SU878786A1 - Аппарат дл проведени массообменного процесса в системе жидкость-газ - Google Patents

Description

ным зазором между нижней периферийной кромкой рабочего колеса и внутренней новерхностыо днйща ем кости, отношение диаметра впускного отверсти  дл  газа к диаметру колеса составл ет 1,01-1,05, а отношение разности указанных днаметров к величине вертикального зазора между нижней иернфернйиой кромкой рабочего колеса и внутренней поверхностью днища емкости составл ет 0,4-2,0.

На фнг. 1 схематично изображен нредложенный аннарат, нродольиый разрез; на фиг. 2 - узел 1 фнг. 1.

Аинарат дл  нроведени  маесообменного нроцесса в системе жидкость - газ содержит емкость 1, имеющую в днище по центру круглое впускное отверстие 2 дл  газа, над которым но его геометрической оси установлено неремещивающее устройство , вынолненное в внде колеса 3 центробежного насоса, и днффузор 4. Колесо 3 установлено с вертнкальным зазором Яв между нижней нернфернйной кромкой рабочего колеса н внутренней поверхностью днища емкости.

Перемещнвающее устройство выполн ет одновременно функции динамнческого унлотнепи  внускного отверсти  2 но жидкости н аэратора. Диа,тетр DO отверсти  2 iipeBbiHiaeT диаметр DK колеса 3, поэтому между колесом 3 и днин.1,ем емкости 1 образуетс  горизонтальный кольцевой зазор дл  входа воздуха в емкость 1 на аэрацию.

Величнна этого горизонтального кольцевого зазора, онредел емого разностью радиусов отверсти  2 дл  входа газа и колеса 3, выбираетс  наименьшей, удобной дл  монтажа колеса 3. Обычно величина этого зазора, достаточна  дл  производства монтажных работ, составл ет 0,005-0,025 от диаметра неремещивающего устройства, т. е. отношение диаметра отверсти  2 дл  входа газа к диаметру рабочего колеса 3 должно быть в пределах 1,01-1,05. Велнчнна вертикального зазора /IB устанавливаетс  в зависимости от расхода воздуха и параметров колеса 3 и размеров аннарата. Дл  реальных систем нри величине аэрации 0,01-0,04 воздуха на кубический метр )абочего объема вертикальный зазор находитс  в пределах 0,005-0,125 от диаметра колеса 3, ири этом отношение разности диаметров отверсти  2 дл  входа газа н колеса 3 к вертикальному зазору между нижней нериферийной кромкой колеса н внутренней плоскостью днища емкости I составл ет 0,4-2,0. Колесо 3 жестко закреплено на валу 5 привода 6. Вал 5 имеет возможность осевого перемещени  и дл  этого вынолнен телескопическим, нричем диаметр его верхней части больше диаметра нижней. Привод 6 вала 5 установлен под емкостью 1.

Отверстие 2 снабжено сто ночным уплотнением дл  его герметизации в период пуска и остановки нривода. Сто ночное уплотнение вынолнено в виде горизонталь5 него диска 7 с радиальным сальннком 8 дл  уплотнени  верхней частн вала 4. Днск 7 снабж:ен механизмом 9 вертикального перемещени , который электр11чески сблокирован с приводом 6. 10 Величина кратчайшего рассто ни  / между кромкой отверсти  2 в днище емкости 1 аппарата и колесом 3 неремещивающего устройства зависит от типа и размера перемещивающего устройства, от скорости его вращени , от величины необходимого расхода газа на аэрацию н от стати, ческого давлени  жидкости у днища емкости 1. Этот зазор / условно разделен на горизонтальный зазор, определ емый разностью радиусов отверсти  дл  входа газа 2 и колеса 3, и вертикальный зазор /IB , образованный нижней периферийной кромкой колеса 3 и внутренней поверхностью днища емкости 1. Величина вертикального зазора /IB должна быть не меньше горизонтального .

Предлагаемый аппарат работает следующим образом. Перед заполнением емкости 1 диск 7 механизмом вертикального неремещени  9 прижат к днищу емкости 1 н герметизирует отверстие 2. В этом положенни диска 7 сальниковое унлотненне 8 находитс  на верхней утолщенной части вала 5 и уплотн ет его. Колесо 3 приво дитс  во вращение валом 5 привода 6 носле заполнени  емкости 1 жидкостью. Прн достижении номинальной скорости вращени  колеса 3 механизм 9 вертикального перемещени  отжимает диск 7 вниз и от крывает отверстие 2. При вращении колеса 3 создаетс  радиальный иоток жидкости . Вследствие действи  кинетической энергии этого потока между самим потоком и днищем емкости 1 образуетс  разрежение . Под действием разрежени  в кольцевой зазор между рабочим колесом 3 и днищем емкости 1 через отверстие 2 засасываетс  воздух, который смещиваетс  с радиальным потоком жидкости . Образовавшийс  газожидкостный ноток движетс  вверх но кольцевому пространству меледу стенкой емкости 1 и диффузором 4, и после сепарации газа жидс кость ностунает к всасывающей горловине рабочего колеса 3 через внутреннее пространство диффузора 4.

Необходимый расход воздуха на аэранию дл  заданного процесса устанавлива0 етс  выбором величины вертикального за- ора /IB путем переменгени  колеса 3 вместе с верхней частью телескопического вала 4 относительно его нижней части. Наличие отверсти  2, диаметр которого больще диаметра колеса 3, обуславливает минимальное аэродинамическое сопротивление , благодар  чему улучшаютс  услови  всасывани  воздуха и увеличиваетс  его удельный расход, так как на величину расхода у самовсасывающих мешалок большое вли ние оказывает аэродинамическое сопротивление воздуховода. Увеличение удельного расхода воздуха, смешиваюш,егос  с жидкостью в режиме эжекции у самого дна емкости 1 аппарата, увеличивает контактируюш.ую поверхность и ликвидирует мало аэрируемые зоны у дна аппарата и тем самым интенсифицирует процесс массообмена.

Вытеканию жидкости из емкости 1 через отверстие 2 преп тствует динамический напор радиального потока жидкости, создаваемый колесом 3. Величина напора значительно больше статического давлени  столба жидкости у дна емкости 1.

В период работы перемешивающего устройства радиальный сальник 8 находитс  на тонкой нижней части телескопического вала 5 и его не касаетс , что предохран ет сальник 8 от. износа и удлин ет срок его службы.

В случае плановой или аварийной остановки колеса 3 перемешивающего устройства механизм 9 вертикального перемещени  поднимает диск 7 и прижимает его к днищу, герметизиру  отверстие 2.

Таким образом, предлагаемый аппарат имеет меньшее аэродинамическое сопротивление на входе воздуха в емкость 1, по сравнению с известными, экономичнее их по расходу энергии на перемешивание и аэрацию на 5-7% и обеспечивает большую интенсивность массообмена между газовой и жидкой .фазами за счет увеличени  удельного расхода воздуха и за счет того, что его всасывание и перемешивание с жидкостью происходит в режиме эжекции у самого диа емкости 1.

Благодар  наличию отверсти  2 в днище монтаж рабочего колеса 3 упрощаетс .

и отпадает необходимость в установке подшипникового узла, а следовательно, и в трудоемкой работе по центровке вала в нем с высокой точностью.

Наличие сальникового уплотнени  8 в диске 6 обеспечивает его сохранность, так как это уплотнение работает только в период запуска и остановки привода, остальное же врем  сальниковое уплотнение находитс  вместе с диском 7 на более тонкой нижней части вала привода, не контактирует с ним и выключено из работы.

Claims (3)

1. Патент Англии 1221022, кл В 01 F 5/10, опублик. 1972.

2.Авторское свидетельство СССР Afb 579304, кл. С 12 В 1/10, опублик. 1977.

3.Патент ФРГ N« 1287035, кл. 6 а 15/03, опублик. 19GG (прототип).

:г±