Вихревая камера для взаимодействия газа и жидкости

 

Сущность изобретения: поступающая через тангенциальный входной патрубок жидкость закручивается внутри корпуса 1 вихревой камеры. Одновременно R коллектор 3 нагнетается газ, который барботирует через отверстия;: 8 и под воздействием центробежных сил движется к оси вращения жидкости. Образование и рост газового пузырька происходят в застойной зоне за перегородкой 9, что позволяет получить стабильные по размерам пузырьки, а следовательно, и площадь межфазной поверхности..Повышение технологичности конструкции вихревой камеры достигается выполнением перегородок в виде кольцевой вставки, изогнутой из сплошной полосы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ E Н Н ОЕ ПАТЕ НТН ОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ С ССР) (21) 4876652/26 (22) 23.10.90 (46) 07.05.93. Бюл. 1" 17 (71) Киевский технологический инсти тут пищевой промышленности (72) А.С.Дудко, С.К.Данильченко, В.А.Анистратенко и С.Н.PDHBH (56) 1. Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов.

М.: Пищевая промышленность, 1960, 528 с.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 623571, кл. В 01 J 10/00, 1978. (54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА И > <ИДКОСТИ (57) Сущность изобретения; поступаю„„QJ „„1813472 А1 (5()5 В 01 D 3/32, В 04 С 5/12 щая через тангенциальный входной патрубок жидкость закручивается внутри корпуса 1 вихревой камеры. Одновременно в коллектор 3 нагнетается газ, который барботирует через отверстия>:

8 и под воздействием центробежных сил движется к оси вращения жидкости. Образование и рост газового пузырька происходят в застойной зоне за перегородкой 9, что позволяет получить стабильные по размерам пузырьки, а следовательно, и площадь межФазной поверхности.,Повышение технологичности конструкции вихревой камеры достигается выполнением перегородок в виде кольцевой вставки, изогнутой из сплошной полосы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1813472

Изобретение относится к аппаратам для проведения процессов массообмена в системе жидкость-газ и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других смежных отраслях промышленности.

Известны газожидкостные массообменные аппараты, в которых взаимодействие компонентов происходит во вращающемся потоке смеси. В частности, в сахарной промышленности применяется сатуратор (1), включающий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный устройствами подачи дефекованного сока и вывода отгазованного сока. В нижнюю часть корпуса тангенциально вдувается газ, благодаря чему сок вовлекается во вращательное движение. Однако вместо упорядоченно- о го вращательного движения сокогазовой смеси в сатураторе устанавлйвается режим струйного восхождения сатурационного газа через слой сока. Такой режим характеризуется неравномер- 25 ным распределением газа в обьеме сока и относительно малой поверхностью массопередачи, Недостатки в организации в аппарате гидродинамического реВ жима массообменного процесса обуслав- ЗО ливают низкий коэффициент утилизации сатурационного газа, что снижает эф-, фективность работы сатуратора в целом.

Известен аппарат для насыщения жидкостей газами (2), включающий перфорированный корпус с патрубком для подачи жидкости, тангенциально вмонтированным в его верхней части и обечайку для подвода газа.

В указанном устройстве площадь межфазной поверхности, определяющая эффективность процесса массообмена, зависит от расхода жидкости, так как размер пузырьков зависит от степени крутки потока. Поэтому незначительные изменения расхода жидкости вызывают изменения количества газа, перешедшего в жидкость, и соответственно концентрации выходного раствора. Для многих химических и других процессов это нежелательно и является недостатком рассматриваемой конструкции, Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет снижения чувствительности к колебаниям расхода жидкости.

Вихревая камера для взаимодействия газа и жидкости содержит перфорированный корпус с тангенциально вмонтированным патрубком для подачи жидкости и обечайку для подвода газа.

Согласно изобретению вихревая камера снабжена радиальными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности корпуса между отверстиями, при этом высота перегородок больше диаметра отверстий. Перегородки могут быть выполнены в виде пластин.

В целях повышения технологичности конструкции перегородки могут быть выполнены в виде кольцевой вставки, изогнутой из сплошной полосы.

Вихревая камера предлагаемой конструкции предназначена для проведения процесса массообмена между газом и жидкостью. Производительность камеры зависит от величины межфазной поверхности жидкости и газа, определяемой размерами диспергируемых в жидкость пузырьков газа.

Согласно имеющимся на сегодняшний день экспериментальным и теоретическим данным размер пузырьков, образующихся при вдувании газа во вращающуюся жидкость,.определяется интенсивностью вращения. Это обьясняется тем, что отрывной диаметр газового пузырь ка, в частности, зависит от скорости набегающего потока жидкости. Установка радиальных перегородок приводит к образованию застойных зон в жидкости над отверстиями перфорации. В этом случае размер отрывающегося пузырька будет определяться, главным образом, диаметром отверстия перфорации и не будет зависеть AT крутки потока, которая пропорциональна расходу жидкости, то есть будет иметь место стабилизация межфазной поверхности.

На фиг, 1 изображена вихревая камера, продольный разрез; на фиг. 2сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3то же, с перегородками в виде кольцевой вставки.

Вихревая камера включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциально вмонтированным патрубком 2 подачи жидкости и коллектором

3 для подвода газа. С торцов камера закрыта крышкой ч с выходным газовым патрубком 5 и днищем 6 со сливным патрубком 7. Нижняя часть корпуса вихревой камеры выполнены перфориро- . ванной, а между отверстиями 8 перфорации по окружности установлены радиально направленные перегородки 9.

5 1813472 б

Перегородки могут быть выполнены в на выходе из вихревой камеры при ковиде пластин либо в виде кольцевой лебаниях расхода жидкости. вставки 10, изогнутой из сплошной

Формула изобретения

Вихревая камера работает следую5 щим образом.

Жидкость по патрубку 2 тангенциально подается в камеру, где закру- qp чивается, одновременно в коллектор 3 нагнетается газ, который барботирует через отверстия 8 и в виде пузырьков движется под воздействием центробежных сил к оси вращения. Образование 15 и рост пузырька происходят в области, ограниченной от воздействия набегающего потока жидкости перегородкой 9, что позволяет получить стабильные по размерам пузырьки, а следовательно, 20 и площадь межфазной поверхности. По мере приближения к оси вращения происходит сепарация газоиидкостной сме-. си.Прореагировавшая; жидкость сливается через патрубок 7, а отработанный 25. газ отводится через патрубок 5.

Преимуществом изобретения по сравнению с прототипом является постоянство концентрации растворенного газа . 39

1. Вихревая камера для взаимодеи ствия газа и жидкости, содержащая перфорированный корпус с тангенциально вмонтированным патрубком для подачи жидкости и обечайку для подвода газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности .работы вихревой камеры за счет снижения чувствительности к колебаниям расхода жидкости, она снабжена радиальными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности корriyca между отверстиями, при этом высота перегородок больше диаметра отверстий.

2. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что перегородки выполнены в виде пластин.

3. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения технологичности конструкции, перегородки выполнены в виде кольцевой вставки, изогнутой из сплошной полосы.

1813472

Составитель А.Дудко

Техред М.Моргентал Корректор М.Куль

Редактор З.Хорина ф

Заказ 1797 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101