Устройство для отделения жидкой или газообразной компоненты из вещества

 

Использование: в технологических процессах по разделению веществ методом вакуумирования в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит вакуумную камеру, газожидкостной вакуумный насос, соединенный газоводом с вакуумной камерой, и емкость для подачи активной текучей среды. Дополнительно устройство снабжено клапаном с полостями низкого и высокого давления и импеллером, расположенными в газоводе и гидравлически связанными между собой. При этом объем импеллера выполнен большим объема полости низкого давления клапана, а импеллер может быть выполнен в виде центробежной вихревой камеры. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологическим процессам по разделению веществ методов вакуумирования и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например металлургической, химической, пищевой и других.

Известно устройство для отделения жидкой компоненты из вещества, содержащее камеру для размещения вещества, струйный насос, соединенный с камерой, и емкость для подачи активной текучей среды в струйный насос.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность и недостаточная надежность.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения обратного впрыска в вакуумную камеру активной текучей среды.

Указанная задача решается за счет того, что известное устройство для отделения жидкой или газообразной компоненты из вещества, содержащее вакуумную камеру для размещения вещества, газожидкостный вакуумный насос, соединенный с камерой газоводом, и емкость для подачи активной текучей среды, дополнительно снабжено клапаном с полостями высокого и низкого давления и импеллером, расположенными в газоводе, при этом входная часть импеллера гидравлически соединена с выходной частью клапана, а выходная часть импеллера гидравлически соединена с полостью низкого давления клапана, причем объем импеллера выполнен большим объема полости низкого давления клапана. Для повышения надежности устройства путем исключения вращающихся узлов, а также сокращения его габаритов, импеллер выполнен в виде центробежной вихревой камеры.

Введение в устройство клапана и импеллера как единого конструктивного узла позволяет повысить надежность работы устройства путем исключения обратного впрыска в вакуумную камеру активной текучей среды. Превышение объема импеллера над объемом полости низкого давления клапана позволяет осуществить закрытие клапана до поступления активной текучей среды на выход клапана.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

На чертеже использованы следующие обозначения: 1 вакуумная камера, 2 газожидкостной вакуумный насос, 3 емкость для подачи активной текучей среды, 4 газовод, 5 клапан, 6 импеллер, 7 - камера задержки импеллера, 8 тангенциальные каналы импеллера, 9 поршень клапана, 10 уплотнительные кольца, 11 полость высокого давления клапана,12 полость низкого давления клапана, 13 пружина, 14 выходная часть импеллера, 15 выходная часть клапана, 16 входная часть импеллера, 17 - входная часть клапана.

Предлагаемое устройство состоит из вакуумной камеры 1 для размещения вещества, из которого извлекают отделяемую компоненту (на чертеже вещество не показано), газожидкостного вакуумного насоса 2, емкости 3 для подачи активной текучей среды, газовода 4, соединяющего камеру 1 и насос 2. В газоводе 4 размещен клапан 5 и импеллер 6 с камерой задержки 7 и тангенциальными каналами 8. Клапан 5 снабжен подвижным поршнем 9 с уплотнительными кольцами 10 и имеет полость высокого давления 11, соединенную с атмосферой, и полость низкого давления 12 с размещенной в ней пружиной 13, гидравлически соединенную с выходной частью 14 импеллера 6. Выходная часть 15 клапана 5 гидравлически соединена с входной частью 16 импеллера 6, а входная часть 17 клапана 5 через газовод 4 гидравлически соединена с камерой 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В вакуумную камеру 1 помещают обрабатываемое вещество. Емкость 3 заполняется активной текучей средой, соответствующей отделяемой из вещества компоненте. При включении газожидкостного вакуумного насоса 2, соединенного с емкостью 3, в камере 1 создается разрежение и происходит испарение отделяемой из вещества компоненты с последующей ее конденсацией в активной текучей среде, в качестве которой используют эту же компоненту. Одновременно с камерой 1 разрежение создается в газоводе 4, полостях импеллера 6 и полости низкого давления 12 клапана 5. При этом нормально закрытый под действием пружины 13 клапан перемещается в сторону полости низкого давления 12 под действием давления соединенной с атмосферой камеры высокого давления 11. По истечении времени, необходимого для удаления испарившейся под действием вакуума компоненты из камеры 1, происходит отключение насоса 2. Газожидкостная смесь под действием атмосферного давления устремляется в газовод 4. По заполнении полости низкого давления 12 давление в камерах 12 и 11 клапана выравнивается, и поршень 9 под действием пружины 13 запирает входную часть 17 клапана 5. При этом благодаря установке в газоводе импеллера 6 парогазовая смесь, проходя через тангенциальные каналы 8, под действием центробежных сил накапливается в камере задержки 7 импеллера. За счет превышения объема камеры 7 импеллера объема полости низкого давления 12 клапана, парогазовая смесь начинает поступать в выходную часть 15 клапана после перекрытия его входной части 17.

При несанкционированном включении насоса происходит тот же процесс срабатывания клапана, что исключает обратный впрыск активной текучей среды в вакуумную камеру.

Проведенные экспериментальные исследования опытного образца предлагаемого устройства подтвердили повышение надежности его работы.

Устройство готовится к серийному изготовлению. В настоящее время производится разработка конструкторской документации на данное устройство.

Формула изобретения

1. Устройство для отделения жидкой или газообразной компоненты из вещества, содержащее вакуумную камеру для размещения вещества, газожидкостный вакуумный насос, соединенный газоводом с вакуумной камерой, и емкость для подачи активной текучей среды, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено клапаном с полостями высокого и низкого давления и импеллером, расположенными в газоводе, при этом входная часть импеллера гидравлически соединена с выходной частью клапана, а выходная часть гидравлически соединена с полостью низкого давления клапана, причем объем импеллера выполнен большим объема полости низкого давления клапана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что импеллер выполнен в виде центробежной вихревой камеры.