RU2085272C1

RU2085272C1 - Device for dispersion of gas into liquid

Info

Publication number: RU2085272C1
Application number: RU93026119A
Authority: RU
Inventors: И.В. Малаховский
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: devices for dispersion of gas into liquid. SUBSTANCE: device includes intake chamber, mixing chamber, diffuser and liquid sprayer made in form of pneumatic centrifugal injector provided with spraying chamber at outlet, peripheral passage for supply of gas formed by housing of injector and central spring-loaded fairing and axial passage made in fairing and brought in communication with intake chamber. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области смешивания жидкости с газом в установках горнорудной, химической, пищевой, фармацевтической промышленности и в других областях народного хозяйства. The invention relates to the field of mixing liquid with gas in mining, chemical, food, pharmaceutical industries and in other areas of the national economy.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство под названием струйный аппарат, предназначенное для смешения жидкости и газа. Closest to the proposed is a device called an inkjet apparatus, designed to mix liquid and gas.

Однако в известном устройстве недостаточно эффективно организовано истечение газа с точки зрения создания поверхности массообмена. Размеры образующихся начальных пузырей газ при выбранной конструкции будут соизмеримы с диаметром кавитатора. При крупных размерах пузырей поверхность массообмена между жидкостью и газом сокращается, что ухудшает процесс массообмена. Второй недостаток известного устройства заключается в отсутствии возможности регулирования расхода газа через сопло при изменении начального давления газа. However, in the known device, the gas outflow is not efficiently organized from the point of view of creating a mass transfer surface. The sizes of the initial gas bubbles formed with the chosen design will be comparable with the diameter of the cavitator. With large bubble sizes, the mass transfer surface between the liquid and gas is reduced, which worsens the mass transfer process. The second disadvantage of the known device is the inability to control the flow of gas through the nozzle when changing the initial gas pressure.

Целью изобретения является улучшение качества диспергирования газа и регулирование его расхода через устройство. Указанная цель достигается тем, что средство для распыления жидкости выполнено в виде вихревой пневматической форсунки с камерой распыла на выходе, соединенной с приемной камерой осевым каналом, а центральное тело средства для распыла жидкости выполнено подвижным и связано с корпусом средства для распыла жидкости гибким элементом, например пружиной. The aim of the invention is to improve the dispersion quality of the gas and regulate its flow through the device. This goal is achieved in that the means for spraying liquid is made in the form of a vortex pneumatic nozzle with a spray chamber at the outlet connected to the receiving chamber by an axial channel, and the central body of the means for spraying liquid is movable and connected to the housing of the means for spraying liquid with a flexible element, for example spring.

На чертеже изображено устройство для диспергирования газа в жидкость. The drawing shows a device for dispersing gas into a liquid.

Устройство для диспергирования газа в жидкость содержит приемную камеру 1, средство для распыла жидкости 2, камеру смешения 3, диффузор 4. В корпусе 5 средства для распыла жидкости 2 расположено центральное тело 6. Пространство между внутренней поверхностью центрального тела 6 образует камеру закрутки 7, которая с распределительным коллектором 8 соединена тангенциальными каналами 9. На выходе камера закрутки сообщается с камерой распыла 10 с приемной камерой 1 камера распыла 10 соединена осевым каналом 11. Центральное тело 6 связано с корпусом 5 гибким элементом, например пружиной 12. A device for dispersing gas into a liquid contains a receiving chamber 1, means for spraying liquid 2, a mixing chamber 3, a diffuser 4. In the housing 5 of the means for spraying liquid 2, a central body 6 is located. The space between the inner surface of the central body 6 forms a swirl chamber 7, which with the distribution manifold 8 is connected by tangential channels 9. At the output, the swirl chamber communicates with the spray chamber 10 with the receiving chamber 1, the spray chamber 10 is connected by the axial channel 11. The Central body 6 is connected to the housing 5 g bkim element, such as a spring 12.

Устройство для диспергирования газа в жидкость работает следующим образом. A device for dispersing gas into a liquid works as follows.

За счет кинетической энергии газа жидкость всасывается в приемную камеру 1 устройства, в камере смешения 3 она превращается в газожидкостную смесь и через диффузор 4 выходит из устройства. Средство для распыла жидкости 2 выполнено в виде вихревой пневматической форсунки. Закрутка газа создается за счет соединения распределительного коллектора 8 с камерой закрутки 7 тангенциальными каналами 9. Проходное сечение камеры закрутки 7 к выходу непрерывно уменьшается, в результате скорость газа возрастает, увеличивается и окружная составляющая. Из камеры закрутки 7 газ входит в камеру распыла 10, геометрия которой выполнена таким образом, что в ее центральной части возникает разрежение. Из приемной камеры 1 происходит подсос жидкости в камеру распыла 10 через осевой канал 11. Под воздействием высокой скорости газа, истекающего из камеры закрутки 7, струя жидкости распадается на мелкие капли. Покидая камеру распыла 10 капли внедряются в окружающую их жидкость, пронизывают ее и образуют за собой цилиндрические полости, заполняемые газом, через который они пролетают. Диаметры полостей соизмеримы с размером капель и соответственно пузырьки газа, образующиеся при разрушении полостей, близки к размерам капель. Вихревые пневматические форсунки позволяют получать наиболее мелкие капли, следовательно более мелкой будет и пузырьковая структура при использовании предложенного устройства, и более высоким качество диспергирования газа в жидкость. Due to the kinetic energy of the gas, the liquid is absorbed into the receiving chamber 1 of the device, in the mixing chamber 3 it turns into a gas-liquid mixture and leaves the device through the diffuser 4. Means for spraying liquid 2 is made in the form of a vortex pneumatic nozzle. The gas swirl is created by connecting the distribution manifold 8 to the swirl chamber 7 by tangential channels 9. The through section of the swirl chamber 7 to the outlet continuously decreases, as a result, the gas velocity increases, and the peripheral component also increases. From the swirl chamber 7, gas enters the spray chamber 10, the geometry of which is made in such a way that rarefaction occurs in its central part. From the receiving chamber 1, the liquid is sucked into the spray chamber 10 through the axial channel 11. Under the influence of the high velocity of the gas flowing from the swirl chamber 7, the liquid stream breaks up into small droplets. When leaving the spray chamber, 10 drops are introduced into the surrounding fluid, penetrate it and form a cylindrical cavity, filled with the gas through which they fly. The diameters of the cavities are commensurate with the size of the droplets and, accordingly, gas bubbles formed during the destruction of the cavities are close to the size of the droplets. Vortex pneumatic nozzles allow you to get the smallest drops, therefore, the bubble structure will be finer when using the proposed device, and higher quality dispersion of gas into a liquid.

При увеличении начального давления газа скорость его истечения возрастет, увеличится перепад давления на торцовые поверхности центрального тела 6 средства распыла жидкости 2, пружина 12 сожмется, осевой зазор в камере закрутки 7 уменьшится и расход газа уменьшится. Таков механизм регулирования расхода газа через устройство. With an increase in the initial gas pressure, its outflow rate will increase, the pressure drop across the end surfaces of the central body 6 of the liquid spraying means 2 will increase, the spring 12 will be compressed, the axial clearance in the swirl chamber 7 will decrease and the gas flow rate will decrease. This is the mechanism for regulating the gas flow through the device.

Использование в предлагаемом изобретении по сравнению с прототипом другого принципа образования пузырьков дает возможность существенно повысить качество диспергирования при одних и тех же параметрах газового потока, а наличие центрального тела в устройстве для обеспечения заложенного принципа диспергирования позволит упростить процесс регулирования расхода газа через устройство. The use of a different principle of bubble formation in the present invention, in comparison with the prototype, makes it possible to significantly improve the dispersion quality with the same gas flow parameters, and the presence of a central body in the device to ensure the dispersion principle is inherent to simplify the process of controlling gas flow through the device.

Claims

A device for dispersing gas into a liquid containing a receiving chamber, a mixing chamber and a diffuser, characterized in that it is equipped with a means for spraying liquid, made in the form of a pneumatic centrifugal nozzle with a spray chamber at the outlet, an axial channel and a peripheral gas channel formed by the housing nozzles and a central spring-loaded fairing, while the axial channel is made in the fairing and is in communication with the receiving chamber.