SU1708384A1

SU1708384A1 - Deaerators

Info

Publication number: SU1708384A1
Application number: SU874335250A
Authority: SU
Inventors: Леонид Михайлович Седлов; Анатолий Иосифович Пантюхин; Борис Николаевич Шульга; Юрий Алексеевич Стерхов
Original assignee: Удмуртский государственный университет им.50-летия СССР
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности дл деаэрации жидких сред повы- 'шенной в зкости, в частности дл удалени пузырьков воздуха или другого газа. Целью изобретени вл етс повышение произво- длительности деаэратора при работе с жидкими средами повышенной в зкости. Акустический деаэратор жидких сред содержит корпус, пер1вичные источники упругих колебаний, полость дл промежуточной жидкости и вторичный источник. Деаэратор снабжен устройством дл вывода газов, выполненным в виде смонтированных своим основанием на общей платформе отводов. Каждый элемент располагаетс над соответствующим первичным источником, причем в направлении от основани к вершине эле' мент состоит из трех частей, перва из которых выполнена цилиндрической, втора ^ - в виде усеченного конуса, треть - цилиндрической, перфорированной. При этом на платформе между элементами дй вывода газов выполнены отверсти . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.^0N^ .ёThe invention relates to acoustic process equipment and can be used in the chemical industry to deaerate liquids of increased viscosity, in particular, to remove air bubbles or other gas. The aim of the invention is to increase the productivity of the deaerator when working with viscous liquid media. The acoustic fluid deaerator comprises a housing, primary sources of elastic waves, a cavity for the intermediate fluid, and a secondary source. The deaerator is equipped with a device for the withdrawal of gases, made in the form of outlets mounted on its base on a common platform. Each element is located above the corresponding primary source, and in the direction from the base to the top, the element consists of three parts, the first of which is cylindrical, the second ^ is in the form of a truncated cone, and the third is cylindrical, perforated. At the same time, holes are made on the platform between the elements of the gas output. 1 Cpf-ly, 1 il. ^ 0N ^ .ё

Description

Изобретение относитс к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности дл деаэрации жидких сред повышенной в зкости, в частности дл удалени пузырьков воздуха или другого газа.The invention relates to acoustic process equipment and can be used in the chemical industry to deaerate high viscosity liquid media, in particular, to remove air bubbles or other gas.

. Цель изобретени - повышение производительности .. The purpose of the invention is to increase productivity.

На чертеже представлен акустический деаэратор, вертикальный продольный разрез . The drawing shows an acoustic deaerator, a vertical longitudinal section.

: Деаэратор содержит .основание 1 деаэратора , к которому через эластичную герметизирующую прокладку 2 присоединена с: The deaerator contains. Basis 1 of the deaerator, to which it is connected with an elastic sealing gasket 2 through

помощью винтов.или шпилек 3 пластина 4, на которой посредством эластичных уплотнительных элементов 5 установлены один за другим, например, дев ть пьезокерамических ультразвуковых преобразователей 6, выполн ющих функций первичных акустических источников. Над первичными акустическими источниками выполнена полость7, с промежуточной жидкостью, ограниченна с боков основанием деаэратора, а сверху на рассто нии 10-16 мм - вторичным акустическим источником 8, выполненным в виде пластины из нержавеющей стали толщиной 0,8-1,5 мм. Вторичный акустический источник установлен через акустически разв зывающие эластичные прокладки 9. Над вторичным источником через эластичные прокладки установлено основание 10 корпуса деаэратора, на котором смонтирован составной корпус деаэратора, обр1азованный внутренней стенкой 11 и наружной стенкой 12, между которыми помещен звукопоглотитель 13 (шумопоглотитель), например , ультрасупертонкое волокно. На основании корпуса деаэрато{ра размещена платформа 14, на которой смонтированы своим основанием цилиндро-конические отводы 15 дл активного вывода газов так. что каждый отвод расположен над соответствующим первичным источником. Отводы 15 в направлении от основани к верщине состо т из 3 частей. Перва из них выполнена цилиндрической.,Ее диаметр несколько превышает диаметр излучающей поверхности первичного источника, т.е. составл ет примерно ВО мм. Высота цилиндрической поверхности составл ет 5-10 мм. Цилиндрическа часть предназначена дл фиксировани участка рабочей среды, дл отделени сло рабочей среды, поступающего к потребителю, от всего полного объема среды в деаэраторе. Втора часть элемента, предназначенна дл сближени пузырьков, выполнена в виде, обратного усеченного конуса с углом при эершине примерно 60° Конус заканчиваетс на диаметре 25-30 мм. Далее идет цилиндрическа перфорированна часть до вь1соты, составл ющей в сумме с двум первыми част ми 200-300 мм. Эта часть предназначена дл интенсивного вывода пузыр ков. Цилиндрическа часть по образующей снабжена отверсти ми диаметром 3-5 мм, обща площадь которых составл ет 30-50% общей площади цилиндрической поверхности. На платформе между, отводами 15 выполнены отверсти 16 диаметром 5-10 мм, расположенные один за другим поперек платформы с незначительным промежутком 3-5 мм или сплошное щелевое отверстие шириной 5--10 мм. Сверху на корпусе деаэратора установлена крышка 17, закрыва.юща рабочую емкость 18 деаэратора. Рабоча емкость деаэратора образована снизу вторичным акустическим источником, с боков - стенками корпуса, а сверху - крышкой деаэратора. Снизу к основанию деаэратора прикреплен звукозащитный кЬжух 19, через которыйпосредством уплотненного отверсти осуществлен подвод питани к первичным источникам. В основании корпуса деаэратора выполнены отверсти 20 и 1, соответственно дл подвода исходной и выводы деаэрированной среды.using screws or studs 3, a plate 4 on which, by means of elastic sealing elements 5, are installed one after the other, for example, nine piezoceramic ultrasonic transducers 6, which perform the functions of primary acoustic sources. A cavity 7 is made above the primary acoustic sources, with an intermediate fluid, bounded laterally by the base of the deaerator, and from above at a distance of 10-16 mm by the secondary acoustic source 8, made in the form of a stainless steel plate with a thickness of 0.8-1.5 mm. The secondary acoustic source is installed through acoustically uncoupling elastic pads 9. A deaerator casing 10 is installed above the secondary source through elastic pads, on which is mounted a composite deaerator casing formed by the inner wall 11 and the outer wall 12, between which the silencer 13 is placed (silencer), for example , ultra thin fiber. On the basis of the deaerator body {platform 14 is placed, on which cylinder-conical taps 15 are mounted with its base for the active output of gases. that each tap is located above the corresponding primary source. The taps 15 in the direction from the base to the top consist of 3 parts. The first of them is cylindrical. Its diameter is somewhat larger than the diameter of the radiating surface of the primary source, i.e. is approximately BO mm. The height of the cylindrical surface is 5-10 mm. The cylindrical part is intended for fixing a section of the working medium, for separating the layer of the working medium coming to the consumer, from the whole full volume of the medium in the deaerator. The second part of the element, designed to bring the bubbles closer, is made in the form of a reverse truncated cone with an angle at an aperture of about 60 °. The cone ends at a diameter of 25-30 mm. Next comes a cylindrical perforated part up to a height that makes up 200-300 mm in total with the first two parts. This part is intended for intensive discharge of bubbles. The cylindrical part along the generatrix is provided with holes 3-5 mm in diameter, the total area of which is 30-50% of the total area of the cylindrical surface. On the platform between, the outlets 15 are made holes 16 with a diameter of 5-10 mm, arranged one after the other across the platform with an insignificant interval of 3-5 mm or a continuous slot opening 5--10 mm wide. A lid 17 is installed on top of the deaerator housing, closing the working capacity 18 of the deaerator. The working capacity of the deaerator is formed from below by a secondary acoustic source, from the sides — by the walls of the housing, and from above — by the cover of the deaerator. From the bottom, a sound protective shield 19 is attached to the base of the deaerator, through which a power supply to the primary sources is made through the sealed hole. At the base of the deaerator body, holes 20 and 1 are made, respectively, for supplying the initial and deaerated medium outputs.

Акустический деаэратор работает,следующим образом.Acoustic deaerator works as follows.

При включении первичных акустических источников б, в частности ультраЗвуковых преобразователей, колебани от них распростран ютс через промежуточную согласующую среду в полости 7 и вторичный источник колебаний 8 в рабочую среду. Рабоча исходна среда, содержаща газ вWhen switching on the primary acoustic sources b, in particular ultra sonic transducers, oscillations from them propagate through the intermediate matching medium in the cavity 7 and the secondary source of oscillations 8 into the working medium. The working medium containing the gas in

виде пузырьков,поступает в деаэратор через отверсти е 2С,проходит над вторичным источником под платформой 14, деаэрируетс в результате воздействи акустического пол и поступает без пузырьков к потребителюin the form of bubbles, enters the deaerator through the openings 2C, passes over the secondary source under the platform 14, is deaerated as a result of exposure to an acoustic floor and flows without bubbles to the consumer

через отверстие 21. Основна часть энергии в рабочую среду передаетс по месту расположени первичных источников, и воздействие пол на среду имеет здесь определ ющее значение. От вторичного источника над первичными в рабочую среду излучаетс акустическое радиационное давление и устанавливаютс а1|сустические потоки, которые создают соответствующие силы на пузырьки, действующие в направленииthrough the opening 21. The main part of the energy is transferred to the working environment at the location of the primary sources, and the effect of the floor on the environment is of decisive importance here. Acoustic radiation pressure is emitted from the secondary source over the primary sources into the working medium and a1 | acoustic flow is established, which creates corresponding forces on the bubbles acting in the direction of

всплыти и выталкивают их из нижних слоев потока жидкости по цилиндрической части отводов 15 со скоростью на 1-2 пор дка выше обычной скорости всплыти . Если в зкость среды высока, то даже существенноascend and push them out of the lower layers of the fluid flow along the cylindrical part of the taps 15 at a speed 1-2 times higher than the usual speed of ascent. If the viscosity of the medium is high, then even significantly

увеличенна в ближней зоне от вторичного источника (на 1-2 пор дка) скорость незначительна и не обеспечивает высокой производитель ности процесса деаэрации, поскольку пузырьки из нижних слоев не.успевают подн тьс и поток нельз быстро подавать к потребителю.Кроме того, скорость резко падает в направлении всплыти , так как снижаетс акустическое воздействие из-за большого поглощени энергии вthe speed increased in the near zone from the secondary source (by 1-2 orders of magnitude) is insignificant and does not provide a high performance of the deaeration process, since bubbles from the lower layers fail to rise and the flow cannot be quickly delivered to the consumer. In addition, the speed drops sharply in the direction of ascent, since the acoustic impact is reduced due to the high energy absorption in

в зкой среде, а сопротивление всплытию достаточно велико. В предлагаемом деаэраторе этот недостаток устранен. Под действием акустического пол в устройстве дл вывода газов возникает насосный эффект иin a viscous environment, and ascent resistance is large enough. In the proposed deaerator, this disadvantage is eliminated. Under the action of the acoustic field in the device for the output of gases, a pumping effect occurs and

устанавливаетс поток жидкой среды снизу вверх. Скорость подъема потока увеличивает скорость всплыти , котора была до по влени , этого эффекта, суммиру сь с ней. Кроме того на конических участках пузырьки быстро сближаютс друг с другом, т.к. уменьшаютс сечени . По мере сближени пузырьков обратно пропорционально квадрату рассто ни увеличиваетс акустиче ока сила Бьекнеса,. обеспечивающа a fluid flow is established from bottom to top. The rate of rise of the stream increases the rate of ascent, which was before the appearance of this effect, adding to it. In addition, in the conical sections, the bubbles rapidly approach each other, since sections are reduced. As the bubbles approach each other in inverse proportion to the square of the distance, the Bjeknes force increases acoustically. providing

прит жение и сли ние пузырьков.attraction and merging of bubbles.

Сли ние пузырьков приводит к росту их радиусов, что, в свою очередь, еще увеличивает силу Вьекнеса,и интенсифицирует сли ние пузырьков. У выросших по размерам пузырьков увеличиваетс сила всплыти .The coalescence of the bubbles leads to an increase in their radii, which, in turn, further increases the strength of the Vieknes and intensifies the coalescence of the bubbles. For bubbles that have grown in size, the power to ascend increases.

Claims

Claim

1. An acoustic deaerator containing a housing, inside which primary and secondary sources of elastic vibrations are located with the formation of a cavity for the intermediate fluid between them, which consists in the fact that, in order to increase the performance of the deaerator, it is equipped with a device for removing gases in the form of fixed on the platform above the secondary source, opposite each primary source of taps of three parts, the lower of which is cylindrical, the middle is conical, and the upper is perforated.

2. The deaerator according to claim 1, characterized in that the holes are made between the taps in the platform.

Ssssr

I corrector T. Paly