Устройство для насыщения жидкости газом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 130226(21) 2324598/23-26

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 584883 ч

// . (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹

В 01 P 13/00

Гааудвратввнны% номнтвт

Совета Ынниатрав СССР оо двоим ива4рвтвннй н отирытнн (23) Приоритет (43) Опубликовано 2 1277,Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 15.12.77 (53) УДК 66. 069,82 (0BB.8) (72) Авторы О.А.Кремнев, А,А.Äîëèíñêèé, изобретения О. К. Шетанков и A.À. Корчинский

Специальное опытно-конструкторское бюро (71) Заявитель по интенсификации тепломассообменных процессов института технической теплофизики AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСЫЦЕПИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОВ1

Изобретение может найти применение в аппаратах химической, пищевой, биологической и других отраслях промышленности.

Известен аппарат для проведения процессов тепломассообмена между жидкостью и газом, содержащий корпус, мешалку с приводом и барботер (lf .

Этот аппарат имеет ряд недостатков. Для получения пузырьков газа малых размеров увеличивают поверхность контакта фаз и интенсифицируют тепломассообмен, уменьшают диаметр отверстий в барботере или применяют пористый материал для его стенок. Однако в этом случае резко возрастает гидравлическое сопротивление барботера, уменьшается его механическая прочность, отверстия или поры быстро забиваются или зарастают микроорганизмами. Кроме 20 того, пузырьки меньших размеров имеют менее подвижную поверхность раздела газ-жидкость и их поверхность быстро покрывается слоем ПАВ. На поверхности таких пузырьков после отрыва от барботера устанавливается пограничный слой, массообмен через который малоинтенсивен.

Спектр звукового поля при барботировании выглядит сплошным, так как 80 пузырьки. отрываются неодновременно, хаотично и имеют неодинаковые раэмеPbl „

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для насыщения жидкости газом, содержащее корпус, мешалку с приводом, установленный в гаэоподводящем патрубке барботер, выполненный в виде перфорированного диска и пульсатора (2).

Данное устройство размещается в днище или в стенке аппарата, поэтому практически невозможно исключить контакт его вращающихся частей с агрессивной барботируемой жидкостью, что приводит к усложнению конструкции уплотнения вала привода и к применению дефицитных антикоррозионных и антифрикционных материалов. В случае необходимости регулировки размеров газовых пузырьков и час1оты их отрыва изменяют амплитуды пульсаций давления газа, она может быть увеличена только при повышении давления газа в газовой магистрали, что часто невозможно по технологическим причинам, так как связано с уменьшением срока службы компрессоров.

Для интенсификации процессов тепломассообмена путем создания более интенсивных звуковых колебаний давления н устройстве для насыщения жидкости газом, содержащем корпус, мешалку с при5 водом и барботер, выполненный в ниде перфорированного диска и пульсатора, газоподводящий патрубок снабжен телескопической резонансной камерой, ðàñположенной между перфорированным дис- 0 ком и пульсатором.

Кроме того, резонансная камера снабжена резонатором, выполненным в виде цилиндра с поршнем.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий нид.

Оно содержит корпус 1, мешалку 2 с приводом 3, установленный в газоподводящем патрубке 4 барботер, выполненный в виде перфорированного диска 5 и пульсатора 6. Газоцодводящий патрубок снабжен телескопической резонансной камерой 7 с уплотнением 8 и резонатором 9, который выполнен н виде цилиндра 10 и поршня ll с уплотнением 12. 25

Пульсатор выполнен н виде камеры

13 с отверстиями 14, перфорированной перегородки 15, отделяемой от камеры

13 регулировочным кольцом 16, и диска 17 с отверстиями 18, соединенного 30 эластичной муфтой 19 с приводом 20.

Отверстия камеры 13 перегородки 15 и диска 17 имеют одинаковый диаметр и расположены по окружности одного радиуса. 35

Во время работы устройства для насыщения жидкости газом, газ с давлением большим, чем статическое давление столба жидкости, поступает в камеру 13 по газоподнодящему патрубку 4.

При вращении диска 17 в начальный момент открытия отверстий перегородки 15 н резонирующую камеру 7 поступает возбуждающий импульс давления

h P который создает там возмущение

Возмущение в виде волны и онышен ного давления движется к диску 5 со скоростью распространения звука в газе.

Достигнув диска 5, волна давления, изменив фазу на 180, отражается и 80 ф движется к перегородке 15„но уже в виде импульса разрежения. Если момент достижения импульсом разрежения перегородки 15 и момент начала закрытия отверстий перегородки 15 6я совпадают, фазы возбуждающих импульсов и собственных колебаний массы газа в резонирующей камере 7 совпадают. Возникает резонанс, и амплитуда колебания давления газа в резо- 80 нирующей камере 7 существенно возрастает, достигая 3 м вод. ст.

Диаметр отверстий в диске и скорость его вращения определяют частоту колебаний давления газа, а число отверстий н диске определяет порядок резонирующей гармоники этих колебаний. Резонанс колебаний давления при заданной частоте возбуждающих импульсов наблюдается только при строго определенном расстоянии между диском 5 и перегородкой 15, которое регулируется телескопическим соединением. Кроме того, при неизменном расстоянии (резонанс при изменении частоты возбуждающих импульсов может быть получен изменением положения поршня 11 резонатора 9. При возникновении колебаний давления газа в отверстиях диска 5 происходят синхронные гармонические колебания столбика газа и жидкости. Тангенциальным потоком жидкости „ образуемым мешалкой

2, отсекаются дискретные порции газа, образующие мелкие пузыри.

Колебания столба газа передаются также слою жидкости, прилегающему к барботеру и отрывающимся пузырькам газа. После отрыва поверхность пузырьков колеблется с определенной частотой, что приводит к обновлению поверхности контакта фаз и интенсификации тепломассообмена.

Использование собственных резонансных колебаний столба газа в резонирующей камере уменьшает потери энергии сжатого газа. Кроме того, возможно испольэовать один пульсатор для нескольких барботерон.

Формула изобретения

1. Устройство для насыщения жидкости raэом, содержащее корпус, мешалку с приводом, установленный в газоподводящем патрубке барботер, выполненный в виде перфорированного диска и пульсатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интенсификации процессов тепломассообмена путем создания более интенсивных звуковых колебаний давления, газоподводящий патрубок снабжен телескопической резонансной камерой, расположенной между перфорированным диском и пульсатором.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е о я тем, что, с целью регулировки процесса и уменьшения габаритов резонансной камеры, последняя снабжена резонатором, выполненным в виде цилиндра с поршнем. источники информации, принятые но ннимание при экспертизе:

1, Кафаров В.В. Основы массопередачи. М., Высшая школа, 1962р с.565.

2. Авторское свидетельство СССР

9 528110, кл. В 01 Г 3/04, 1973.

584883

Составитель Т. Зубарева

Реда кто T.щагова Техред Н. Бабурка Ко екто

Заказ 4915/4 Тираж 947 Подл@ енсе

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений ио открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4