SU975048A1 - Массообменный аппарат - Google Patents

Description

(54) МАССООВМЕННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  насыщени  жидкости газами и может примен тьс  дл  аэрации водоемов , очистки сточных вод, в процессах сатурации.- .

Известно устройство дл  диспергировани  газа в жидкости, снабженное трубой с установленным в ней большим количеством турбинных «мешалок 1 З

Недостатками указанного устройства  вл ютс  значительные, энергозатраты , сложность конструкции и больша  металлоемкость.

Известен массообменный аппарат, содержащий герметичный корпус, установленные в нем рабочие шестерни, нагнетательный и всасывающие трубопроводы жидкости и газа и регулирующие вентили .

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что смешение газа с жидкостью происходит только в нагнетательном патрубке, в св зи с чем пузырьки газа получаютс  больших размеров, газ частично отслаиваетс  от жидкости и, как результат, низкий коэффициент массообмена,

Цель изобретени  - повьиение качества смешени .

Эта цель достигаетс  тем, что в массообменном аппарате, содержащем герметичный корпус, установленные в нем рабочие шестерни, нагнетательный и всасывающие трубопроводы жидкости и газа и регулирующие вентили, корпус снабжен размещенной перед шестерн ми смесительной камерой, соединенной со всасывающими трубопрово10 дами жидкости и газа и прерывателем потока газа, установленным после регулирующего вентил .

Прерыватель потока газа может быть выполнен в виде золотника или 15 в виде неподвижного перфорированного диска, размещенного в корпусе перед смесительной камерой, и расположенного соосно с ним перфорированного диска, вход щего в зацепление с од20 ной из рабочих шестерен.

На фиг.1 представлена схема предложенного аппарата; на фиг.2 - вариант выполнени  устройства, вид сбоку; на фиг,3 - разрез А-А на фиг.2,

25

Аппарат состоит из (герметически закрытого корпуса 1 с двум  рабочими шестерн ми 2, нагнетательного трубопровода 3, всасывающих трубопроводов 4 и 5 дл  жидкости и дл 

30 газа, регулирующего вентил  б, золотннкоэогопрер лвател  7, неподвижного перфорированного диска 8, Под .вижпый перфорированный диск 9, установленный непосредственно на корпусе 1, имебт на венчике зубь , модуль -которых такой же, как и модуль рабочих шестерен 2, Аппарат также имеет всасывающую полость 10 нагнетательную полость 11, Устройство работает следующим об-ч разом,. , . При вращении рабочих шестерен 2 во всасывающей полости 10 герметическизакрытого корпуса 1 создаетс  разр жение . Жидкость подсасываетс  через трубопровод 4, а газ - через трубопровод 5, причем количество подсасываемого газа регулируетс  вентилем 6. При этом жидкость и газ, попада  совместно в зону разр жени , создаваемую во всасывающей цолости 10, подв.ергают с  интенсивной турбулизации. При прохождении смеси жидкости и газа в  чейках шестерен происходит дополнительное дробление смеси, что продолжаетс  и в нагнетательной полости 11, до входа смеси в нагнетательный трубопровод 3« Установленный на трубопро воде 5 подсоса воздуха золотниковый прерыватель 7 создает импульсное поступление подсасываемого газа к месту смёциени  его с жидкостью. Такое же импульсное движение подсасываемого газа создаетс  с помощью установленних на корпус 1 перфорированных дисков 8 и 9. При этом диск 8 неподвижен а диск 9 приводитс  во вращение одной из рабочих шестерен 2. Когда отверсти  на дисках 8 и 9 совпадают, происходит подсос газа во всс1сывающую полость К) благодар  создашаемому там разр жению. Когда отверсти  на диска не совпадают, подсоса rasci не происходит . При работе средств, установленных на трубопроводе 5 подсоса воздуха, создаетс  импульсное движение подсасываемого газа, в результате чего во всасывающей полости возникают пульса ции разр жени , накладывающиес  на пузырьки газа в жидкости При этом пузырьки газа посто нно мен ют свой объем, то увеличива сь, то уменьша  сь, поверхностный слой на ник разру шаетс  и массообмен значительно возрастает . Частота накладываемых пульсаций 60-2000 Гц. Пример 1, Проводились опыты по определению размеров пузырьков га за в жидкости на выходе из предлагав мого и известного аппаратов. При это испытывались три конструкции; а)известный аппарат в котором жидкость и газ засасываютс  в две от дельные всасывающие полости; б)предлагаемый аппарат с золотни KOBtiM прерывателем на входе газа, в отором жидкость и газ подсасываютс  одну общую всасывающую полость, прием на трубопроводе подсоса газа усановлен золотниковый прерыватель, беспечивающий импульсное движение одсасываемого газа; в) предлагаемый аппарат с подвижным и неподвижным дисками на входе газа, обеспечивающими импульсное движение подсасываемого газа. В качестве рабочих жидкостей использовались вода, кашалотовый жир, раствор дивинилстирольного зластоплас-. тика в органическом растворителе,в качестве рабочего, газа - воздух. Результаты испытаний приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, на выходе из предлагаемого аппарата диаметр пузырьков воздуха в 3-4 раза меньше, чем на выходе из известного, а применение золотникового прерывател  или перфорированных дисков оказывает равноценное вли ние. Уменьшение диаметра пузырьков воздуха в жидкости ведет к увеличению поверхности контакта фаз и увеличению коэффициентамассообмена . Пример 2. Проводились сравнительные испытани  по насыщению воды кислородом воздуха с помощью моделей предлагаемого и известного аппаратов . Предлагаемый аппарат испытывалс  в двух вариантах: с золотниковым прерывателем на входе воздуха и перфорированными дисками. В качестве рабочих сред использовались вода и воздух. Испытываемые устройства конструктивно были выполнены из одинаковых шестеренчатЕЛХ насосов и отличсшись местом ввода всасывающих трубопроводов и наличием прерывателей на трубопроводе подсоса воздуха, обеспечивающего движение подсасываемого воздуха с частотой 1000 Гц. Испытываемые устройства по очереди присоедин лись к емкости 0,13 м. Вода в емкости деаэрировалась путем добавки сульфита натри . Содержание кислорода в воде умень-. шалось до О, З.абор воды осуществл лс  из емкости, вода засасывалась в испытываемое устройство, насыщалась кислородом воздуха и возвращалась в емкость. Содержание кислорода в воде замер ли по методу Винклера. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Предлагаемый массообменный аппарат по сравнению с известным позвол ет получить диаметр пузырьков газа в рабочей жидкости на выходе в 3-4 раза меньше, при этом коэффициент массообмена между жидкостью и газом увеличиваетс  в 1,4-2.раза.

о о

о f о

г

00

1Л

1Л

сч т

м

о

о

г

оо

1Л

1Л

1Л

I-I

о

1Л 1Л

|Л

Известный

Предлагаемый с перфорированными дисками на входе воздуха

С золотниковым прерыва:тепем на входе воэ ,духа

Claims (2)

1.Массообменный аппарат, содержащий герметичный корпус, установленные в нем рабочие шестерни, нагнетателвный и всасывающие трубопроводы жидкости и газа и регулирукндие вентили, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества смешени , корпус снабжен размеЕценной перед шестерн ми смесительной Камерой, соединенной со всасывающими тру бопроводами жидкости и пре1аавателем потока газа, установленным после регулирующего вентил .

2,Аппарат по п.1, отличающийс  тем, что прерыватель

Таблица 2

40

3000

20

40

3000.

40

3000

10

потока газа выполнен в виде золотника .

. 3. Аппарат по .п. 1, о т л и ч а ю . щ и и с   тем, что прерыватель потока газа выполнен .в виде неподвижного перфорированного диска, размещенного в корпусе перед смесительной камерой, и расположенного соосно с ним перфорированного диска, вход щего в зацепление с одной из рабочих шестерен.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.патент США I 3969446, кл. С 02 с i/10, 1978.

2.Патент США 2944487, кл. 418-15, 1965|.