Устройство для мойки и сепарации пены



 

Изобретение относится к устройствам для разрушения пены и может быть использовано в микробиологической, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство включает камеру с внутренней полостью и каналом, закрепленную неподвижно, и крыльчатку, расположенную под камерой. Нижняя часть камеры имеет осесимметричное валу конусное отверстие и выступ с острой кромкой, обращенный в сторону крыльчатки. Крыльчатка выполнена в виде диска, закрепленного на валу, на диске установлены лопатки, которые имеют вырез, повторяющий форму выступа нижней части камеры, и расположенные с зазором относительно выступа. Камера выполнена вихревой с тангенциальным каналом. Зазор между валом и верхней торцевой стенкой камеры в несколько раз меньше высоты внутренней полости камеры. Ширина кольцевого зазора между валом и нижней частью камеры превышает высоту внутренней полости камеры. Выступ образован коническим соплом, угол при кромке выступа меньше или равен 90o. Устройство просто в эксплуатации, обслуживании, эффективно предотвращает выход пены из емкости и имеет двойное назначение: кроме сепарации пены его используют после завершения процесса для мойки внутренних частей аппарата, в котором осуществлялся процесс. Это все приводит к уменьшению количества необходимых узлов в составе технологического аппарата, повышению его надежности и облегчению обслуживания. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для разрушения пены и может быть использовано в микробиологической, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для дегазации жидкостей и разрушения пен (Авт. свид. СССР 1452543, МПК В 01 D 19/02, 1989), включающее вакуумную емкость с вытяжной трубой, в которой установлена вытяжная крыльчатка, ротором, установленным под крыльчаткой на одной оси с ней и имеющим тарелку. Ротор выполнен многоступенчатым в виде концентричных колец V-образного профиля с лопатками внутри профиля, на тарелке и на последней ступени ротора и с лопатками, соединяющими концентричные кольца, при этом устройство снабжено цилиндрическими экранами, установленными коаксиально над кольцами и выполненными с шероховатой поверхностью, а направление лопаток совпадает с направлением лопаток вытяжной крыльчатки.

Однако устройство малоэффективно и практически не пригодно для борьбы с обильной и стойкой пеной в замкнутом сосуде, так как изначально конструировалось для дегазации проточной жидкости.

Известен механический пеногаситель (Авт. свид. СССР 1152612, МПК В 01 D 19/02, 1985), состоящий из вертикального полого вала с двумя изолированными полостями, одна из которых открыта с торца и размещенных на валу втулок с коническими тарелками и ребрами, пространство между которыми соединено каналами с полостями вала, полости вала расположены соосно, верхняя тарелка выполнена с отверстиями у вершины, втулка между двумя верхними тарелками выполнена сплошной, а втулка между двумя нижними тарелками выполнена с отверстиями, сообщающимися с нижней полостью вала. Ребра между двумя верхними тарелками выполнены с выступами, размещенными в отверстиях верхней тарелки, причем поверхности выступов, обращенные к набегающему потоку, выполнены шероховатыми.

Недостатком пеногасителя является то, что устройство сложно в эксплуатации и изготовлении, часто выходит из строя из-за износа уплотнения вала. Кроме того, оно не может качественно решить проблему борьбы со стойкой и быстро образующейся при кипении пеной по причине наличия подвижного уплотнения вала.

Известен роторный пеногаситель (Авт. свид. СССР 1544456, МПК В 01 D 19/02, 1990), содержащий корпус с патрубком подачи пены и выходным патрубком, ротор, имеющий центробежное колесо с всасывающим патрубком, верхний и нижний диски. Всасывающий патрубок размещен в корпусе по оси колеса, а колесо закреплено верхним диском в основании корпуса и снабжено струнами, закрепленными над верхним диском касательно к всасывающему патрубку.

Пеногаситель также предназначен для обработки проточной вспененной жидкости и не пригоден для борьбы с пеной в замкнутом сосуде.

Наиболее близким техническим решением является устройство для гашения пены в герметичных аппаратах (Авт. свид. СССР 372255, МПК3 С 12 М 1/14, 1973), содержащее укрепленный на валу диск, патрубок для подачи пеногасителя на диск и трубопровод для отвода отработанных газов, с целью интенсификации процесса гашения, на крышке аппарата соосно с валом укреплена кольцевая перегородка с теплообменной рубашкой с образованием кольцевой камеры над диском и зазора между диском и перегородкой, при этом диаметр диска больше диаметра входного отверстия камеры.

Однако устройство малоэффективно для борьбы с пеной в кипящей жидкости и сложно по конструкции. В связи с этим его использование нецелесообразно в простых технологических аппаратах и при осуществлении процессов, связанных с кипением.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка устройства для мойки и сепарации пены, эффективно работающего при обработке кипящей и дающей обильную пену жидкости, простого и надежного в эксплуатации.

Поставленная задача решается с помощью устройства для мойки и сепарации пены, включающего камеру с внутренней полостью и каналом, закрепленную неподвижно, крыльчатку в виде диска, закрепленную на валу, расположенную под камерой, при этом нижняя часть камеры имеет осесимметричное валу отверстие, на диске крыльчатки установлены лопатки, осесимметричное валу отверстие нижней части камеры выполнено в виде конуса и имеет выступ с острой кромкой, обращенной в сторону крыльчатки.

Камера может быть выполнена как вихревая с тангенциальным подводящим каналом и осесимметричной или улиткообразной внутренней полостью.

Зазор между валом и верхней торцевой стенкой камеры предпочтительно в несколько раз меньше высоты внутренней полости камеры.

Для эффективной работы устройства ширина кольцевого отверстия, представленного как зазор между валом и нижней торцевой частью камеры, превышает высоту внутренней полости камеры.

Выступ на нижней торцевой части камеры выполняют предпочтительно в форме конического сопла, угол при кромке выступа меньше или равен 90o, что способствует надежной работе устройства.

Диск крыльчатки крепится на валу с помощью соосной втулки, на нем закреплено не менее трех лопаток, расположенных радиально или под углом, что способствует эффективной сепарации пены.

Устройство может применяться в составе технологических аппаратов, имеющих вал и предназначенных для обработки жидких смесей с помощью высокооборотных роторных инструментов (мешалок, смесителей, гомогенизаторов, диспергаторов и т.п.). В большинстве случаев это аппараты для обработки жидкости в емкости при атмосферном давлении. Применение устройства особенно целесообразно и эффективно при обработке кипящей или дающей обильную пену жидкости. Примерами таких жидкостей являются молоко и другие жидкости, обогащенные белком, растворы ПАВ, вязкие жидкости при кипении и другие.

Устройство предназначено также для предотвращения вытекания пены из емкости при осуществлении технологическою процесса в любой емкости и для мойки этой емкости после его завершения.

Предлагаемое устройство встраивается в технологический аппарат так, чтобы крыльчатка находилась внутри замкнутой емкости, в которой осуществляют обработку жидкости, сопровождающуюся образованием пены, а канал и отверстия в камере обеспечивали выход из емкости пара, а также подвод внутрь аппарата моющей жидкости. Устройство полностью предотвращает вытекание пены из емкости, надежно в работе, просто в эксплуатации. Предлагаемое устройство для мойки и сепарации пены лишено недостатков перечисленных выше аппаратов и имеет многофункциональное назначение, что приводит к уменьшению количества необходимых узлов технологического аппарата, повышению его надежности и упрощению обслуживания.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство представляет собой камеру 1 с входящим в нее каналом 2 (на чертеже представлена камера, выполненная в виде вихревой с тангенциальным каналом, и видно лишь его отверстие). В верхней 3 и нижней 4 торцевых стенках камера 1 имеет осевые отверстия 5 и 6, через которые проходит вал 7. Нижнее осевое отверстие 6 образует зазор между валом 7 и нижней торцевой стенкой камеры 4. На нижней торцевой стенке 4 выполнен выступ 8 с острой нижней кромкой 9. Под выступом 8 с небольшим зазором от него на валу 7 крепится крыльчатка 10. Крыльчатка приводится во вращение с помощью вала 7 и имеет сплошной и плотно прилегающий к валу диск 11 с прилегающими к нему сверху лопатками 12, ориентированными радиально, либо под углом. Предпочтительно устанавливают не менее трех лопаток. Лопатки 12 крыльчатки 10 имеют вырезы, при вращении приблизительно описывающие форму выступа 8. Таким образом, нижняя часть выступа 8 нижней торцевой стенки 4 камеры 1 оказывается как бы утопленной в лопатки 12 крыльчатки 10. При этом зазоры между лопаткой 12 и выступом 8 должны быть значительно меньше глубины h выреза в лопатке 12. Кроме того, должны выполняться следующие геометрические соотношения. Зазор между валом 7 и верхней торцевой стенкой 3 камеры 1 должен быть много меньше высоты H внутренней полости камеры 1 в прилегающей к валу 7 области. В свою очередь, минимальный зазор между валом 7 и нижней торцевой стенкой 4 камеры 1 должен быть больше Н. На чертеже выступ 8 выполнен в виде конического сопла, имеющего угол при кромке выступа меньше 90o.

Камера 1 может быть выполнена вихревой с улиткообразной или осесимметричной формой внутренней полости. При использовании вихревой камеры 1 канал 2 располагается тангенциально к ней, при другом исполнении камеры 1 ее форма и расположение канала 2 могут быть произвольны.

При включении в состав аппарата устройство может проектироваться и собираться из специально для него предназначенных частей, либо образовываться в результате сборки элементов конструкции, имеющих другое основное назначение. В составе технологического аппарата устройство должно монтироваться так, чтобы крыльчатка 10 находилась внутри рабочей емкости 13 (на чертеже показана схематично без привязки к масштабу), а канал 2 имел выход наружу этой емкости.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При обработке пенящейся жидкости, например, высокооборотным ротором (не показан), закрепленным также на валу 7, канал 2 соединяется с отводящей трубой или открывается в атмосферу, остальные отверстия в емкости 13 аппарата закрываются.

Образующаяся при работе аппарата пена при достижении устройства стремится выйти из емкости вместе с сопутствующим паром через зазор между валом 7 и нижней торцевой частью 4 камеры 1. Попадая на вращающиеся лопатки 12, пена разрушается и образует на них пленку жидкости, которая центробежной силой отбрасывается назад в емкость. Пар же беспрепятственно выходит из емкости. Диск 11 улучшает качество сепарации, так как препятствует вытеканию пены через приосевую область, где центробежное ускорение мало. Выступающая острая кромка 9 выступа 8 нижней торцевой стенки 4 камеры 1 снижает требования к зазорам и преграждает путь пристеночному потоку пены и пленки жидкости, увлекаемой выходящим паром, так как на острой кромке 9 выступа 8 происходит срыв пленки жидкости или ее пены либо образование капель с последующим их срывом. В результате жидкая фаза опять-таки оказывается на лопатках 12 и отбрасывается в емкость 13. Таким образом, устройство обеспечивает возможность избегать повышения давления в емкости 13 и работать с пенящимися и кипящими жидкостями без использования малоэффективных и быстро изнашивающихся уплотнений вала.

Работа устройства при мойке технологического аппарата поясняется на примере исполнения камеры 1 как вихревой, с тангенциальным каналом 2. При мойке емкость 13 соединяется с атмосферой, канал 2 соединяется с трубопроводом подачи моющей жидкости (на чертеже не показано), включается привод вала 7 и устройство работает следующим образом.

Моющая жидкость через тангенциальный канал 2 под давлением подается в камеру 1 вдоль ее боковой стенки. Благодаря наличию у жидкости углового момента относительно оси камеры 1 скорость жидкости по мере приближения к ней увеличивается, а давление понижается. Жидкость выходит из камеры 1 через зазор между валом и нижней торцевой стенкой 4 камеры 1, уже обладая значительной скоростью. Срываясь с острой кромки 9 выступа 8, она попадает на вращающиеся лопатки 12 и разбрасывается ими в стороны с образованием большого количества высокоскоростных брызг, что и обеспечивает моющий эффект.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы: - крыльчатка 10 приводилась во вращение до начала подачи моющей жидкости в камеру 1 и останавливалась только после прекращения подачи моющей жидкости; - жидкость в вихревой камере 1 вращалась в ту же сторону, что и крыльчатка 10; - выполнялись описанные выше геометрические соотношения для камеры 1 и крыльчатки 10; - линейная скорость вращения жидкости в зазоре не превышала линейной скорости вращения лопаток 12 на том же удалении от оси.

Все перечисленные условия в той или иной мере способствуют тому, чтобы в приосевой области камеры 1 всегда существовала воздушная полость. В этом случае жидкость не будет устремляться в зазор между валом 7 и верхней торцевой стенкой 3 камеры 1, и применение высококачественного уплотнения вала для защиты подшипников становится необязательным, и это является дополнительным положительным качеством заявляемого устройства. Таким образом, устройство просто в эксплуатации, обслуживании, эффективно предотвращает выход пены из емкости и имеет двойное назначение: кроме сепарации пены его используют после завершения процесса для мойки внутренних частей аппарата, в котором осуществлялся процесс. Это все приводит к уменьшению количества необходимых узлов в составе технологического аппарата, повышению его надежности и облегчению обслуживания.

Формула изобретения

1. Устройство для мойки и сепарации пены, включающее камеру с внутренней полостью и каналом, закрепленную неподвижно, крыльчатку в виде диска, закрепленную на валу, расположенную под камерой, при этом нижняя часть камеры имеет осесимметричное валу отверстие, отличающееся тем, что на диске крыльчатки установлены лопатки, осесимметричное валу отверстие нижней части камеры выполнено в виде конуса и имеет выступ с острой кромкой, обращенной в сторону крыльчатки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выполнена в виде вихревой камеры с тангенциальным каналом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор между валом и верхней торцевой стенкой камеры в несколько раз меньше высоты внутренней полости камеры.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ширина кольцевого зазора между валом и нижней частью камеры превышает высоту внутренней полости камеры.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выступ образован коническим соплом, угол при кромке выступа меньше или равен 90o.

РИСУНКИ

Рисунок 1

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): ЗАО "Холдинговая Катализаторная Компания"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ООО "Роджер"

Номер и год публикации бюллетеня: 12-2004

Договор № 18794 зарегистрирован 19.03.2004

Извещение опубликовано: 27.04.2004        

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Закрытое акционерное общество "Холдинговая Катализаторная Компания"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Индивидуальный предприниматель Макаренко Владимир Григорьевич

Договор № РД0010128 зарегистрирован 07.07.2006

Извещение опубликовано: 20.08.2006        БИ: 23/2006

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологиям гашения пен, в частности к технологиям электрофизического гашения пен

Изобретение относится к технологиям гашения пен, конкретно к электрофизическим способам гашения пен

Изобретение относится к способам осаждения пены и может быть использовано при очистке сточных и пищевых вод

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам, имеющим циркуляционную систему смазки

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при подготовке нефтей

Изобретение относится к устройствам для разрушения и может быть использовано , например, при работе флотаторов

Изобретение относится к области химии и нефтегаза, в частности к сепараторам для разделения жидкости и газа, например, в системе очистки газа от органических жидкостей, в частности при добыче и переработке природного газа

Изобретение относится к горной промышленности, а в частности к нефтегазодобывающей, и может быть использовано для гашения пены в аэрированных буровых растворах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для гашения пены в аэрированных буровых растворах

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологиям переработки сырья вакуум-выпарным методом
Изобретение относится к области обработки деталей резанием и содержит режущий элемент, привод для приведения в действие режущего элемента, вал, присоединенный к приводу и режущему элементу, пенообразующий аппарат, предназначенный для образования и направления пены через вал к границе резки, вакуумный аппарат, включающий кольцо, проходящее вокруг вала, окружающее границы резки и имеющее множество радиальных и аксиальных всасывающих каналов, источник вакуума, соединенный с упомянутыми каналами и устройство для преобразования пены в жидкость, содержащее несколько трубок, предназначенных для преобразования пены в жидкость при прохождении пены через них. Изобретение позволяет повысить качество обработки. 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к полимерной композиции пеногасителя. Описана композиция пеногасителя, содержащая 15-35% масс. акрилатного полимера, содержащего акрилатные мономеры следующей общей формулы: где R представляет собой водород, или линейную, или разветвленную алкильную группу, содержащую приблизительно от 1 до 18 атомов углерода и, необязательно, по меньшей мере, одну гидроксильную группу; 1-20 мол.% мономера (мет)акриловой кислоты в подходящем разбавителе, 30-70% масс. органического носителя, где органический носитель представляет собой полипропиленгликоль; 3-10% масс. добавок; и 5-25% масс. поверхностно-активного вещества. Описана композиция пеногасителя, содержащая 15-35% масс. метакрилатного полимера, содержащего метакрилатные мономеры следующей общей формулы: где R представляет собой водород или линейную, или разветвленную алкильную группу, содержащую приблизительно от 1 до 18 атомов углерода и, необязательно, по меньшей мере, одну гидроксильную группу; с 1-20 мол.% мономера метакриловой кислоты в подходящем разбавителе; 30-70% масс. органического носителя, где органический носитель представляет собой полипропиленгликоль; 3-10% масс. добавки; и 5-25% масс. поверхностно-активного вещества. Также описан способ снижения или предотвращения образования пены, включающий добавление указанных выше композиций пеногасителя до, во время или после образования указанной пены. Также описан способ получения указанных выше композиций пеногасителя. Технический результат - увеличение эффективности пеногашения. 6 н. и 24 з.п. ф-лы, 40 табл., 10 пр.

Изобретение относится к области устройств для отведения воды. Устройство содержит резервуар с силовым замыканием с цилиндром для самотека воды, имеющим впускное отверстие и выпускное отверстие. Впускное отверстие образует водосливной порог. Внутри цилиндра установлен соединенный с поплавком посредством направляющего штока дроссельный элемент. Дроссельный элемент в выпускном отверстии имеет фиксированный элемент и подвижный относительно фиксированного элемента элемент, соединенный с направляющим штоком. Между резервуаром с силовым замыканием и цилиндром для самотека воды расположены вертикальные щитки, демпфирующие закручивание воды. Резервуар с силовым замыканием имеет расположенный над водосливным порогом переливной выпуск. Обеспечивается минимальное образование пены. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способам выпаривания пенящихся растворов в установках концентрирования. Способ выпаривания пенящихся растворов в установках концентрирования, включающий подачу исходного раствора и греющего пара в выпарной аппарат с сепаратором, разделение в сепараторе концентрированного раствора и вторичного пара, вывод концентрированного раствора, конденсацию греющего и вторичного пара и ввод пара в сепаратор, при этом при появлении в сепараторе пены часть вторичного пара отбирают, нагревают, сжимают и возвращают в зону пенообразования сепаратора для разрушения пены. Технический результат - поддержание степени очистки конденсата вторичного пара на заданном расчетном уровне без снижения интенсивности кипения концентрируемых пенящихся растворов путем гашения (разрушения) пены при вспенивании перерабатываемых растворов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области технического обустройства нефтедобычи и предназначено, в частности, для разрушения пены с возможностью обеспечения поточных измерений количества и показателей качества скважинного флюида. В способе разрушения пены в процессе гравитационной сепарации газожидкостной смеси осуществляют подвод газожидкостной смеси в смесеприемную зону емкости, свободное стекание газожидкостной смеси в отстойную зону, отвод из емкости сепаратора жидкости и свободного газа, выделившегося из газожидкостной смеси и разрушенной пены. В смесеприемной зоне емкости создают пристенный ниспадающий поток дегазированной жидкости, принудительно отбираемой с жидкостного выхода сепаратора, а ввод газожидкостной смеси осуществляют открытым патрубком, размещенным в середине смесеприемной зоны. Образующаяся при этом пена увлекается потоком газожидкостной смеси по перегородке до встречи с пристенным потоком дегазированной жидкости, пузырьки пены преимущественно разрушаются пристенным потоком, а дальнейшее разрушение пены происходит в отстойной зоне, куда жидкость и остатки пены стекают через кольцевой зазор, и освободившийся газ выводят из верхней части емкости за пределы сепаратора. Сепаратор для реализации способа содержит емкость для гравитационной сепарации газожидкостной смеси, перегородку, установленную в емкости между смесеприемной и отстойной зонами с кольцевым зазором по стенке, патрубок для ввода газожидкостной смеси в сепаратор, размещенный над перегородкой. В корпусе смесеприемной части установлены тангенциально к его стенке штуцеры ввода дегазированной жидкости, перекачиваемой с жидкостного выхода сепаратора в его смесеприемную зону по трубопроводу возвратного контура. В перегородку, отделяющую отстойную зону от смесеприемной, встроены трубчатые каналы удаления свободного газа из отстойной зоны в смесеприемную зону по мере разрушения пузырьков пены. Изобретение позволяет активизировать разрушение пены, образующейся в смесеприемной зоне емкости, повысить эффективность процесса сепарации газожидкостной смеси и улучшить условия работы контрольно-измерительного оборудования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии гашения пен с помощью акустических колебаний и может быть применено при обеспечении работы технологических барботажных агрегатов, работа которых сопровождается образованием пены в процессе продува газами жидкой фазы, выделения газов в процессе необратимых химических реакций, разложения сложных соединений с образованием газовых компонентов, механического пенообразования. Устройство содержит технологическую емкость с жидкостью с пенным слоем и акустические излучатели в виде газоструйных излучателей. Газоструйные излучатели установлены на боковой поверхности технологической емкости с возможностью направления акустического излучения звукового диапазона к пенному слою. Газоструйные излучатели установлены на уровне выше максимально допустимой суммарной высоты столба жидкости и высоты пенного слоя, задаваемой технологическими параметрами устройства. При толщине пенного слоя до 30% от суммарной высоты столба жидкости и высоты пенного слоя мощность акустического излучения газоструйных излучателей составляет от 0,1 до 0,35 Вт/м3 объема пенного слоя, а частота акустического излучения составляет от 500 до 1000 Гц. При толщине пенного слоя от 30 до 80% от суммарной высоты столба жидкости и высоты пенного слоя мощность акустического излучения газоструйных излучателей составляет от 0,35 до 0,6 Вт/м3, а частота акустического излучения составляет от 100 до 500 Гц. Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эффективности гашения пены, упрощение технологии гашения пены, снижение затрат по обслуживанию технологических барботажных агрегатов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-03-19T17:57:08
Наверх