PL169230B1

PL169230B1 - Sposób oddzielania skladników gazowych z mediów plynnych oraz urzadzenie do oddzielania skladników gazowych z mediów plynnych PL

Info

Publication number: PL169230B1
Application number: PL92302610A
Authority: PL
Inventors: Gerald Schnur
Original assignee: Andritz Patentverwaltung
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1996-06-28
Also published as: FI111226B; CA2117055C; AT396205B; WO1993004757A1; EP0602062B1; JPH06510228A; AU2420192A; CA2117055A1; JP2704564B2; FI940982A; FI940982A0; EP0602062A1; DE59202366D1; ATA177291A; ES2073303T3

Abstract

1 Sposób oddzielania skladników gazowych z mediów plynnych, zwla- szcza z mieszanin cieczy i cial stalych, poprzez ruch wzgledny pomiedzy medium i znajdujacym sie w mm elementem, znamienny tym, ze mieszanine cieczy 1 ciala stalego najpierw wprawia sie w ruch wzdluz powierzchni tego elementu, który ma profil skrzydlowy i bezposrednio potem doprowadza sie do oderwania wzglednie odplywu od powierzchni elementu, przy czym tworza sie strefy podcisnieniowe, po czym gromadzace sie w tych strefach podci- snieniowych medium, wzbogacone w gaz, wprowadza sie przez, znajdujace sie w strefie podcisnieniowej, otwory do wnetrza elementu i stamtad od- prowadza sie, a odgazowane we wnetrzu elementu medium zawraca sie w obszarze zewnetrznego obwodu tego elementu do medium otaczajacego element 10 Urzadzenie do oddzielania skladników gazowych z mediów plyn- nych, zwlaszcza z mieszanin cieczy i cial stalych, zawierajace korzystnie obrotowa obudowe, zwlaszcza w postaci kanalu, wyposazona w przyrzad do wytwarzania ruchu wzglednego pomiedzy medium i umieszczonym w tym medium korpusem, znamienne tym, ze korpus (1) ma profil skrzydlowy, wywolujacy, przy wspomnianym ruchu wzlednym, powstawanie przy powie- rzchni korpusu (1) stref podcisnieniowych (8), przy czym korpus (1) ma w obszarze tych stref podcisnieniowych (8), co najmniej jeden wlot (5) polaczo- ny z ukladem odprowadzania oddzielonego gazu, przebiegajacym we wnetrzu korpusu, przy czym uklad odprowadzania gazu posiada przynajmniej jeden przechodzacy p r z e z korpus (1) i otwarty w obszarze obwodu zewnetrznego tego korpusu (1), kanal (4) F ig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, zwłaszcza z mieszanin cieczy i ciał stałych oraz urządzenie do oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, zwłaszcza z mieszanin cieczy i ciał stałych.

Oddzielanie składników gazowych, stanowiące przedmiot zgłoszenia, polega na wytworzeniu ruchu względnego pomiędzy medium i znajdującym się w nim elementem. Urządzenie do prowadzenia tego procesu zawiera najczęściej obrotową obudowę, zwłaszcza w postaci kanału, wyposażoną w przyrząd do wytwarzania ruchu względnego pomiędzy medium i umieszczonym w tym medium korpusem.

Znane dotychczas sposoby i urządzenia do wydzielania gazów z cieczy, zawiesin i mieszanin substancji płynnych i gazowych pracują najczęściej na zasadzie wirówki. Medium, z którego ma być oddzielony gaz, musi przy tym zostać wprawione w ruch obrotowy, przy czym na skutek działania większych sił odśrodkowych cięższe składniki gromadzą się na większych promieniach, natomiast gazy i składniki ciekłe zbierają się z reguły na mniejszych promieniach lub w centrum ruchu wirowego. Zbierany na mniejszych promieniach gaz jest następnie odprowadzany z układu przez odpowiedni układ kanałów prowadzących. Do odprowadzania gazu w układzie odsysającym stosuje się najczęściej podciśnienie.

Tego rodzaju układy wirówek opisane są w opisie patentowym austriackim AT-PS 392 216, oraz amerykańskich US-PS 4 326 863 i US-PS 4410 337. Pracują one z centralnym wirnikiem, który zawiera przebiegające równolegle do jego osi, najczęściej prostokątne i płaskie łopatki lub listwy do wprowadzania energii.

Zgodnie z opisem AT-PS 392 216 przewidziano wirnik klatkowy i w przybliżeniu centralną, osiową rurę odprowadzającą gaz. Zgodnie z US-PS 4 326 863 gaz odprowadzany jest samoistnie przez, pusty w środku, posiadający promieniowe wybranie wirnik ku górze, a zgodnie z US-PS 4 410 337 przez wydrążony wirnik ku dołowi, przy czym wirnik posiadający promieniowe przeloty ograniczony jest u dołu przez tarczę, która zawiera przeloty przebiegające od żeber ku górze i korespondujące z pustą komorą wirnika dla odprowadzania gazu.

Wada tego rodzaju sposobu polega na tym, że w celu wytworzenia ruchu wirującego do medium musi zostać dostarczona energia, która w dalszym przebiegu procesu jest całkowicie lub częściowo tracona.

Następna wada polega na tym, że często, niezbędny staje się skomplikowany system regulacji, który zapobiega temu, że chociaż oddzielane są duże ilości gazu, zwłaszcza powietrza, zarazem nie są oddzielane żadne inne składniki. Ma to miejsce zwłaszcza wówczas, gdy w odgazowywanym medium występują podczas pracy wahania ilości gazu.

Niekorzystne w dotychczasowych sposobach jest poza tym to, że do efektywnej pracy niezbędne są dodatkowe przyrządy, przy pomocy których osiągana jest stabilizacja procesu oddzielania gazu, mającego charakter trąby powietrznej.

W przypadku mediów lub mieszanin składników ciekłych, stałych i gazowych, jak na przykład zawiesin włókien, występujących w przemyśle papierniczym i celulozowym, składniki gazowe (najczęściej powietrze) wykazują dobrą przyczepność względem siatki włókien, co utrudnia rozdzielenie składników gazowych i niegazowych (woda, włókna i tym podobne). W tych przypadkach chodzi głównie o to, aby jak najbardziej skrócić drogę, którą gaz musi pokonać w medium, aby osiągnąć strefę, z której może on zostać odprowadzony. W znanych sposobach wygląda to tak, że na skutek dużych odległości wymagane są odpowiednio długie czasy przebywania medium w strefie odśrodkowej, co znacznie ogranicza przepływ medium lub bardzo wydłuża odwirowywanie.

Następna wada znanych sposobów i urządzeń polega na tym, że w celu uniknięcia jednoczesnego oddzielania składników niegazowych należy przewidzieć przyrządy, które spełniają rolę sita. Zwłaszcza w przypadku mediów, które wykazują tendencję do zbrylania się, jak na przykład spotykane w przemyśle papierniczym i celulozowym zawiesiny włókien, które zabierane razem z odprowadzanym gazem składniki mogą prowadzić do zatykania urządzenia. Do wyeliminowania tego zjawiska konieczne są dodatkowe urządzenia płuczące.

Sposób oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, zwłaszcza z mieszanin cieczy i ciał stałych, poprzez ruch względny pomiędzy medium i znajdującym się w nim elementem, polega według wynalazku na tym, że mieszaninę cieczy i ciała stałego najpierw

169 230 wprawia się w ruch wzdłuż powierzchni wspomnianego elementu, który ma profil skrzydłowy i bezpośrednio potem doprowadza się do oderwania względnie odpływu od powierzchni elementu, przy czym tworzą się strefy podciśnieniowe, po czym gromadzące się w tych strefach podciśnieniowych medium, wzbogacone w gaz, wprowadza się przez, znajdujące się w strefie podciśnieniowej, otwory do wnętrza elementu i stamtąd odprowadza się, a odgazowane we wnętrzu elementu medium zawraca się w obszarze zewnętrznego obwodu tego elementu do medium otaczającego element.

Korzystnie wchodzące razem ze zgromadzonym gazem do wnętrza elementu, wzbogacone w gaz medium, poddaje się wewnątrz elementu dalszemu odgazowywaniu pod działaniem sił odśrodkowych, przy czym ruch względny uzyskuje się przez obracanie tego elementu.

Ruch względny można też uzyskiwać przez obracanie elementu i ruch medium, przy czym prędkość względną nastawia się przez zmianę prędkości ruchu elementu i/lub medium, nastawiając ją w zależności od parametrów termodynamicznych odgazowywanego medium.

Korzystnie kierunek przepływu gazu wewnątrz elementu zmienia się przez zawrócenie, a oddzielony od medium gaz odprowadza się z wnętrza elementu pod działaniem podciśnienia, przy czym zastosowane podciśnienie reguluje się w zależności od parametrów termodynamicznych odgazowywanego medium.

Urządzenie do oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, posiadające, korzystnie obrotową obudowę wyposażoną w przyrząd do wytwarzania ruchu względnego pomiędzy medium i umieszczonym w nim korpusem, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że korpus ma profil skrzydłowy, wywołujący, przy wspomnianym ruchu względnym, powstawanie przy powierzchni korpusu stref podciśnieniowych, przy czym korpus ma w obszarze tych stref podciśnieniowych co najmniej jeden wlot połączony z układem odprowadzania oddzielonego gazu, przebiegającym we wnętrzu korpusu i układ odprowadzania gazu posiada przynajmniej jeden przechodzący przez korpus i otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego tego korpusu, kanał.

Korzystnie korpus urządzenia jest wirujący i/lub ma postać bryły obrotowej.

Korzystnie kanał otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego korpusu uchodzi do poszerzonej komory.

Korzystnie kanał otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego korpusu połączony jest z poszerzoną komorą za pomocą dalszego kanału.

Korpus może posiadać kilka ramion, które mogąbyć rozmieszczone w jednej płaszczyźnie, lub w co najmniej dwóch płaszczyznach w odniesieniu do osi obrotu.

Korzystnie układ odprowadzania gazu uchodzi do kanału zbiorczego i połączony jest z urządzeniem odsysającym.

Korzystnie korpus lub ramiona urządzenia połączone są z urządzeniem napędowym, przy czym kanał zbiorczy umieszczony jest w wałku napędowym, zwłaszcza pomiędzy piastą i wałkiem.

Korzystnie przynajmniej jeden wlot kanału ma kształt kołowy.

Korzystnie przynajmniej jeden wlot kanału wykonany jest jako otwór.

Korzystnie urządzenie ma kilka otworów, umieszczonych obok siebie w korpusie przynajmniej w przybliżeniu w kierunku promieniowym, lub przynajmniej w przybliżeniu równolegle względem osi obrotu.

Korzystnie przynajmniej jeden wlot kanału ma postać szczeliny, przy czym przynajmniej jeden wlot w kształcie szczeliny usytuowany jest w kierunku promieniowym.

Korzystnie przynajmniej jeden wlot kanału ma przekrój poszerzający się w kierunku wnętrza korpusu, który zwłaszcza poszerza się w sposób ciągły.

Korzystnie w obszarze obwodu zewnętrznego ma co najmniej jeden dodatkowy profil usytuowany przynajmniej w przybliżeniu równolegle do osi obrotu.

Korzystnie przyrząd do wytwarzania ruchu względnego jest umieszczony w kanale o kształcie rury, łuku rurowego lub kształtce rurowej.

Korzystnie przyrząd umieszczony jest w obudowie lub w kanale ukośnie, lub mimośrodowo.

⁶

169 230

Korzystnie przyrząd jest umieszczony przed zbiornikiem i przynajmniej częściowo sięga z obudowy lub kanału do zbiornika.

Korzystnie przyrząd jest umieszczony przed pompą i jest połączony bezpośrednio z wałkiem pompy.

Korzystnie przyrząd ma postać łopaty wirnika pompy. Rozwiązanie według wynalazku eliminuje wady dotychczas znanych urządzeń.

Aby wspomóc proces oddzielania składników gazowych z medium, wykorzystuje się siłę odśrodkową. Zgodnie z wynalazkiem poddaje się wchodząc razem z gazem do wnętrza urządzenia i zawierające gaz medium, dalszemu odgazowaniu pod działaniem siły odśrodkowej.

Odgazowane wewnątrz urządzenia medium jest celowo zawracane do medium, otaczającego przyrząd wytwarzający ruch medium.

Ruch względny między urządzeniem i medium może być wytwarzany poprzez ruch urządzenia lub medium, ale również poprzez jednoczesny ruch urządzenia i medium. Zgodnie z wynalazkiem ruch względny jest korzystnie wytwarzany poprzez ciągły obrót medium względem urządzenia.

W procesach przemysłowych obróbce poddawane są bardzo często media o składzie, zmieniającym się w wyniku na przykład zmian parametrów ciśnieniowych lub temperaturowych. W celu optymalizacji wydzielania gazu z medium o zmiennym składzie prędkość względna jest regulowana zgodnie z wynalazkiem przy pomocy zmian prędkości poruszania się urządzenia i/lub medium, zwłaszcza w zależności od parametrów stanu odgazowywanego medium.

Zgodnie z wynalazkiem kierunek przepływu gazu wewnątrz korpusu urządzenia jest zmieniany przy pomocy zmiany kierunku kanałów.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej przedstawiony w przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym kolejne figury przedstawiają: fig. 1 przyrząd w widoku bocznym, fig. 2 widok z góry w kierunku B według fig. 1, fig. 2a inny przykład wykonania przyrządu w widoku z góry, fig. 3 przekrój A-A według fig. 1 oraz linie przepływu medium, fig. 3a i 4a przyrząd z odpowiednimi liniami przepływu w widoku z góry, fig. 4b do fig. 11 najróżniejsze warianty rodzaju i miejsca umieszczenia otworów odsysających, fig. 12 odmianę wynalazku z dodatkowymi elementami do wytwarzania efektu odwirowywania w widoku bocznym, fig. 13 do fig. 15 warianty wbudowania przyrządu w urządzenie w widokach bocznych, fig. 16 i fig. 17 warianty przyrządu połączonego bezpośrednio z wałkiem pompy w przekrojach pionowych, fig. 18 i fig. 19 warianty dołączenia przyrządu przed pompą w widokach bocznych, fig. 20 wariant nieciągłego zastosowania przyrządu w widoku bocznym, fig. 21 wbudowanie przyrządu w łopatę wirnika pompy w widoku bocznym i fig. 22 przekrój C-C według fig. 21.

Figura 1 pokazuje widok boczny zgodnego z wynalazkiem przyrządu urządzenia, który składa się w zasadzie z korpusu 1 z biegnącymi promieniowo na zewnątrz ramionami 2, z których każde jest wyposażone w kanały 3 i 4, wlot 5 oraz komorę 6, otwartą na zewnątrz, tak że istnieje układ połączeń z komorą 13, w której znajduje się odgazowywane medium. Układ ten służy do odprowadzania gazu. Otwór odsysający ewentualnie wlot 5 łączy komorę 13 z kanałem 4, który z kolei jest połączony z komorą 6. Kanał 3 łączy komorę 6 z przewodem odsysającym ewentualnie kanałem zbiorczym 7. Korpus 1 jest połączony z wałkiem napędowym 9, tak że cały przyrząd wiruje w kierunku 20 w obudowie 12, do której medium może wchodzić przez otwór 10 i z której może ponownie wychodzić przez otwór 11.

Figura 2 pokazuje przyrząd w widoku z góry, przy czym te same części zostały oznaczone odpowiednimi odnośnikami według fig. 1. Wariant wykonania z trzema ramionami jest przedstawiony w widoku z góry na fig. 2a.

Przekrój A-A według fig. 1 jest przedstawiony na fig. 3. Fig. 3a pokazuje zgodny z wynalazkiem przyrząd w widoku z góry, przy czym naniesione zostały na nim przepływy medium z jednej strony oraz istotne parametry pracy i przyrządu z drugiej strony. Na podstawie tych figur objaśniony zostanie bliżej sposób według wynalazku. W wyniku obrotu przyrządu, między odgazowywanym medium i ramionami 2 powstaje prędkość względna R. Medium opływa teraz ramiona 2 w kierunku 19, przy czym w określonych miejscach ramion 2 oraz w ich otoczeniu tworzą się obszary podciśnieniowe 8 o ciśnieniu p3, w których na skutek niższej gęstości zbiera się gaz lub zawierające gaz medium. Prędkość względna R jest tak dobrana, że

169 230 powstająca różnica ciśnień (pi - p₃) jest wystarczająco duża, aby spowodować oddzielanie gazu Prędkość względna R jest przy tym definiowana przy pomocy liczby obrotów n oraz wymiarów promieniowych (n, r₂, r₃, 1₃, U), przy czym minimalna liczba obrotów wynosi około 200-300 UpM. Zbierający się w obszarach podciśnieniowych 8 gaz lub mieszanina gazów przedostaje się następnie przez wlot 5 do kanału 4 i dalej do komory 6. Panujące w kanale zbiorczym 7 ciśnienie p2 ma taką wartość, że jest niższe niż ciśnienie p₃ w obszarach podciśnieniowych 8. W tej komorze 6 gaz lub wzbogacone gazem medium zostaje na skutek działających tam większych sił odśrodkowych całkowicie oddzielone od obecnych ewentualnie składników niegazowych Oddzielone składniki są przez zewnętrzny koniec komory 6 zawracane do strumienia medium Oczyszczony gaz przechodzi poprzez kanał 3 do kanału zbiorczego 7. Przy odpowiednim wykonaniu przyrządu i doborze parametrów pracy (np. liczby obrotów, podciśnienia) w trakcie pracy nie jest wymagana regulacja. Stąd wynika wysoka niezawodność eksploatacji nawet w przypadku silnych wahań parametrów stanu oraz mocno zróżnicowanych składów mieszaniny cieczy, substancji stałych i gazu. ⁷

Wlot 5 jest korzystnie wykonany w ten sposób, że dzięki dużemu wymiarowi w kierunku promienia prowadzi on do powierzchniowego odciągania gazu i w wyniku tego skraca drogę którą musi przebyć gaz, aby osiągnąć strefę odsysania. W przypadku trudnych do odgazowania mediów można skrócić długość drogi przez zwiększenie liczby obrotów n, aby w ten sposób osiągnąć efekt skutecznego odgazowania. ^F

W komorze 6 oddzielenie niegazowych składników z gazu, następuje w wyniku działania na składniki różnych sił odśrodkowych, spowodowanych różnicami w gęstości. Rozdzielenie zachodzi w odległości 14 od centrum ruchu obrotowego. Na skutek wymuszonego przeniesienia procesu oddzielania na stosunkowo dużą odległość 14 od środka ruchu obrotowego w stosunku do znanych sposobów, w których w pobliżu środka obrotu tworzy się efekt trąby powietrznej osiąga się wyjątkowo skuteczne rozdzielenie składników. Wydzielone z gazu składniki (stałe i’ ciekłe) są poprzez otwartą na zewnątrz komorę 6 zawracane do medium. Zmieniony zostaje przy tym kierunek przepływu gazu, który poprzez kanał 3 i kanał zbiorczy 7 zostaje odprowadzony z przyrządu. Działanie przyrządu ze zmianą kierunku przepływu gazu jest uwarunkowane utrzymaniem dolnej granicy wymiaru r₂ -1₃ komory 6. Jest ona z jednej strony określona w ten sposób, że w wyniku różnicy ciśnień pi - p₂ (ciśnienie zewnętrzne medium - ciśnienie w kanale zbiorczym 7) medium wchodzi do komory 6. Na skutek obrotu w wyniku działania sił odśrodkowych wytwarzane jest przeciwciśnienie, działające do głębokości wnikania medium równej Π -1₄, na której ustala się równowaga ciśnień. Z drugiej strony przekrój komory 6 między 1₄ i 1₃powinien być tak duży, aby gaz mógł bez przeszkód przedostawać się z kanału 4 do kanału 3.

Redukcję ciśnienia od komory zewnętrznej 13 poprzez komorę 6 aż do kanału 3 lub 7 można wspomóc poprzez nadanie odpowiedniego kształtu zewnętrznemu zarysowi korpusu 1 lub ramionom 2, jeżeli na przykład zarys zewnętrzny 14 zostanie wykonany w ten sposób że zmniejszy się promieniowy wymiar ramion 2 w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów’ na skutek czego w obszarze tym powstanie strefa podciśnieniowa 8. Obecność tej strefy podciśnieniowej 8 powoduje, że medium może wchodzić do komory 6 na mniejszą głębokość, niż miało to miejsce w przypadku na przykład cylindrycznego zarysu zewnętrznego 14.

Stąd też przy zastosowaniu tego sposobu, nawet przy silnych wahaniach parametrów pracy nie jest wymagana regulacja procesu, dzięki pozbawionemu praktycznie opóźnień przebiegowi procesu nawet w przypadku bardzo niestabilnych parametrów pracy następuje skuteczne odgazowanie medium z zachowaniem wysokiej niezawodności eksploatacyjnej. Również w skrajnym przypadku całkowitego usunięcia gazu z medium dzięki odpowiedniemu doborowi wymiarów i parametrów pracy żadne niegazowe składniki nie mogą wydostać się z układu W tvm przypadku medium wpływa przez wlot 5 do kanału 4 i przez komorę 6 przechodzi z powrotem do zewnętrznej komory 13. ^H

Dzięki nadaniu odpowiedniego kształtu ramionom 2 oraz dobraniu kąta a lub β względem osi obrotu medium jest transportowane dalej. Kąty a lub β są dobierane w zależności od przepływu odgazowywanego medium, liczby obrotów n oraz żądanych parametrów przepływu a w przypadku wykonania w postaci łopaty wirnika mogą się również zmieniać wzdłuż promienia. Zazwyczaj kąt a β.

169 230

Przekrój wlotu 5 lub jego przebieg mogą mieć różne kształty. I tak fig. 4a w widoku z góry lub fig. 4b w widoku bocznym pokazują szczelinowy wlot 5, który rozciąga się na całej długości ramiona 2. Na fig. 4a przedstawione zostały z kolei poszczególne strumienie medium (mieszanina cieczy, substancji stałej i gazu, gaz, składniki niegazowe). Fig. 5 pokazuje przykładowo różnorodne wykonania wlotu 5, przy czym mogą być one stosowane zarówno pojedynczo, jak też w kombinacji. Przedstawiono tu otwory 5', które są umieszczone w pobliżu wałka 9 i z jednej strony wchodzą do kanału 4, a z drugiej strony do komory 6. Ponadto przedstawiono szczelinowe otwory 5”, które są ustawione stycznie do kierunku ruchu pod dowolnym kątem do niego, przy czym ich ustawienie zależy do parametrów medium oraz innych warunków pracy. Jeżeli niegazowe składniki dają się łatwo oddzielać, wówczas kanały 3 i 4 mogą być krótkie, jak to przedstawiono na fig. 5, lub też pojedyncza komora 6 może przejąć funkcję kanałów 3, 4 oraz komory 6 (fig. 6). Przekrój wlotów 5, wykonanych na fig. 6 w postaci otworów, zwiększa się w kierunku komory 3,4,6, co zapobiega zatykaniu przez również zabierane składniki niegazowe.

W przypadku niewielkich ilości gazu do oddzielenia komora 6 może mieć również bardzo małe wymiary (fig. 7). Kanały 3 i 4, jak przedstawiono na fig. 8, mogą być połączone bezpośrednio ze sobą poprzez otwór 3 '. Fig. 8 pokazuje ponadto jeden wariant wykonania kanału zbiorczego 7, który w postaci szczeliny pierścieniowej prowadzi tutaj wokół wałka 9.

Figura 9 i odpowiadający jej widok z góry na fig. 10 pokazują postać wykonania dla ciężkich do odgazowania mediów lub dla dużych ilości odprowadzanego gazu. Korpus 1 posiada tu dodatkowe części 2' lub 2”, które mają otwory 5' lub 5”) przedstawione tutaj w postaci otworów, możliwy jest jednak również kształt szczelinowy), które za pośrednictwem kanałów 4' lub 4”, a ogólnie kanału 4, są połączone z komorą 6.

Figura 11 pokazuje następną postać wykonania przyrządu z dodatkową częścią 2”' i kanałem 4”', przy czym odsysanie następuje z obszaru podciśnieniowego 8 poprzez wloty 5.

Na fig. 12 przedstawiony jest wariant zgodnego z wynalazkiem przyrządu, który łączy zgodny z wynalazkiem sposób ze znanymi sposobami odwirowywania. Przewidziano tu elementy 15, które są w stanie odgazowywać medium w skrajnym obszarze brzegowym aż do głębokości około r1 na zasadzie odwirowywania. Do usztywnienia można przewidzieć odpowiednie części 16. Zaleta tego wykonania polega na tym, że długość konstrukcji jest w stosunku do znanych przyrządów znacznie skrócona, a w zakresie n nie musi zachodzić oddzielanie gazu. Stąd też droga, którą musi pokonać oddzielany gaz, zostaje znacznie skrócona. Zbędne stają się również elementy do stabilizacji efektu trąby oraz konieczność kosztownej regulacji. Przedstawiono tu również poszczególne składniki prędkości gazu, a mianowicie wzdłuż osi ta sama prędkość co medium c, w kierunku promieniowym składowa C2, która jest zależna od odgazowywanego medium i parametrów pracy, oraz wynikająca stąd składowa prędkości C3 w kierunku środka obrotu. Dzięki powierzchniowemu odciąganiu gazu w ramach promienia n niezbędna w innych przypadkach długości wirówki została skrócona z 12 do 11. Ponieważ w pobliżu środka obrotu oddzielanie gazu nie musi mieć charakteru trąby powietrznej, nie są więc potrzebne elementy do jego stabilizacji. Dzięki skuteczności oddzielanie nie są już również niezbędne stosowane dotychczas sita lub temu podobne elementy.

Figura 13 do fig. 15 pokazują różne ustawienia zgodnego z wynalazkiem przyrządu w obudowie 12, która zazwyczaj jest umieszczana poniżej opróżnianego zbiornika. Fig. 13 różni się od fig. 14 w tym, że na fig. 13 przyrząd jest całkowicie schowany w obudowie 12, podczas gdy przyrząd na fig. 14 przynajmniej częściowo wchodzi do położonego wyżej zbiornika. Fig. 15 pokazuje ustawienie przyrządu w obudowie 12 z ukośnie położonym wałkiem 9.

Na fig. 16 i fig. 17 przyrząd jest połączony bezpośrednio z wałkiem 9 znajdującej się dalej pompy, przy czym na fig. 16 kanał zbiorczy 7 przebiega centralnie w wałku 9 i odsysanie z niego następuje poprzez komorę pierścieniową 17. Na fig. 17 natomiast odsysanie następuje poprzez szczelinę pierścieniową 7'.

Figura 18 i fig. 19 pokazują warianty ustawienia przyrządu w obudowie 12, do której bezpośrednio przyłączona jest pompa 18.

169 230

Jeżeli mieszanina cieczy, substancji stałych i gazu ma być odgazowywana w sposób nieciągły, stosowany jest układ według fig. 20.

Figura 21 przedstawia wykonanie, w którym przyrząd jest wbudowany bezpośrednio w łopatę wirnika pompy. Fig. 22 pokazuje odpowiedni przekrój C-C według fig. 21.

Korpus 1 przyrządu można w zasadzie wykonać w taki sposób, że medium będzie podlegało przetłaczaniu.

¹⁶⁹ 230

s

i i

169 230

Fig. 17

169 230

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, zwłaszcza z mieszanin cieczy i ciał stałych, poprzez ruch względny pomiędzy medium i znajdującym się w nim elementem, znamienny tym, że mieszaninę cieczy i ciała stałego najpierw wprawia się w ruch wzdłuż powierzchni tego elementu, który ma profil skrzydłowy i bezpośrednio potem doprowadza się do oderwania względnie odpływu od powierzchni elementu, przy czym tworzą się strefy podciśnieniowe, po czym gromadzące się w tych strefach podciśnieniowych medium, wzbogacone w gaz, wprowadza się przez, znajdujące się w strefie podciśnieniowej, otwory do wnętrza elementu i stamtąd odprowadza się, a odgazowane we wnętrzu elementu medium zawraca się w obszarze zewnętrznego obwodu tego elementu do medium otaczającego element.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wchodzące razem ze zgromadzonym gazem do wnętrza elementu, wzbogacone w gaz medium poddaje się wewnątrz elementu dalszemu odgazowaniu pod działaniem sił odśrodkowych.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ruch względny uzyskuje się przez obracanie elementu.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ruch względny uzyskuje się przez obracanie elementu i ruch medium.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prędkość względną nastawia się przez zmianę prędkości ruchu elementu i/lub medium.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że prędkość względną nastawia się w zależności od parametrów termodynamicznych odgazowywanego medium.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kierunek przepływu gazu wewnątrz elementu zmienia się przez zawrócenie.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielony od medium gaz odprowadza się z wnętrza elementu pod działaniem podciśnienia.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że zastosowane podciśnienie reguluje się w zależności od parametrów termodynamicznych odgazowywanego medium.
10. Urządzenie do oddzielania składników gazowych z mediów płynnych, zwłaszcza z mieszanin cieczy i ciał stałych, zawierające korzystnie obrotową obudowę, zwłaszcza w postaci kanału, wyposażoną w przyrząd do wytwarzania ruchu względnego pomiędzy medium i umieszczonym w tym medium korpusem, znamienne tym, że korpus (1) ma profil skrzydłowy, wywołujący, przy wspomnianym ruchu wzlędnym, powstawanie przy powierzchni korpusu (1) stref podciśnieniowych (8), przy czym korpus (1) ma w obszarze tych stref podciśnieniowych (8), co najmniej jeden wlot (5) połączony z układem odprowadzania oddzielonego gazu, przebiegającym we wnętrzu korpusu, przy czym układ odprowadzania gazu posiada przynajmniej jeden przechodzący przez korpus (1) i otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego tego korpusu (1), kanał (4).
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że korpus (1) jest wirujący.
12. Urządzenie według zastrz. 10 albo 11, znamienne tym, że korpus (1) ma postać bryły obrotowej.
13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że kanał (4) otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego korpusu (1) uchodzi do poszerzonej komory (6).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, ze kanał (4) otwarty w obszarze obwodu zewnętrznego korpusu (1) połączony jest z poszerzoną komorą (6) za pomocą dalszego kanału (3).

169 230
15. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że korpus (1) posiada kilka ramion (2).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że ramiona (2) są rozmieszczone w jednej płaszczyźnie.
17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że ramiona (2) są rozmieszczone w co najmniej dwóch płaszczyznach w odniesieniu do osi obrotu.
18. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że układ odprowadzania gazu uchodzi do kanału zbiorczego (7).
19. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że układ odprowadzania gazu połączony jest z urządzeniem odsysającym.
20. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że korpus (1) lub ramiona (2) połączone są z urządzeniem napędowym.
21. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że kanał zbiorczy (7) umieszczony jest w wałku napędowym (9).
22. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że kanał zbiorczy (7) umieszczony jest pomiędzy piastą i wałkiem.
23. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że przynajmniej jeden wlot (5) ma kształt kołowy.
24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że przynajmniej jeden wlot (5) wykonany jest jako otwór.
25. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że ma kilka otworów umieszczonych obok siebie w korpusie (1) przynajmniej w przybliżeniu w kierunku promieniowym.
26. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że ma kilka otworów umieszczonych obok siebie w korpusie (1) przynajmniej w przybliżeniu równolegle względem osi obrotu.
27. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że przynajmniej jeden wlot (5) ma postać szczeliny.
28. Urządzenie według zastrz. 27, znamienne tym, że przynajmniej jeden wlot (5) w kształcie szczeliny usytuowany jest w kierunku promieniowym.
29. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że przynajmniej jeden wlot (5) ma przekrój poszerzający się w kierunku wnętrza korpusu.
30. Urządzenie według zastrz. 29, znamienne tym, że przekrój poszerza się w sposób ciągły.
31. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w obszarze obwodu zewnętrznego ma co najmniej jeden dodatkowy profil usytuowany przynajmniej w przybliżeniu równolegle do osi obrotu.
32. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że przyrząd do wytwarzania ruchu względnego jest umieszczony w kanale o kształcie rury, łuku rurowego lub kształtce rurowej.
33. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że przyrząd umieszczony jest w obudowie (12) lub w kanale ukośnie.
34. Urządzenie według zastrz. 32 albo 33, znamienne tym, że przyrząd umieszczony jest w obudowie (12) lub kanale mimośrodowo.
35. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że przyrząd jest umieszczony przed zbiornikiem i przynajmniej częściowo sięga z obudowy lub kanału do zbiornika.
36. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że przyrząd jest umieszczony przed pompą (18).
37. Urządzenie według zastrz. 36, znamienne tym, że przyrząd jest połączony bezpośrednio z wałkiem pompy (18).
38. Urządzenie według zastrz. 37, znamienne tym, że przyrząd ma postać łopaty wirnika pompy.

169 230