RU2086285C1

RU2086285C1 - Apparatus for separating liquid or gaseous components from substence

Info

Publication number: RU2086285C1
Application number: RU92011184A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Климов; В.П. Марченко; К.Н. Полторацкий; А.А. Шипилов
Original assignee: Научно-производственный внедренческий центр "Экологос"
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: invention refers to separation of substances by evacuation method. Suitable apparatus contains vacuum chamber, gas-liquid vacuum pump connected through gas duct to vacuum chamber, and container for supplying active flowing medium. Additionally, apparatus has valve with low- and high-pressure cavities and impeller disposed in gas duct. The two latter are hydraulically interconnected. Volume of impeller is superior to that of valve low-pressure cavity and may be made in the form of centrifugal vortex chamber. EFFECT: improved structure. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологическим процессам по разделению веществ методов вакуумирования и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например металлургической, химической, пищевой и других. The invention relates to technological processes for the separation of substances by vacuum methods and can be used in various fields of the national economy, for example, metallurgical, chemical, food and others.

Известно устройство для отделения жидкой компоненты из вещества, содержащее камеру для размещения вещества, струйный насос, соединенный с камерой, и емкость для подачи активной текучей среды в струйный насос. A device for separating a liquid component from a substance is known, comprising a chamber for accommodating the substance, a jet pump connected to the chamber, and a container for supplying active fluid to the jet pump.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность и недостаточная надежность. A disadvantage of the known device is its low efficiency and lack of reliability.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения обратного впрыска в вакуумную камеру активной текучей среды. The objective of the invention is to increase the reliability of the device by eliminating reverse injection into the vacuum chamber of the active fluid.

Указанная задача решается за счет того, что известное устройство для отделения жидкой или газообразной компоненты из вещества, содержащее вакуумную камеру для размещения вещества, газожидкостный вакуумный насос, соединенный с камерой газоводом, и емкость для подачи активной текучей среды, дополнительно снабжено клапаном с полостями высокого и низкого давления и импеллером, расположенными в газоводе, при этом входная часть импеллера гидравлически соединена с выходной частью клапана, а выходная часть импеллера гидравлически соединена с полостью низкого давления клапана, причем объем импеллера выполнен большим объема полости низкого давления клапана. Для повышения надежности устройства путем исключения вращающихся узлов, а также сокращения его габаритов, импеллер выполнен в виде центробежной вихревой камеры. This problem is solved due to the fact that the known device for separating a liquid or gaseous component from a substance, containing a vacuum chamber for accommodating the substance, a gas-liquid vacuum pump connected to the chamber by a gas duct, and a container for supplying active fluid, is additionally equipped with a valve with cavities of high and low pressure and an impeller located in the gas duct, while the inlet part of the impeller is hydraulically connected to the outlet of the valve, and the outlet of the impeller is hydraulically connected Low pressure valve cavity, wherein the volume of the impeller is made large volume low-pressure valve cavity. To increase the reliability of the device by eliminating rotating nodes, as well as reducing its size, the impeller is made in the form of a centrifugal swirl chamber.

Введение в устройство клапана и импеллера как единого конструктивного узла позволяет повысить надежность работы устройства путем исключения обратного впрыска в вакуумную камеру активной текучей среды. Превышение объема импеллера над объемом полости низкого давления клапана позволяет осуществить закрытие клапана до поступления активной текучей среды на выход клапана. The introduction of a valve and an impeller into the device as a single structural unit allows to increase the reliability of the device by eliminating the back injection of active fluid into the vacuum chamber. Exceeding the volume of the impeller over the volume of the low-pressure cavity of the valve allows the valve to be closed before the active fluid enters the valve outlet.

На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

На чертеже использованы следующие обозначения:
1 вакуумная камера, 2 газожидкостной вакуумный насос, 3 емкость для подачи активной текучей среды, 4 газовод, 5 клапан, 6 импеллер, 7 - камера задержки импеллера, 8 тангенциальные каналы импеллера, 9 поршень клапана, 10 уплотнительные кольца, 11 полость высокого давления клапана,12 полость низкого давления клапана, 13 пружина, 14 выходная часть импеллера, 15 выходная часть клапана, 16 входная часть импеллера, 17 - входная часть клапана.The following notation is used in the drawing:
1 vacuum chamber, 2 gas-liquid vacuum pump, 3 container for supplying active fluid, 4 gas duct, 5 valve, 6 impeller, 7 - impeller delay chamber, 8 tangential channels of the impeller, 9 valve piston, 10 o-rings, 11 valve high pressure cavity , 12 valve low pressure cavity, 13 spring, 14 impeller outlet, 15 valve outlet, 16 impeller inlet, 17 - valve inlet.

Предлагаемое устройство состоит из вакуумной камеры 1 для размещения вещества, из которого извлекают отделяемую компоненту (на чертеже вещество не показано), газожидкостного вакуумного насоса 2, емкости 3 для подачи активной текучей среды, газовода 4, соединяющего камеру 1 и насос 2. В газоводе 4 размещен клапан 5 и импеллер 6 с камерой задержки 7 и тангенциальными каналами 8. Клапан 5 снабжен подвижным поршнем 9 с уплотнительными кольцами 10 и имеет полость высокого давления 11, соединенную с атмосферой, и полость низкого давления 12 с размещенной в ней пружиной 13, гидравлически соединенную с выходной частью 14 импеллера 6. Выходная часть 15 клапана 5 гидравлически соединена с входной частью 16 импеллера 6, а входная часть 17 клапана 5 через газовод 4 гидравлически соединена с камерой 1. The proposed device consists of a vacuum chamber 1 for accommodating a substance from which a detachable component is extracted (the substance is not shown in the drawing), a gas-liquid vacuum pump 2, a tank 3 for supplying active fluid, a gas duct 4 connecting the chamber 1 and pump 2. In the gas duct 4 valve 5 and impeller 6 with a delay chamber 7 and tangential channels are placed. Valve 5 is equipped with a movable piston 9 with o-rings 10 and has a high-pressure cavity 11 connected to the atmosphere and a low-pressure cavity 12 with spring 13, hydraulically connected to the output part 14 of the impeller 6. The output part 15 of the valve 5 is hydraulically connected to the input part 16 of the impeller 6, and the input part 17 of the valve 5 through the gas duct 4 is hydraulically connected to the chamber 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

В вакуумную камеру 1 помещают обрабатываемое вещество. Емкость 3 заполняется активной текучей средой, соответствующей отделяемой из вещества компоненте. При включении газожидкостного вакуумного насоса 2, соединенного с емкостью 3, в камере 1 создается разрежение и происходит испарение отделяемой из вещества компоненты с последующей ее конденсацией в активной текучей среде, в качестве которой используют эту же компоненту. Одновременно с камерой 1 разрежение создается в газоводе 4, полостях импеллера 6 и полости низкого давления 12 клапана 5. При этом нормально закрытый под действием пружины 13 клапан перемещается в сторону полости низкого давления 12 под действием давления соединенной с атмосферой камеры высокого давления 11. По истечении времени, необходимого для удаления испарившейся под действием вакуума компоненты из камеры 1, происходит отключение насоса 2. Газожидкостная смесь под действием атмосферного давления устремляется в газовод 4. По заполнении полости низкого давления 12 давление в камерах 12 и 11 клапана выравнивается, и поршень 9 под действием пружины 13 запирает входную часть 17 клапана 5. При этом благодаря установке в газоводе импеллера 6 парогазовая смесь, проходя через тангенциальные каналы 8, под действием центробежных сил накапливается в камере задержки 7 импеллера. За счет превышения объема камеры 7 импеллера объема полости низкого давления 12 клапана, парогазовая смесь начинает поступать в выходную часть 15 клапана после перекрытия его входной части 17. The processed substance is placed in the vacuum chamber 1. The container 3 is filled with active fluid corresponding to the component separated from the substance. When you turn on the gas-liquid vacuum pump 2 connected to the tank 3, a vacuum is created in the chamber 1 and the components separated from the substance evaporate, followed by its condensation in the active fluid, which is used as the same component. Simultaneously with the chamber 1, a vacuum is created in the gas duct 4, the cavities of the impeller 6 and the low-pressure cavity 12 of the valve 5. In this case, the valve normally closed under the action of the spring 13 is moved to the side of the low-pressure cavity 12 under the action of the pressure connected to the atmosphere of the high-pressure chamber 11. After the time required to remove the components evaporated under vacuum from the chamber 1, the pump 2 is switched off. The gas-liquid mixture rushes into the gas duct under the action of atmospheric pressure 4. After filling in low pressure 12, the pressure in the chambers 12 and 11 of the valve is equalized, and the piston 9 under the action of the spring 13 locks the inlet part 17 of the valve 5. In this case, due to the installation of the impeller 6 in the gas duct, the vapor-gas mixture, passing through the tangential channels 8, accumulates under the action of centrifugal forces delay chamber 7 impeller. Due to the excess of the volume of the chamber 7 of the impeller of the volume of the low-pressure cavity 12 of the valve, the gas-vapor mixture begins to flow into the outlet part 15 of the valve after closing its inlet part 17.

При несанкционированном включении насоса происходит тот же процесс срабатывания клапана, что исключает обратный впрыск активной текучей среды в вакуумную камеру. When the pump is turned on unauthorized, the valve operates the same process, which eliminates the back injection of active fluid into the vacuum chamber.

Проведенные экспериментальные исследования опытного образца предлагаемого устройства подтвердили повышение надежности его работы. The conducted experimental studies of the prototype of the proposed device have confirmed an increase in the reliability of its operation.

Устройство готовится к серийному изготовлению. В настоящее время производится разработка конструкторской документации на данное устройство. The device is preparing for serial production. Currently, design documentation for this device is being developed.

Claims

1. A device for separating a liquid or gaseous component from a substance, containing a vacuum chamber for accommodating the substance, a gas-liquid vacuum pump connected by a gas duct to the vacuum chamber, and a tank for supplying active fluid, characterized in that it is additionally equipped with a valve with cavities of high and low pressure and an impeller located in the gas duct, while the inlet part of the impeller is hydraulically connected to the outlet part of the valve, and the outlet part is hydraulically connected to the low-pressure cavity valve, the volume of the impeller is made large volume low-pressure valve cavity.

2. The device according to p. 1, characterized in that the impeller is made in the form of a centrifugal vortex chamber.