekötő folyadékvezetékbe a 4 kazán elé közvetlenül beépítve, amit 36 hivatkozási számmal jeleztünk. A 34 és 36 szivattyú kisteljesítményű, állandóan működő gépek. Feladatuk ugyanis csak annyi, hogy fenntartsák illetve meggyorsítsák az áramlást a folyadékvezetékekben. Ily módon tehát csak a csövekben ébredő áramlási ellenállást kell leküzdeniük. A 34 és 36 szivattyú alkalmazása azonban olyan elrendezést is lehetővé tesz, amelyben a tartályok egyszintben vannak. Nincs ugyanis szükség ebben az esetben a 2 tápvíztartály és a 4 kazán közötti szintkülönbségre, amely az előző kiviteli alak esetében lehetővé tette a folyadékvezetékekben a víz áramlását. A 34 és 36 szivattyú kapcsolgatásáról nem kell gondoskodni, mert a 4 kazánba állandóan történik betáplálás, illetve a 2 tápvíztartályból mindig van elfolyis. Ennek a megoldásnak tehát különösen ott van nagy jelentősége, ahol a gőztermelő berendezések elhelyezésére csak korlátozott hely áll rendelkezésünkre, főleg függőleges irányban. Mindenből jól látható, hogy igen egyszerű módon hozunk létre zsilipelő szivattyút, amely a kitűzött feladatot maradéktalanul teljesíti és minden olyan esetben használható, amikor kisebb nyomású tartályból nagyobb nyomású tartályba akarunk munkaközegef juttatni. Mintahogy kísérletek igazolták, ez a rendszer a gyakorlatban is használható. Szabadalmi igénypontok: 1. Gravitációs zsilipelő szivattyú, amely kisebbnyomású, magasabban fekvő első tartály (2) és nagyobb nyomású, alacsonyabban fekvő második tartály (4) közé van kapcsolva, valamint két zsilipelő tartálya (6, 8) van, a zsilipelő tartályok (6, 8) szelepeken (12, 16) át az első tartály (2) fenekével, lenekük további szelepeken (10, 14) át a második tartály (4) vízterével, gőzterük szerepeken (20, 24) át 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
