193792. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés többfázisú áramoltatható közegek egyes fázisainak szétválasztására
193792 ható közegek egyes fázisainak szétválasztására, amelyek lehetővé teszik a szétválasztás minőségének nagy mértékű javítását és energiaigényének csökkentését. A találmány alapja az a felismerés, hogy az örvényes áramlás zavarmentessége csak akkor biztosítható, ha az áramlási teret áramfelület mentén határoljuk. Az áramfelületek olyan felületek, amelyeken az örvényben áramló közege elemei nem lépnek át, más szóval: azok a felületek, amelyek mentén ezek az elemek áramlanak. Ha tehát egy összefüggő áramfelülettel (örvénytölcsér) az áramlási teret lehatároljuk, az áramfelületen belüli örvényrész pontosan ugyanazt az áramlási életet éli, mint az elválasztás előtt (feltéve, hogy azonos minőségű és mennyiségű energiaellátást biztosítunk). Ilyen áramfelületekkel határolva kívülről és belülről az áramlási teret minimálissá tesszük az energiaveszteségeket. Ha mármost a külső felülethez torlódott sűrűbb fázist olyan „lehámozó" csatorna segítségével különítjük el, amelyet szintén áramfelületek határolnak, a kiléptetésnél is minimális lesz az energiaveszteség. Ily módon a szétválasztás minősége is nagy mértékben javul, és az energiamérleg is igen kedvezően alakul. Felismertük továbbá, hogy a bevezetési veszteségek nagy mértékben csökkenthetők, és az áramlás gyakorlatilag teljes szimmetriája már a beléptetésnél biztosítható, ha az örvénytér felső végénél köröskörül mindenütt egységnyi keresztmetszeten egységnyi idő alatt azonos mennyiségű közeget vezetünk be. Ezen felismerések alapján az elsődleges feladat megoldása olyan eljárás többfázisú, áramoltatható közegek egyes fázisainak szétválasztására, amelynek során a közeget centrifugális erőtérben növekvő sebességű, csavarvonal menti áramlásra kényszerítjük, és az egyes fázisokat a centrifugális erőtér tengelyétől számított távolságuk szerint különítjük el egymástól, és amelynél a találmány értelmében a közeget potenciálos örvénylésre kényszerítjük, és az egyes fázisokat az örvény tér áramfelületei által határolt lehámozó csatornák segítségével különítjük el egymástól. A találmány szerinti eljárás egy előnyős foganatosítási módjánál a lehámozó csatornákat energetikailag és áramlástechnikailag illesztjük az örvénytérhez. Előnyös, ha á többfázisú közeget az örvénytérhez sugárirányban kívülről csatlakozó, azzal koaxiális körkörös beömlőcsatornán át, hegyesszög alatt, tangenciálisan léptetjük be. Előnyös továbbá, ha a hordozó fázist az örvénytér tengelye mentén kialakuló áramcsőben visszafordulásra kényszerítve vezetjük el. A másodlagos feladat megoldása olyan berendezés többfázisú, áramoltatható közegek egyes fázisainak szétválasztására, amelynek beömlőnyílással és kiömlőnyílással rendelke3 ző, szűkülő keresztmetszetű, forgástest alakú áramlási teret határoló háza van, és amelynél a találmány értelmében a háznak az áramlási teret határoló felülete potenciálos örvény áramfelületét követő kialakítású. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál az áramlási tér nagyobb keresztmetszetű végéhez körkörös beömlőnyílás mentén csatlakozó, spirális vezetésű, lineárisan csökkenő keresztmetszetű beömlőcsatornát alkalmazunk. Előnyös, ha a berendezésnek téglalap keresztmetszetű beömlőcsatornája van, amelynek sugárirányú mérete állandó, és amelynek alkotói párhuzamosak a ház tengelyével. Előnyös továbbá, ha a beömlőnyílásnak a ház áramlási teret határoló felületéhez csatlakozó belső felülete van. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a beömlőcsatornához a beömlőnyíláson kívül körkörös elvezető nyílás és ezen át bővülő keresztmetszetű, spirális elvezető csatorna van csatlakoztatva. Egy további előnyös kiviteli alaknál a beömlőcsatornának-' a beömlőnyílást belülről szűkítő, a ház tengelyével koncentrikus, körgyűrű alakú torlasztófelülete van. Előnyös, ha a ház áramlási teret határoló felülete a bgömlőnyílás és a kiömlőnyílás között legalább két, különböző áramfelületet követő felületszakaszból van kialakítva. A találmány szerinti berendezés egy másik előnyös kiviteli alakjánál a ház áramlási teret határoló felületén a beömlőnyílás és a kiömlőnyílás között legalább egy körkörös lehámozó nyílás van kialakítva, amelyhez növekvő keresztmetszetű, spirális elvezető csatorna van csatlakoztatva. Egy további előnyös kiviteli alak esetében a ház tengelyében elvezető^cső van koncentrikusan elrendezve, amelynek a ház kiömlőnyílása felőli vége a ház belső terébe torkollik, másik vége pedig a beömlőnyílás fölött ki van vezetve a házból. Előnyös, ha a berendezés el van látva az elvezető cső tengelyirányú mozgatására alkalmas szerkezettel is. Előnyös továbbá, ha az elvezető cső kiömlő nyílás felőli vége és a kiömlőnyílás között visszatérítő elem van elrendezve, amelynek a ház felületéhez illeszkedő és az elvezető cső belsejébe visszavezetett koaxiális felületbe átmenő áramfelülete van. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a víszszatérítő elem az elvezető cső belsejében elrendezett működtettő rúdhoz van erősítve, amely tengelyirányú mozgatásra alkalmas szerkezettel van összekapcsolva. Egy további előnyös kiviteli alaknál a viszszatérítő elem kiömlőnyílás felőli oldala kúpos mélyedéssel van ellátva. Előnyös lehet egyes esetekben, ha a ház áramlási teret határoló fejletének kiömlőnyílás felőli szakasza a ház tengelye felől nézve konkav kialakítású. Végül előnyös, ha a ház kiömlőnyílás felőli vége visszatérítő elemként van kiképezve, 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
