SU1397059A1 - Устройство дл разрушени пены - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  разделени  газожидкостньк сред с пенной структурой и может быть использовано в микробиологической, химической, пищевой и других отрасл х промьшшенности. Целью изобрете- ни   вл етс  повышение эффективности процесса разрушени  пены при снижении металлоемкости устройств.а. Над сепарационной камерой 2 горизонтально с зазором 7 установлена коническа  перегородка 8, котора  образует с патрубком 9 отвода газа кольцевую щель 10 дл .подачи жидкости в сепара- ционную камеру. При этом над горизонтальной конической перегородкой 8 расположен патрубок 13 дл  подачи жидкости. Рабочее сечение насадка 3 снабжено V-образными вставками 11, равномерно расположенными по окружности . На конической отбойной тарелке 4, размещенной малым основанием вверх и соединенной с патрубком 9 отвода газа, выполнены прорези 5 с от- бортовкой 6. 7 ил. с (Л

Description

со

;О

s4

о сд

со

1

Изобретение относитс  к микробиологии , а именно к оборудованию дл  разрушени  газожидкостных сред с панной структурой, и может быть исполь- зовано также в технологических процессах и аппаратах пищевой, химической и других отрасл х промышленности

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса разрушени  пены за счет устранени  возможности повторного вспенивани  и снижение металлоемкости . . ,

На фиг. 1 изображено устройство

13

с

ю 70592

к о возрастает (примерно в 15 раз) за счет уменьшени  проходного сечени . Под действием кинетической энергии газового потока и резкого изменени  направлени  движени  газожидкостной смеси происходит частичное разрушение пены.

После прохождени  зазора 7 пена попадает в сужающую зону, образованную внешней поверхностью насадка 3 и внутренней поверхностью сепарацион- ной камерой 2, 3 верхней части этой зоны скорость движени  пенной фазы снижаетс  по сравнению со скоростью

дп  разрушени  пены; на фиг. 2 - раз-}5 в сечении зазора 7 вследствие увели35

рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - расположение вставок в сечении насадок; на фиг. -5 - разрез В-В на фиг. 4; ; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4; на 20 фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 3.

Устройство дл  разрушени  пены включает цилиндрический корпус 1 с установленной соосно внутри него сепарационной камерой 2, снабженной 25 насадком 3 и отбойной тарелкой 4, поверхность которой перфорирована прорез ми 5 с отбортовкой 6. Над се- парацИонной камерой с образованием зазора 7 установлена коническа  ЗО перегородка 8. В верхней части устройства расположен патрубок 9 дл  отвода газа, который образует с конической перегородкой кольцевую щель 10. В зазоре между насадком 3 и внутренней поверхностью сепарационной камеры 2 равномерно расположены вставки 11 V-образной формы. В нижней части устройства расположены патрубки дл  подвода пены 12 и отвода жидкости 13 с гидрозатвором, а над конической перегородкой расположен патрубок 14 дл  подвода жидкости.

Устройство работает следуюшд1м образом .45

Образовавша с  в аппарате (не показан ) газожидкостна  смесь через патрубок 12 поступает в кольцевое пространство , образованное корпусом 1 и сепарационной камерой 2. Восход щее движение пены по данному пространству обеспечиваетс  газовым потоком , проход щим через аппарат и необходимым дл  проведени  технологического процесса. На данном участке происходит первичное обезвоживание пены. Далее пенньй поток попадает в кольцевой зазор 7 и совершает пово- рот на 90°, при этом скорость его рез

40

50

55

5

0

5 О

5

0

0

5

чени  сечени .По мере движени  пены по сужающемус  каналу скорость потока увеличиваетс  и достигает максимального значени  пор дка 50-70 м/с непосредст- ; венно в кольцевом рабочем сечении насадка . При этом происходит резкое падение давлени  в пузырьках пены,которые де- - формируютс  как за счет градиента дав- . лени ,так и вследствие возникающих-ка- сательных напр жений при трении о поверхности насадка 3 и сепарационной камеры 2, а также о соседние наклонные поверхности вставок 11, которые креп тс , например, при помощи свар ки к внутренней поверхности сепарационной камеры 2 и внешней поверхности насадка 3, что приводит к разрыву пленок между пузырьками и разрушению пены.

Отделенна  жидкость оттесн етс  потоком газа к стенке камеры 2, по которой стелсает вниз в виде пленки. При дальнейшем движении разделенных потоков в расшир ющейс  части кольцевой щели насадка 3 происходит частичное восстановление статического давлени  газа. Мидка   пленка стекает в кольцевой зазор, образованный отбойной тарелкой 4 и внутренней поверхностью сепарационной камеры 2.

Надежность работы устройства, а именно предотвращение повторного вспенивани , обеспечиваетс  подачей жидкости в устройство посредством патрубка 14 и далее в полость сепарационной камеры 2 через кольцевую щель 10, образованную патрубком 9 дл  отвода газа и конической перегородкой 8, а также наличием на отбойной тарелке 4 прорезей 5 с отбортовкой 6. Жидкость, подводима  к устройству по патрубку 14, пройд  кольцевую щель 10, попадает в сепарационную камеру и, стека  по виеи;ней поверх

ности патрубка 9 и частично по внутренней поверхности насадка 3, попадает на наклонную поверхность отбойной тарелки 4. При возможном проскоке некоторого объема неразрушенной пены она, контактиру  с жидкостью на наклонной поверхности отбойной тарелки 4, увлажн етс , структура ее становитс  менее устойчивой, что и приводит к ее полному разрушению.

Кроме того, добавление жидкости (воды) к жидкостному потоку, образовавшемус  при разрушении пены в рабочем сечении насадка 3, приводит к снижению его вспениваемости при кон- та.кте с газом за счет резкого снижен концентрации в нем микроорганизмов. Снижению возможности вспенивани  спо собствует также полное устранение контакта газа и жидкости на поверхности отбойной тарелки 4 за счет наличи  на ее поверхности прорезей 5 с отбортовой 6, Газ проходит через сечение прорезей по принципу наименьшего сопротивлени , а жидкость стекает к периферии тарелки 4. Отбортовка 6 преп тствует контакту фаз непосредственно в сечении прорезей 5, а также снижает унос жидкости из устройства в виде капель. Далее жидкость, собирающа с  на отбойной тарелке 4, стекает с нее через щель, образованную тарелкой 4 и внутренней поверхностью сепарационной камеры 2. Поток газа, пройд  отбойную тарелку 4, попадает в полость сепарационной камеры 2, мен ет направление движени  и выходит из устройства через патрубок 9. Взвешенные в газе капли жидкости вследствие инерционного зф- фекта, возникающего при повороте потока , осаждаютс  в нижней части камеры 2 и, соедин  сь с основным потоком жидкости, вывод тс  из аппарата через патрубок 13, который дл  предотвращени  попадани  газа в полость камеры 2 оборудован гидрозатвором .

Размещение конической перегородки над сепарационной камерой с зазором, образующей с патрубком отвода газа кольцевую щель, интенсифицирует процесс разрушени  пены также за счет создани  градиента скорости и давлени  пенного потока при его движении к рабочему сечению насадка.

Наличие в сечении насадка равномерно расположенных по окружности

0

5

5

о

0

5

0

5

0

5

вставок V-образной формы значительно интенсифицирует процесс разрушени  пены за счет увеличени  поверхности трени  пены с ограничивающими и на- правл ющими поверхност ми в рабочем кольцевом сечении насадка.

Кроме этого, наличие вставок позвол ет оптимизировать конструкцию устройства на стадии его проектировани , так как при определенном расходе газовой составл ющей пены возможно достижение требуемой скорости в сечении насадка при различных его диаметрах . Выбор оптимального диаметра рабочего сечени  насадка, а вместе с ним и устройства в целом зависит от габаритов аппарата, дп  которого предназначаетс  устройство. Так, например , при расходе газовой составл ющей пены, равном 2400 , и ширине кольцевого сечени  насадка 0,015 м оптимальным диаметром с конструктивной точки зрени   вл етс  1,0 м. В этом случае достижение не- .обходимой скорости потока 50 м/с обеспечиваетс  установкой 24 вставок с размером ,095 м (см. фиг.5). Кроме того, установка вставок в неко- торьк случа х позвол ет выбрать оптимальную скорость пенного потока в кольцевом сечении, образованном корпусом устройства и сепарационной камерой .

Подача в полость сепарационной камеры жидкости, например технологической воды, необходимой в процессе выращивани  микроорганизмов, повышает интенсивность процесса разрушени  пены, предотвраща  возможность повторного вспенивани  за счет резкого снижени  концентрации микроорганизмов в жидкостном потоке, образовавшемс  после разрушени  пены, а также позвол ет совместить процесс разрушени  пены, с процессом мокрой очистки отход щих газов, что исключает необходимость использовани  дл  этой цели дополнительного оборудовани . I

Перфораци  с отбортовкой, выполненна  на отбойной тарелке, позвол ет достичь максимального разделени  потоков жидкости и газа, образовав- шихс  после разрушени  пены за счет того, что газ будет проходить через прорези в тарелке по пути наименьше- го сопротивлени , а жидкость стекает по ней к периферии. Отбортовка в этом случае преп тствует контакту

фаз в зоне прорезей и помимо содействи  эффекту разделени  фаз, а вследствие этого и устранению возможности повторного вспенивани , значительно снижает количество жидкости, уносимой из устройства с газовЬтм потоком в виде капель.

Соединение отбойной тареллси с патрубком дп  отвода газа и размещение ее малым основанием вверх конструктивно обеспечивает устранение возможности повторного вспенивани  за счет того, что жидкостньм поток, не скаплива сь на поверхности отбойной тарелки, свободно стекает с ее наклонной поверхности в виде тонкой пленки, не образу  застойных зон, в которых при контакте с потоком газа возможно повторное вспенивание.

Устранение из конструкции устройства перфорированной обечайки и на- пра1вл к)щих экранов значительно снижает ее металлоемкость в сравнении с известным устройством.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  разрушени  пены, включающее цилиндрический корпус, сепарационную камеру с расположенными внутри нее насадком и конической отбойной тарелкой, патрубки подвода и отвода пены, газа и жидкости, о Т - личающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса

   разрушени  пены за счет устранени  повторного вспенивани  и снижени  металлоемкости, оно снабжено конической перегородкой, размещенной над сепарационной камерой с зазором и образующей с патрубком дл  отвода газа кольцевую щель дл  подачи жидкости в сепарационную камеру, вставками V-образной формы, равномерно расположенными в рабочем сечении насадка, патрубком дл  подвода жидкости, размещенным над конической перегородкой, при этом коническа  отбойна  тарелка расположена малым основанием вверх,

   соединена с патрубком дл  отвода газа и выполнена с перфорацией с от бор- товкой.

   Фиг.2

   5-5

   В-В

   Фил. 5

   Фи8.6

   А2А.