SU709107A1 - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Description

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам для процессов взаимодействия газ (пар) - жидкость и может применяться, например, для процессов абсорбции, ректификации и других, а также в химической, пищевой и других отраслях промышленности .

Известен аппарат для взаимодействия, например, газа (пара) и жидкости, содержащий лопасти осевого вентилятора [1].

Известен аппарат, содержащий центральный вал, на котором укреплены центробежные лопатки [2].

Известен аппарат, в котором имеются вращающиеся лопатки [3] для сепарации жидкости.

У всех этих аппаратов процессы теплообмена недостаточно эффективны и производительны из-за ограничения стока жидкости, так как сток осуществляется под действием силы гравитации и в большинстве случаев при сливе газ движется противотоком[Л1

Недостаточная эффективность процессов теплообмена объясняется малой поверхностью контакта фаз, отсутствием колебаний газа, жидкости, кави- _ тации в жидкости, наличием мертвых зон в аппарате.

Известен аппарат, корпус, которого 5 снабжен генераторами магнитного поля и на тарелках которого расположены ферромагнитные частицы.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, располоjq женные в нем неподвижные тарелки с переливными устройствами и ротор, снабженный лопастями; каждая лопасть выполнена в виде расположенных одна над другой двух наклонных пластин, _ верхняя из которых наклонена к стен¹ кам корпуса, а нижняя - в сторону ротора.

В известных аппаратах не создаются ультразвуковые колебания, что снижает эффективность движения фаз.

Цель изобретения - интенсифицировать процесс путем обеспечения ультразвуковых колебаний и увеличения зо ны контакта фаз.

Предлагаемый аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвиж ные тарелки с центральными переливными патрубками и ротор в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой. лопатками, об3 выпол10 прос разующими щели для прохода фаз, снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным к внутренним стенкам корпуса, верхняя часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижняя часть расположена над нижележащей лопаткой.

Целесообразно вышележащую лопатку выполнить в виде осевого вентилятора, а нижележащую лопатку выполнить в виде центробежного вентилятора; снаружи корпуса по его высоте установить генераторы магнитного поля, а на тарелках расположить ферромагнитные и неферромагнитные частицы, ферромагнитные частицы нить продолговатыми.

На фиг. 1 изображен аппарат, дольный разрез; на фиг. 2 - вид торца лопаток (сплошные стрелки ток жидкости, пунктирные - ток газа).

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из немагнитного материала, например нержавеющей стали, стекла; керамики, пластмассы, снабженный генераторами 2 вращающихся магнитных полей, например статорами асинхронных электродвигателей. Внутри корпуса установлен перфорированный цилиндр 3, перфорация которого представляет собой продольные пазы, перфорированные тарелки 4 с переливным патрубком 5, верхняя цилиндрическая часть которого, лежащая над тарелкой, выполнена перфорированной, например, с продольными пазами. На центральном валу 6 укреплены диски 7, которые прикрывают верхний торец переливного патрубка. На дисках расположены лопатки 8 в виде центробежного вентилятора, а над ними лопатки 9 в виде осевого вентилятора. Верхняя часть нижних центробежных лопаток 8 и нижняя часть верхних осевых лопаток 9 образуют сливные желоба 10. На тарелках помещены ферромагнитные частицы круглой и продолговатой формы, т.е. отношение длины частиц к их диаметру более 3, и неферромагнитные частицы круглой или продолговатой формы из стекла, керамики, пластмассы, цветных металлов или нержавеющих сталей. Перфорация переливного патрубка и тарелки выбирает^' такой, чтобы не провалились и не проскакивали частицы. Переливной патрубок выполнен из ферромагнитного материала. Центр генераторов лучше всего располагать на высоты расстояния между тарелкой и низом лопастей.

Цилиндр 3 и тарелка выполнена из неферромагнитного материала.

Аппарат работает следующим образом.

Газ в аппарат подают снизу, а жидкость сверху. Вращающееся магнитное поле генераторов 2 воздействует на ферромагнитные частицы, которые вра- 65 вдаются вокруг своей оси симметрии и движутся по окружности.

Центральный вал 6 вращается совместно с дисками 7, центробежными 8 и осевыми 9 лопатками. Газ, проходя через отверстия тарелок 4, заставляет ’’кипеть'' неферромагнитные частицы и стекающую по тарелке жидкость и, взаимодействуя с вращающимися ферромагнитными частицами, движется по спирали вверх, создавая во всем объеме газожидкостную эмульсию. Проходя центробежные лопатки 8, газожидкостная эмульсия сепарируется, и по желобу 10 жидкость сливается на перфорированный цилиндр 3.

Лопатки 9 осевого вентилятора компенсируют потерю давления газа на тарелке. Кроме основного спирально-вертикального потока, газ циркулирует между соседними тарелками, т.е. благодаря лопаткам центробежного вентилятора газ засасывается совместно с жидкостью через пазы переливного-патрубка 5 и поступает в верхнюю часть нижележащей тарелки, с которой осевым вентилятором отбрасывается на выпележащую тарелку.

Жидкость, поступившая с потоком газа через переливной патрубок на диск 7 и лопатки 8 нижележащей тарелки, под действием центробежной силы их и потока газа течет по лопаткам к периферии и под напором вертикального потока газа стекает в желоб 10, с которого струя жидкости по касательной ударяется о цилиндр 3. Закрученный поток жидкости с большой скоростью стекает по спирали вниз, при проходе продольных пазов цилиндра 3 в потоке жидкости возникают ультразвуковые колебания и соответственно кавитационные процессы. Частицы, соударяясь друг с другом и с пазами цилиндра, создают различные колебания газа и жидкости .

Вследствие поступления газожидкостной эмульсии на лопатки центробежного вентилятора часть жидкости циркулирует на тарелке.

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к тепдомассообменным аппаратам дл  процессов взаимодействи  газ (пар) - жидкость и может примен тьс , например дл  процессов абсорбции, ректификации и других, а также в химической , пищевой и других отрасл х промышленности . Известен аппарат дл  взаимодейст ви , например, газа (пара) и жидкос ти, содержащий лопасти осевого вентил тора 1 . Известен аппарат, содержащий центральный вал, на котором укреплены центробежные лопатки 2. Известен аппарат, в котором имеютс  вращающиес  лопатки 3 дл  се парации жидкости. У всех этих аппаратов процессы теплообмена недостаточно эффективны и производительны из-за ограничени  стока жидкости, так как сток осуществл етс  под действием силы гравитации и в большинстве случаев при сливе газ движетс  противотокомГ. Недостаточна  эффективность проц сов теплообмена объ сн етс  малой поверхностью контакта фаз, отсутствием колебаний газа, жидкости, кави тации в жидкости, наличием мертвых зон в аппарате. Известен аппарат, корпус, которого снабжен генераторами магнитного пол  и на тарелках которого расположены ферромагнитные частицы. Известен тепломассообменный аппарат , содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с переливными устройствами и ротор, снабженный лопаст ми; кажда  лопасть выполнена в виде расположенных одна над другой двух наклонных пластин, верхн   из которых наклонена к стенкам корпуса, а нижн   - в сторону ротора. В известных аппаратах не создаютс  ультразвуковые колебани , что снижает эффективность движени  фаз. Цель изобретени  - интенсифицировать процесс путем обеспечени  ультразвуковых колебаний и увеличени  зоны контакта фаз. Предлагаемый аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротор в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой-лопатками, образующими щели дл  прохода фаз, снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным к внутренним стенкам корпуса, верхн   часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной , а нижн   часть расположена над нижележащей лопаткой. Целесообразно вышележащую лопатку выполнить в виде осевого вентил тора , а нижележащую лопатку выполнить в виде центробежного вентил тора; снаружи корпуса по его высоте установить генераторы магнитного пол , а на тарелках расположит ферромагнитные и неферромагнитные частицы, ферромагнитные частицы вып нить продолговатыми, На фиг. 1 изображен аппарат, про дольный разрез; на фиг. 2 - вид с торца лопаток (сплошные стрелки ток жидкости, пунктирные - ток газа Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из немагнитного матеоиала, например неожавеюще стали, стекла; керамики, пластмассы снабженный генераторами 2 впагцаюпих с  магнитных полей, например статорами асинхронных электродвигателей. Внутри корпуса установлен перфориро ванный цилиндр 3, перфораци  которо го представл ет собой продольные пазы, перфорированные тарелки 4 с переливным патрубком 5, верхн   цилиндрическа  часть которого, лежаща  над тареЛкой, выполнена перфори рованной, например, с продольными пазами. На центральном валу 6 укреп лены диски 7, которые прикрывают верхний торец переливного патрубка. На дисках расположены гопатки 8 в виде центробежного вентил тора, а над НЙГ.1И лопатки 9 в виде осевого вентил тора. Верхн   часть нижних дентрсбежных лопаток 8 и нижн   час верхних осевых лопаток 9 образуют сливные желоба 10. На тарелках поме щены ферромагнитные частицы кругло и продолговатой формы, т.е. отношение длины частиц к их диаметру более 3, и неферромагнитные частицы круглой или продолговатой формы из стекла, керамики, пластмассы, цветных металлов или нержавеющих сталей Перфораци  переливного патрубка и т релки выбирает такой, чтобы не пр валились и не проскакивали частицы. Переливной патрубок выполнен из фе ромагнитного материала. Центр генератогров лучше всего располагать на - - - высоты рассто ни  между тарел кой и низом лопастей. Цилиндр 3 и тарелка выполнена из неферромагнитного материала. Аппарат работает следующим образом .. Газ в аппарат подают снизу, а жидкость сверху. Вращающеес  магнит поле генераторов 2 воздействует на ферромагнитные частицы, которые вра щаютс  вокруг своей оси симметрии и движутс  по окружности. Центральный вал 6 вращаетс  совместно с дисками 7, центробежными 8 и осевыми 9 лопатками. Газ, проход  через отверсти  таоелок 4, заставл ет: кипеть неферромагнитные частицы и стекающую по тарелке жидкость и, взаимодейству  с вращающимис  ферромагнитными частицами, движетс  по спирали вверх, создава  во всем объеме газожидкостную эмульсию. Проход  центробежные лопатки 8, газожидкостна  эмульси  сепарируетс , и по желобу 10 жидкость сливаетс  на перфорированный цилиндр 3. Лопатки 9 осевого вентил тора компенсируют потерю давлени  газа на тарелке. Кроме основного спираль-но-вертикального потока, газ циркулирует между соседними тарелками, т.е. благодар  лопаткам центробежного вентил тора газ засасываетс  совместно с жидкостью через пазы переливного-патрубка 5 и поступает в верхнюю часть нижележащей тарелки , с которой осевым вентил тором отбрасываетс  на вьлиележащую тарелку . Жидкость, поступивша  с потоком газа через переливной патрубок на диск 7 и лопатки 8 нижележащей тарелки , под действием центробежной силы их и потока газа течет по лопаткам к периферии и под напором вертикального потока газа стекает в желоб 10, с которого стру  жидкости по касательной удар етс  о цилиндр 3. Закрученный поток жидкости с большой СКОРОСТЬЮ стекает по спирали вниз, при проходе продольных пазов цилиндра 3 в потоке жидкости возниксцот ультразвуковые колебани  и соответственно кавитационные процессы . Частицы, соудар  сь друг с другом и с пазами цилиндра, создают различные колебани  газа и жидкости , Вследствие поступлени  газожидкостной эмульсии на лопатки центробежного вентил тора часть жидкости циркулирует на тарелке. Формула изобретени  1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротоо в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой лопатками , образующими щели дл  прохода фаз, отличающий с   тем, что, с целью интенсификации процесса путем обеспечени  ультразвуковых колебаний и увеличени  зоны контакта фаз, он снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным

   К внутренним стенкам корпуса, верхн   часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижн   часть расположена над нижележащей лопаткой.
2. 2.Аппарат по п. 1,отличающ и и с   тем, что, вышележаща  лопатка выполнена в виде осевого вентил тора , а нижележаща  лопатка - в виде центробежного вентил тора.
3. 3.Аппарат попп. 1и2, отл ичающийс  тем, что он снабжен .установленными снаружи корпуса по его высоте генераторами магнитного пол  и расположенными на тарелках ферромагнитными и неферромагнитными частицами.
4. 4. Аппарат по пп, 1-3, отличающийс  тем, что ферромагнитные частицы выполнены продолговатыми .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР 76513, кл. В 01 D 3/30, 1952.

   2.Авторское свидетельство СССР

   0 W 192750, кл. В 01 D 3/30, 1969.

   3.Авторское свидетельство СССР 222325, кл. В 01 D 3/30, 1970.

   4.Авторское свидетельство СССР ( 429826, кл. В 01 D 3/30, 1973

   1 (. ппатотипУ.

   ;:

   иг.г