RU2131758C1

RU2131758C1 - Apparatus for degassing liquid

Info

Publication number: RU2131758C1
Application number: RU97112789A
Authority: RU
Inventors: В.П. Лебедев; С.В. Каверзин; Ю.А. Коротков
Original assignee: Красноярский государственный технический университет; Красноярский краевой фонд "Конверсионный технопарк"
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: liquid degassing systems, possibly systems with hydraulic drive. SUBSTANCE: apparatus for degassing liquid includes housing with inlet and outlet branch pipes, acoustic irradiator in the form of toroidal elastic envelope apertured in its lower portion by radiant cutouts with formation of springy sectors. Envelope is joined with deflector and nozzle portion of inlet branch pipe having lengthwise different-length cuts and joined with inlet branch pipe by means of bellows. Deflector is cone one, it has additional spreading surface in the form of discs mutually secured with formation of inner cavity. Upper disc is apertured in its peripheral portion with formation of flow-through windows. EFFECT: increased degassing degree, vibration-acoustic treatment of liquid without special acoustic generators with additional power source, possibility of automatic control of optimal mode of degassing at changing liquid flowrate. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике дегазации жидкости и может быть использовано во всех отраслях техники, где требуется удаление растворенных газов из жидкости, в частности в системах с гидроприводом. The invention relates to techniques for the degassing of liquids and can be used in all branches of technology where the removal of dissolved gases from liquids is required, in particular in hydraulic systems.

Известна установка для удаления газа из жидкости, включающая емкость с расположенными в ней подвижными полками - дефлекторами в виде дисков с коническими насадками, выполненными с осевыми отверстиями, подводящие и отводящие патрубки, отбойник, подпружиненные диски меньшего диаметра, установленные на полках [1]. A known installation for removing gas from a liquid, including a container with movable shelves located in it - deflectors in the form of disks with conical nozzles made with axial holes, inlet and outlet pipes, chipper, spring-loaded disks of smaller diameter mounted on the shelves [1].

Известная установка недостаточно эффективна для дегазации жидкости из-за невысокого уровня кавитации и отсутствия акустического воздействия, низко эффективна при изменяющемся скоростном напоре. The known installation is not effective enough for degassing liquids due to the low level of cavitation and the absence of acoustic impact, low efficiency with a changing speed head.

Известно устройство для дегазации жидкости, содержащее цилиндрическую камеру с акустическим излучателем, тангенциальные патрубки подвода и отвода дегазируемой жидкости, патрубок отвода газа, патрубок подачи нерастворимого в жидкости газа, при этом днище камеры снабжено размещенным внутри камеры цилиндром и цилиндрическим патрубком, установленным с зазором к патрубку подачи нерастворимого в жидкости газа [2]. A device for degassing a liquid is known, comprising a cylindrical chamber with an acoustic emitter, tangential nozzles for supplying and discharging a degassed liquid, a gas outlet pipe, a pipe for supplying gas insoluble in the liquid, and the bottom of the chamber is equipped with a cylinder and a cylindrical pipe placed inside the chamber and set to have a clearance to the pipe supply of gas insoluble in liquid [2].

Это устройство недостаточно эффективно из-за невысокого уровня инициируемой кавитации жидкости, конструктивно сложно, требует источника тока с сопутствующими элементами безопасности, оптимальная эффективность дегазации определяется в узком интервале расхода обрабатываемой жидкости. This device is not effective enough due to the low level of initiated cavitation of the liquid, it is structurally difficult, it requires a current source with associated safety elements, the optimal degassing efficiency is determined in a narrow range of the flow rate of the processed liquid.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для дегазации жидкости, содержащее корпус переменного сечения, выполненный в виде двух соосно расположенных цилиндров с тангенциальными патрубками и установленной между ними переходной камеры, вокруг которой расположен фокусирующий акустический излучатель, газоотводящие трубки, размещенные по оси с концами, установленными в фокальной зоне излучения, при этом переходная камера выполнена в виде трубки Вентури, а устройство снабжено кольцевой камерой треугольного сечения с вершиной, соединенной с переходной камерой в плоскости ее минимального сечения, а акустический излучатель выполнен в виде части сферической поверхности и размещен в основании кольцевой камеры [3]. Closest to the claimed is a device for degassing a liquid, comprising a housing of variable cross section, made in the form of two coaxially arranged cylinders with tangential nozzles and a transition chamber mounted between them, around which a focusing acoustic emitter is located, gas exhaust tubes placed along the axis with the ends installed in focal zone of radiation, while the transition chamber is made in the form of a venturi, and the device is equipped with an annular chamber of triangular section with apex, with United with the transition chamber in the plane of its minimum cross section, and the acoustic emitter is made as part of a spherical surface and is placed at the base of the annular chamber [3].

Это устройство недостаточно эффективно в дегазации из-за низкого энергетического уровня акустического воздействия, требует относительно высоких скоростей движения обрабатываемой жидкости и малоэффективно при колебаниях расхода жидкости, исключает автоматическую настройку на расходные параметры потока жидкости. This device is not efficient enough in degassing due to the low energy level of acoustic impact, requires relatively high speeds of the processed fluid and is ineffective with fluctuations in fluid flow, eliminates automatic adjustment to the flow parameters of the fluid flow.

Изобретение решает задачу повышения уровня дегазации жидкости, возможности автоматического регулирования оптимального режима дегазации при изменении расхода обрабатываемой жидкости, вибро-акустическую обработку жидкости без дополнительных акустических источников с дополнительным энергопитанием. The invention solves the problem of increasing the level of liquid degassing, the ability to automatically control the optimal degassing mode when the flow rate of the processed liquid is changed, vibro-acoustic liquid processing without additional acoustic sources with additional energy supply.

Поставленная задача решается тем, что в дегазаторе жидкости, содержащем корпус с входным и выходными патрубками, акустический излучатель, обтекатель, согласно изобретению сопловая часть выходного патрубка соединена с выходным патрубком через сильфон и выполнена с продольными разрезами различной длины, акустический излучатель выполнен в виде торообразной упругой оболочки, перфорированной в нижней части лучевыми вырезами с образованием пружинящих секторов, при этом оболочка прикреплена к сопловой части входного патрубка и к обтекателю, выполненному коническим и снабженному дополнительной поверхностью растекания в форме тарелок, при этом тарелки дополнительной поверхности растекания выполнены соединенными с образованием внутренней полости, а верхняя тарелка в периферийной части перфорирована с образованием переточных окон. The problem is solved in that in a liquid degasser containing a housing with inlet and outlet nozzles, an acoustic emitter, a cowl, according to the invention, the nozzle part of the outlet nozzle is connected to the outlet nozzle through a bellows and is made with longitudinal sections of various lengths, the acoustic emitter is made in the form of a toroidal elastic the shell perforated in the lower part by beam cuts with the formation of spring sectors, while the shell is attached to the nozzle part of the inlet pipe and to the fairing made in a conical shape and provided with an additional spreading surface in the form of plates, wherein the plates of the additional spreading surface are connected to form an internal cavity, and the upper plate in the peripheral part is perforated to form overflow windows.

Отличительные от прототипа признаки обеспечивают технический результат, достаточный для решения задачи:
- Сопловая часть входного патрубка выполнена с продольными разрезами различной длины, что обеспечивает широкий спектр частот колебания консольных элементов и резонирования конца патрубка.Distinctive features from the prototype features provide a technical result sufficient to solve the problem:
- The nozzle part of the inlet pipe is made with longitudinal sections of various lengths, which provides a wide range of vibration frequencies of the cantilever elements and the resonance of the pipe end.

- Сопловая часть входного патрубка соединена с входным патрубком через сильфон, что позволяет не пропустить высокочастотную вибрацию на корпус устройства и на подводящий трубопровод. - The nozzle part of the inlet pipe is connected to the inlet pipe through a bellows, which allows not to pass high-frequency vibration to the device body and to the supply pipe.

- Акустический преобразователь выполнен в виде торообразной упругой оболочки, перфорированной в нижней части, что позволяет акустически обрабатывать жидкость, попадающую в полость оболочки с последующим выводом наружу. - The acoustic transducer is made in the form of a toroidal elastic shell, perforated in the lower part, which allows you to acoustically process the liquid entering the cavity of the shell with subsequent output to the outside.

- Торообразная оболочка перфорирована лучевыми вырезами с образованием пружинящих секторов и прикреплена к сопловой части входного патрубка и обтекателю, что позволяет объединить сопло патрубка, упругую оболочку и обтекатель в единую кавитационно-акустическую систему и, кроме того, автоматически регулировать оптимальное положение обтекателя для вхождения в эффективный режим дегазации при изменении расхода обрабатываемой жидкости. - The toroidal shell is perforated by beam cuts with the formation of spring sectors and attached to the nozzle part of the inlet pipe and the fairing, which allows you to combine the nozzle of the pipe, elastic shell and fairing into a single cavitation-acoustic system and, in addition, automatically adjust the optimal position of the fairing to enter the effective degassing mode when changing the flow rate of the treated fluid.

- Обтекатель выполнен коническим и снабжен дополнительной поверхностью растекания в форме тарелок, которые соединены и образуют внутреннюю полость, а верхняя тарелка в периферийной части перфорирована с образованием переточных окон, что позволяет дополнительно к основной обработке жидкости продлить время виброобработки. - The fairing is made conical and provided with an additional spreading surface in the form of plates that are connected and form an internal cavity, and the upper plate in the peripheral part is perforated with the formation of overflow windows, which allows, in addition to the main liquid treatment, to extend the vibration processing time.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез дегазатора, фиг.2 - (сечение Б-Б) нижняя часть тороидальной полости, фиг.3 - периферийная часть поверхности растекания, фиг.4 - разрез узла сопловой части входного патрубка и обтекателя. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a section of a degasser, Fig. 2 - (section BB) the lower part of the toroidal cavity, Fig. 3 - the peripheral part of the spreading surface, Fig. 4 - section of the nozzle portion of the inlet pipe and fairing.

Дегазатор включает корпус 1, входной патрубок жидкости 2 и размещенный на нем сильфон 3, выходной патрубок жидкости 4, патрубок выхода газа 5, сопловую часть 6 входного патрубка с продольными разрезами 7 и консольными элементами 8, торообразную упругую оболочку 9 с лучевыми вырезами 10 и пружинящими секторами 11, обтекатель 12 с дополнительной поверхностью растекания в торме тарелок - нижней 13 и верхней 14, снабженной переточными окнами 15. The degasser includes a housing 1, an inlet fluid pipe 2 and a bellows 3 placed thereon, a fluid outlet pipe 4, a gas outlet pipe 5, a nozzle portion 6 of the inlet pipe with longitudinal sections 7 and cantilever elements 8, a toroidal elastic shell 9 with beam cutouts 10 and spring sectors 11, a fairing 12 with an additional spreading surface in the plate top - bottom 13 and top 14, equipped with overflow windows 15.

Дегазатор работает следующим образом. The degasser works as follows.

Поток дегазируемой жидкости проходит через входной патрубок 2, сильфон 3 в сопловую часть 6 входного патрубка, перекрытую по сечению обтекателем 12, который под давлением жидкости смещается за счет деформации пружинящих секторов 11. Жидкость поступает в торообразную оболочку 9 и через лучевые вырезы 10 проливается на верхнюю тарелку 14 дополнительной поверхности растекания и через переточные окна 15 на нижнюю тарелку 13 с последующим выходом через выходной патрубок жидкости 4. Выделившийся газ выходит из дегазатора через патрубок выхода газа 5. The flow of degassed liquid passes through the inlet pipe 2, the bellows 3 into the nozzle part 6 of the inlet pipe, which is blocked off over the cowling 12, which is displaced under the pressure of the liquid due to deformation of the spring sectors 11. The liquid enters the toroidal shell 9 and spills through the beam cutouts 10 onto the upper plate 14 of the additional spreading surface and through transfer windows 15 to the lower plate 13 with subsequent exit through the liquid outlet 4. The gas released from the degasser through the gas outlet 5.

При проходе жидкости через продольные разрезы 7 возникают кавитационные воздействия на струи жидкости с выделением пузырьков растворенного газа и одновременно возникают колебания консольных элементов 8, каждый из которых вибрирует с собственной частотой из-за различной длины. Этот широкий набор колебаний инициирует резонансные колебания сопловой части 6, что усиливает процесс дегазации. Одновременно набор колебаний (в том числе и выделенная резонансная частота) передается на торообразную упругую оболочку 9, которая, также колеблясь с собственной частотой, входит в резонанс и передает колебания на обтекатель 12, нижнюю 13 и верхнюю 14 тарелки дополнительной поверхности растекания. Перечисленные конструктивные элементы резонируют с инициированием кавитации также при протекании жидкости в раскрываемый кольцевой зазор между сопловой частью 6 и обтекателем 12. Одновременно торообразная оболочка производит акустическую обработку жидкости, поступающей из продольных разрезов 7 и по обтекателю из сопловой части. Выделившийся газ отводится в патрубок выхода газа 5. When the liquid passes through the longitudinal sections 7, cavitation effects on the liquid jets with the release of bubbles of dissolved gas arise and at the same time oscillations of the cantilever elements 8 arise, each of which vibrates at its own frequency due to different lengths. This wide range of oscillations initiates resonant vibrations of the nozzle portion 6, which enhances the degassing process. At the same time, a set of oscillations (including the selected resonant frequency) is transmitted to a toroidal elastic shell 9, which, also oscillating with its own frequency, enters the resonance and transmits the oscillations to the fairing 12, lower 13 and upper 14 plates of the additional spreading surface. The listed structural elements resonate with the initiation of cavitation also when the fluid flows into the open annular gap between the nozzle part 6 and the cowling 12. At the same time, the toroidal shell performs acoustic processing of the fluid coming from longitudinal sections 7 and along the cowling from the nozzle part. The released gas is discharged into the gas outlet 5.

Упругая торообразная оболочка 9 с помощью пружинящих секторов 11 позволяет автоматически обеспечивать поддержание оптимального истечения жидкости через продольные разрезы 7 для постоянного вибрирования консольных элементов 8 при снижении расхода жидкости. Расход снижается - обтекатель прижимается больше к сопловой части, поток через продольные разрезы остается прежним. И обратный порядок - при увеличении расходных параметров потока дегазируемой жидкости. The elastic toroidal shell 9 with the help of spring sectors 11 allows you to automatically maintain optimal flow of fluid through the longitudinal sections 7 for constant vibration of the cantilever elements 8 while reducing fluid flow. Consumption is reduced - the cowl is pressed more to the nozzle part, the flow through the longitudinal sections remains the same. And the reverse order is with an increase in the flow parameters of the degassed liquid flow.

Дегазатор позволяет повысить уровень дегазации жидкости, использовать вибрационно-акустическую обработку жидкости без специальных акустических источников с дополнительным энергоподводом, а за счет энергии движения самой жидкости, позволяет эффективно вести дегазацию при изменении расходных параметров потока, что повышает технологичность использования дегазатора. The degasser allows you to increase the level of degassing of the liquid, use vibration-acoustic treatment of the liquid without special acoustic sources with additional energy supply, and due to the energy of movement of the liquid itself, it allows effective degassing when the flow rate parameters change, which increases the manufacturability of using the degasser.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1282861, B 01 D 19/00, БИ N 2, 1987.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1282861, B 01 D 19/00, BI N 2, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР N 1159589, B 01 D 19/00, БИ N 21, 1985. 2. USSR author's certificate N 1159589, B 01 D 19/00, BI N 21, 1985.

3. Авторское свидетельство СССР N 1311752, B 01 D 19/00, БИ N 19, 1987. 3. USSR author's certificate N 1311752, B 01 D 19/00, BI N 19, 1987.

Claims

1. A liquid degasser comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a gas outlet nozzle, an acoustic emitter, a fairing, characterized in that the nozzle part of the inlet nozzle is made with cuts, and the acoustic emitter is made in the form of a toroidal elastic shell, perforated in the lower part and attached to the nozzle part of the inlet pipe and to the fairing.

2. The degasser according to claim 1, characterized in that the sections of the nozzle part of the inlet pipe are made longitudinal with different lengths.

3. The degasser according to claim 1, characterized in that the fairing is made conical and provided with an additional spreading surface in the form of plates.

4. The degasser according to claim 1, characterized in that the lower part of the toroidal shell is perforated by beam cuts with the formation of spring sectors.

5. The degasser according to claim 1, characterized in that the nozzle portion of the inlet pipe is connected to the inlet pipe through a bellows.

6. The degasser according to claim 3, characterized in that the plates of the additional spreading surface are connected to form an internal cavity, and the upper plate in the peripheral part is perforated with the formation of overflow windows.