RU156912U1 - Устройство для газонасыщения жидких сред - Google Patents
Устройство для газонасыщения жидких сред Download PDFInfo
- Publication number
- RU156912U1 RU156912U1 RU2015130258/05U RU2015130258U RU156912U1 RU 156912 U1 RU156912 U1 RU 156912U1 RU 2015130258/05 U RU2015130258/05 U RU 2015130258/05U RU 2015130258 U RU2015130258 U RU 2015130258U RU 156912 U1 RU156912 U1 RU 156912U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- homogenizer
- funnel
- liquid
- gas
- xenon
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство для газонасыщения жидких сред, содержащее реактор-смеситель, погружной гомогенизатор, перемешивающее устройство и узел подачи сатурирующего газа, отличающееся тем, что узел подачи газа оборудован воронкой, присоединяемой через уплотнитель к кольцу гомогенизатора, в стенке воронки выполнена перфорация в виде входных отверстий, равномерно расположенных в нижней, суженой части воронки, причем суммарная площадь входных отверстий воронки равна или больше площади выходных отверстий гомогенизатора.
Description
(51) МПК B01F3/04 (2006.01)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОНАСЫЩЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД
Полезная модель относится к устройствам введения ксенона в жидкости (вода, масло, эмульсии и др. жидкие среды) для усиления и/или создания новых полезных медико-биологических свойств. Устройство пригодно для газонасыщения жидкостей и другими газами, например, для растворения азота в маслах растительного происхождения с целью увеличения сроков хранения. Предлагаемая полезная модель используется для того, чтобы насыщать различные жидкие продукты и средства кислородом, азотом, ксеноном (или ксеноном в сочетании с другими газами) до желаемой степени насыщения. Растворимость ксенона в жидкости зависит от температуры, от давления, от наличия примесей, от мощности гомогенизатора.
Современные исследования свидетельствуют о высокой терапевтической эффективности ксенона (Применение ксенона в медицине. Суслов Н.И., Потапов В.Н., Шписман М.Н. и др., Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2009.-300 с.). В практике используется ингаляционный способ введения ксенона в организм человека, либо в чистом виде, либо в смеси с кислородом. Доказаны эффекты ксеноновых ингаляций: анальгетический, спазмолитический, кардиотонический, нейропротекторный, антистрессовый, антигипоксический, иммуностимулирующий, противовоспалительный, анаболический, нейрогуморальный, вазоплегический. Поэтому актуальны разработки других, альтернативных способов доставки ксенона в организм человека, например в составе жидких продуктов. Известно, что ксенон обладает дифильностью, т.е. способен растворяться и в маслах, и в водных растворах. Коэффициент объемной растворимости ксенона в масле - 1,7; в воде - 0,085 (Ксенон в анестезиологии. Буров Н.Е., Потапов В.Н., Макеев Г.Н. Москва, 2000.-356 с.).
Известно множество устройств, работающих на принципах диспергации газов в жидкостях при помощи аэраторов барботажного, разбрызгивающего и каскадного типов. Применяются также диспергаторы роторного и роторно-кавитационного типов. Данные устройства используются, в частности, для оксигенации воды с целью их очистки. В таких устройствах обычно бывают большие потери газов при невысокой эффективности процесса.
Известны устройства для насыщения жидкостей газами при помощи пористых мембран в виде трубок, каналов. Газ поступает по каналам или трубкам в виде мелких пузырьков через пористые стенки камеры, где находится жидкость, которая насыщается этим газом и затем отводится в приемную емкость (RU 2178728).
Известен патент (RU 2452695), пригодный для аэрации жидкости, например, для насыщения водоемов кислородом. В устройстве используется по меньшей мере 2 проточные камеры, оснащенные напорным и выпускным патрубками для жидкости и патрубком для всасывания газа. Недостатком установки является малая эффективность процесса из-за слабой растворимости крупных пузырьков газа. Кроме того, для аэрации пригодны только жидкости с малой вязкостью.
Для увеличения эффективности введения газов в жидкости с широким диапазоном вязкости применяют различные перемешивающие устройства. Известен патент RU №2147295, в котором описано перемешивающее устройство для насыщения жидкости кислородом воздуха, снабженное на внешней и внутренней поверхности спиралевидными лопастями. В результате происходит увеличение площади контакта жидкой и газовой фаз для обеспечения лучшего распределения и растворения газа в жидкости.
Известна установка для введения ксенона в жидкие среды по патенту RU 123685, включающая реактор-смеситель, рамную мешалку и узел подачи ксенона. Для насыщения жидкости ксеноном используется и проточный, и погружной гомогенизатор. Узел подачи ксенона выполнен в виде трубки и размещен в непосредственной близости от входа жидкой среды в проточный гомогенизатор. Указанная выше установка, как наиболее близкая по технической сущности и результату к предлагаемой полезной модели, выбрана в качестве прототипа.
Достоинство проточного гомогенизатора в прототипе заключается в том, что поток жидкости и поданный газ проходят через гомогенизатор и хорошо перемешиваются. Недостаток заключается в том, что можно использовать только жидкости с низкой вязкостью, например молоко, соки, вода. Для прохождения через проточный гомогенизатор жидкостей со средней и высокой вязкостью требуется дополнительный насос для создания высокого давления в системе. Это усложняет конструкцию и приводит к нарушению свойств жидкости.
Погружной гомогенизатор применим для жидкостей с любой степенью вязкости, т.к. предусматривает обработку локальных объемов жидкости. Но это является и недостатком, т.к. при этом подводимый газ не полностью проходит через гомогенизатор. Перемешивающее устройство (рамная мешалка), которая расположена внутри реактора-смесителя, обеспечивает перемешивание только жидкости для ее поступления в рабочую зону гомогенизатора. Под действием погружного гомогенизатора, выбрасывающего жидкость через выходные отверстия, и лопастей рамной мешалки реализуется сложное движение потоков жидкости. Часть пузырьков подаваемого газа не участвует в процессе растворения, а выносится вверх, скапливается над жидкостью и безвозвратно теряется, что нежелательно, особенно для дорогих газов типа ксенона. Это приводит к потере эффективности процесса, требует намного больше времени для достижения требуемого газонасыщения.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции установки, уменьшение габаритов, интенсификация процесса газонасыщения и сокращение потерь растворяемого газа.
Задача решается тем, что в устройстве газонасыщения жидкости, содержащем реактор-смеситель, погружной гомогенизатор и перемешивающее устройство, например, рамную мешалку, узел подачи газа оборудован перфорированной воронкой с эффективным углом конусности, присоединяемой к кольцу гомогенизатора. К нижнему концу воронки крепится трубка для подачи газа. Диаметр воронки соответствует диаметру наружного кольца гомогенизатора, и при работе воронка через уплотнитель плотно примыкает к гомогенизатору. Таким образом, из воронки и наружного кольца гомогенизатора формируется единая полость с пониженным давлением, где всасываемая жидкость и подаваемый газ в полном объеме подаются в зону гомогенизации и эффективно перемешиваются между собой.
Заявленное техническое решение изменяет взаимодействие погружного гомогенизатора и подводящей газ трубки таким образом, что в зоне контакта газа и жидкости формируется рабочая зона по типу проточного гомогенизатора. Перфорация в стенке воронки выполнена в виде круглых или вытянутых входных отверстий, равномерно расположенных в нижней, суженой части воронки. Суммарная площадь входных отверстий воронки равна или больше площади входных отверстий гомогенизатора, чтобы обеспечить свободный подсос жидкости без создания значительного разрежения в воронке, которое может снизить эффективность работы гомогенизатора.
Схема устройства для газонасыщения жидких сред приведена на фиг.1. Цифрами обозначены: 1 - верхняя крышка реактора-смесителя; 2 - реактор-смеситель; 3 - погружной гомогенизатор; 4 - кольцо гомогенизатора; 5 - уплотнительное кольцо воронки; 6 - перфорированная воронка; 7 - рамная мешалка; 8 - входные отверстия воронки; 9 - трубка для подачи газа; 10 - выходные отверстия кольца гомогенизатора.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Заполняем жидкой средой реактор-смеситель (1), снабженный погружным гомогенизатором (2) с перфорированной воронкой (5). Необходимость в проточном гомогенизаторе отсутствует, что делает установку энергосберегающей и более компактной. Герметично закрываем верхнюю крышку (3). Включаем гомогенизатор и рамную мешалку (7). Начинается поступление жидкости внутрь воронки (5) через входные отверстия (8). Через 1 минуту начинаем подачу ксенона внутрь воронки через регулятор расхода и трубку (6). При этом наблюдается предварительное перемешивание всего подаваемого газа с жидкостью внутри воронки, что ускоряет процесс. Полученная смесь поступает в гомогенизатор, где происходит процесс измельчения пузырьков и эффективное растворение ксенона в жидкости. Через выходные отверстия (10) гомогенизатора выходит жидкость, насыщенная растворенным ксеноном. Рамная мешалка обеспечивает равномерное поступление всего объема жидкости в гомогенизатор, обеспечивая многократную обработку смеси для получения максимального газонасыщения жидкости ксеноном в данных условиях. При этом частично газированная жидкость втягивается в воронку, где получает новую порцию ксенона. Процесс прекращают при появлении на свободной поверхности жидкости пузырьков ксенона.
Работа устройства проверена на лабораторном устройстве емкостью 10 л, включающем погружной гомогенизатор Ultra-Turrax T50 с насадкой S50N и перфорированной воронкой диаметром 50 мм и углом 600 при вершине. При работе установки с ксеноном в тех же условиях, что в прототипе (18 0С, нормальное давление), но с дополнительным устройством подачи газа с помощью перфорированной воронки процесс газонасыщения более эффективен. Через 8,5 мин поверхность воды мутнеет от мелких пузырьков газа, что говорит об окончании процесса. Ротаметр зафиксировал средний расход газа 2,46 мл/сек. Достигнута растворимость ксенона в воде на уровне 125,6+5,02 мл/л, что на 10,2% больше, чем получена в прототипе, при этом непроизводительные потери ксенона практически отсутствуют.
Технический результат - ускорение процесса газонасыщения и уменьшение непроизводительных потерь сатурирующего газа.
Использованная литература:
1 Применение ксенона в медицине. Суслов Н.И., Потапов В.Н., Шписман М.Н. и др., Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2009.-300 с.
2 Ксенон в анестезиологии. Буров Н.Е., Потапов В.Н., Макеев Г.Н. Москва, 2000.-356 с.
3 Патент RU №2178728;
4 Патент RU №2452695;
5 Патент RU №2147295;
6 Патент RU №123685 U1 (прототип).
Claims (1)
- Устройство для газонасыщения жидких сред, содержащее реактор-смеситель, погружной гомогенизатор, перемешивающее устройство и узел подачи сатурирующего газа, отличающееся тем, что узел подачи газа оборудован воронкой, присоединяемой через уплотнитель к кольцу гомогенизатора, в стенке воронки выполнена перфорация в виде входных отверстий, равномерно расположенных в нижней, суженой части воронки, причем суммарная площадь входных отверстий воронки равна или больше площади выходных отверстий гомогенизатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130258/05U RU156912U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Устройство для газонасыщения жидких сред |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130258/05U RU156912U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Устройство для газонасыщения жидких сред |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU156912U1 true RU156912U1 (ru) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015130258/05U RU156912U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Устройство для газонасыщения жидких сред |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU156912U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173112U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-08-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Компактное устройство для газонасыщения массажного масла ксеноном |
-
2015
- 2015-07-22 RU RU2015130258/05U patent/RU156912U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173112U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-08-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Компактное устройство для газонасыщения массажного масла ксеноном |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101080708B1 (ko) | 미세기포 발생장치 | |
TW201709973A (zh) | 氣體溶液的製備裝置及提高氣體在液體中溶存度的方法 | |
JP2017121630A (ja) | 気体溶解装置及び気体溶解方法 | |
TWI268178B (en) | Gas-liquid mixing device mainly includes a mixer and a cylindrical container, wherein the mixer essentially consists of a coaxial pseudo-venturi and a gas diffusion chamber | |
TWM560276U (zh) | 微納米氣泡淋浴花灑 | |
RU2010140578A (ru) | Способ и аппарат для выдачи продукта | |
TWM483123U (zh) | 氣體溶解於液體的生成裝置及流體噴頭 | |
CN109046050B (zh) | 一种气液混合器 | |
CN108126490B (zh) | 一种废气净化系统 | |
JPH0737702Y2 (ja) | 微細気泡発生装置 | |
EP3385231A1 (en) | Ozone water treatment system using low energy | |
FI96388B (fi) | Menetelmä ja laitteisto kaasun liuottamiseksi | |
CN106430523B (zh) | 有机废水生化出水臭氧深度处理装置及处理方法 | |
RU156912U1 (ru) | Устройство для газонасыщения жидких сред | |
US7802775B2 (en) | Method and apparatus for mixing of two fluids | |
JP2016112477A (ja) | マイクロバブル発生装置 | |
JP3555557B2 (ja) | 曝気装置 | |
JP3190824U (ja) | 気体溶解装置 | |
JP2019048274A (ja) | 酸素水の製造装置および酸素水の製造方法 | |
US11628411B1 (en) | System, method, and apparatus to oxygenate water | |
JP2013237035A (ja) | 気体溶解器 | |
KR101024323B1 (ko) | 가스 용해반응장치 | |
CN205953583U (zh) | 一种新型气浮溶气罐 | |
RU2576056C2 (ru) | Массообменный аппарат | |
JP2000093772A (ja) | マイクロガスバブル液体ガス混合溶解装置 |