Устройство для смешивания газа с жидкостью

 

Использование: аппараты для проведения массообменных процессов в системах жидкость-газ, где требуется создание интенсивного перемешивания. Сущность: устройство для смешивания газа с жидкостью содержит рабочий сосуд, фильтр с закрепленными на нем лопатками, вибропривод, содержащий шток, подшипник и эксцентрик, а также элементы для подвода и отвода газа и жидкости. Жидкость подается в рабочий сосуд через гибкий фитиль. Дренаж ее осуществляется через патрубок. Интенсификация процесса смешивания осуществляется за счет создания сложного движения фильтра. 2 ил.

Изобретение относится к аппаратам с перемешивающими устройствами, а именно к устройству аппаратов для проведения массообменных процессов в системах газ-жидкость, газ-твердое тело-жидкость, и может найти применение в устройствах, использующих интенсивное перемешивание фаз.

Известно устройство для смешивания газа с жидкостью, содержащее герметичный рабочий сосуд, шток, соединенный с виброприводом, перемешивающий орган, закрепленный на штоке, систему элементов для подачи и отвода жидкости и газа.

Недостатком этого устройства является тот факт, что процесс смешивания недостаточно эффективен из-за малой поверхности контакта жидкость-газ.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в интенсификации процесса смешивания жидкости и газа путем одновременного возвратно-поступательного и вращательного движения фильтра, на котором происходит контакт и смешивание фаз.

Это достигается тем, что в устройстве для смешивания газа с жидкостью, содержащем герметичный рабочий сосуд, шток, соединенный с виброприводом, перемешивающий орган, закрепленный на штоке, систему элементов для подачи и отвода жидкости и газа, перемешивающий орган выполнен в виде фильтра с закрепленными на нем лопатками, шток разделен на две части, соединенные подшипником качения, система подачи жидкости снабжена уровнемером и электромагнитным клапаном, элемент подачи жидкости выполнен в виде гибкого фитиля, а элемент подачи газа в виде сопла, при этом расстояние между лопатками, расположенными над соплом, и соплом превышает максимальную амплитуду возвратно-поступательных движений фильтра. Лопатки, закрепленные на фильтре, воспринимают кинетическую энергию потока газа, тем самым, обеспечивая, кроме возвратно-поступательного, вращательное движение фильтра.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

В рабочем сосуде 1 расположен пористый фильтр 2 с закрепленными на нем лопатками 3. Фильтр жестко соединен со штоком 4, который жестко установлен во внутреннюю обечайку подшипника качения 5. Внешняя обечайка подшипника соединена с эксцентриком 6, который в свою очередь контактирует с виброприводом 7. Жидкость на фильтр подается через гибкий фитиль 8 и электромагнитный клапан 9, включение, отключение которого происходит по команде от уровнемера 10. Дренаж насыщенной газом жидкости осуществляется через патрубок 11. Газ под фильтр подается через подводящий патрубок, заканчивающийся соплом 12. Отбор газа осуществляется через отборник 13 газа.

Уровень жидкости должен покрывать нижнюю кромку фильтра при достижении им верхнего положения в процессе вибрации во избежание проскока газа между фильтром и поверхностью жидкости. Это достигается установкой уровнемера в комплекте с клапаном ЭМК.

Работа устройства заключается в следующем.

Жидкость через электромагнитный клапан 9, гибкий фитиль 8 подается на фильтр 2, тем самым за счет капиллярных сил происходит равномерное насыщение фильтра жидкостью. Кроме этого, жидкость, стекая из фильтра, достигает в рабочем сосуде 1 необходимого уровня, т.е. превышает нижнюю кромку фильтра на величину, превышающую максимальную амплитуду вибрации. Затем на фильтр подается возвратно-поступательное движение от вибратора 7, через шток 4, подшипник 5 и эксцентрик 6. Одновременно подается газ из сопла 12 под избыточным давлением, передавая свою кинетическую энергию на лопатки 3, создавая тем самым вращательное движение фильтра.

В результате этого создается сложное движение фильтра, вызывающее полное обволакивание пор фильтра жидкостью и газом. Кроме этого, капельки жидкости, отрываясь от поверхности фильтра, создают мелкодисперсный туман, который контактирует с газом. Таким образом, происходит интенсивное смешивание жидкости с газом.

Фитиль свободно лежит на фильтре, вибрируя вместе с ним. Жидкость является смазочным материалом между фильтром и фитилем при вращении. Пористый фильтр выполнен из спеченного порошка (например, из нержавеющей стали, латуни) и имеет гидравлическое сопротивление, измеряемое сотыми долями мм вод.ст.

Данное устройство позволяет интенсифицировать процесс смешивания за счет увеличения контакта жидкость-газ и за счет контакта мелкодисперсных капель жидкости и газа.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ, содержащее герметичный рабочий сосуд, шток, соединенный с виброприводом, перемешивающий орган, закрепленный на штоке, систему элементов для подачи и отвода жидкости и газа, отличающееся тем, что перемешивающий орган выполнен в виде пористого фильтра с закрепленными на нем лопатками, шток разделен на две части, соединенные подшипником качения, система подачи жидкости снабжена уровнемером и электромагнитным клапаном, элемент подачи жидкости выполнен в виде гибкого фитиля, а элемент подачи газа в виде сопла, при этом расстояние между лопатками, расположенными над соплом, и соплом превышает максимальную амплитуду возвратно-поступательного движения фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2