Низкочастотный дифференциально-струйный массообменный аппарат

 

1. НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-СТРУЙНЫЙ МАССООБМЕННЫЙ AYinAPAT цпя системы .тверцое Ireno - жицкооть, ёкпючаюишй вертикальный корпус с устройствами . ... ..-,-и, ввоца и вывоца. фаз, устано&пенньгй -в корпусе с возможностью воэвратномпоступательного перемещения шток с закреп нвшяыми на нем Тарелками с оцнонаправпенными элементами, имеющими различное гидравпическое сопротивление прохождению, через них жицкости в пря Мом и обратном направлениях и противоположно направленными им аналог:ичны ми. элементами с фильтрующими сетками, .от л и ч а ю щ и и с Я тем, что, с целью увеличения производительности и нацежности работы аппарата, сетка усггановлена на стороне меньшего гиараь niwepKoro сопротивления элементов и выполнена выпуклой. (Л с

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 50 В 01Р 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

" H АВТОРСНОИЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2745885/23 36 (2 2) 26.03. 79

° (46) 23.09.83. Бюп. »а 35 (72) А. Л. Игнатенков и K П. Лобоца (71) Киевский технологический институт . пищевой промышленности (53) 66.061 5 (088.8) (56) 1. Авторское свицетепьство СССР

М 778740, кц. В 013) ll/02, 1978 . (прототип). (54) (57) 1. НИЗКОЧАСТОТНЫЙ .

ДИФФЕРЕНБИАЛЪНО СТРУЙНЫЙ MAC

СООБМЕННЫЙ АППАРАТ цпя системы

;тверцое гепо - жицкость, ыкпк>чающий вертикапьный корпус с устройствами

„„Я0„„1042769 А ввоца и вывода, фаз, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступатепеного перемещения шток с закреп» пенными на нем тарепнами с оцнонаправпенными эпементами, имеющими различное гидравлическое " сопротивпение прохожцению.через них жицкости в пря» мом и обратном направпениях и противо попожно направпенными им анапогичны ми эпементами с фипьтрующими сетками,,о т п и ч а ю щ и и сятем,,что, с целью увепичения произвоцитепьности и нацежности работы аппарата, сетка .. установлена на стороне меньшего гицрав щщеского сопротивпения элементов и выпопнена выпукпой. е

1042769 ратном направпениях, соециненными шарнирно с тарелками посрецством тяг и цемпферов.

3.Аппаратпоп, 1, от пичающ и и сятем,,что устройство вывода

1 жидкой фазы выполнено в виде сетчатого короба, установленного на штоках.

2. Аппарат по п. 1, о т п и ч а юшийся тем, что, с цепью уменьшения процольного перемешивания фаз, он снабжен дополнительными .штоками с расположенными на них клапанами и эпементами с разпичным гидравлическим сопротивлением цвижению жидкости в прямаи и об-.

1 2

Изоб етение относится к конструкциям, — сетками, сетка установлена на стороне зо р

;массообменных аппаратов для систем меньшего гидравлического сопроти р о жидкость и может быть ния элементов и выполнена выпуклой. тверцое тело - ж ц .Аппарат снабжен дополнительными использовано в процессах экстрагирования штоками с расположенными на них кпаи выщелачивания ценных компонентов из- 5 панами и эпементами с различным гицравраститедьного сырья, растворения. пическим сопротивлением цвижению жицИзвестен низкочастотный цифферен4. кости в прямом и обратном направлениях, циально-струйный массообменный аппасоециненными шарнирно с тарелками рат для систем тверцое тело - жицкость, вк :ючаюший вертикальный корпус !О посредством тяг и цемпферов.

Устройство вывоца жицкой фазы выс устройствами ввода и вывоца фаэ, с возможностью, полнено в вице сетчатого короба, устаустановленный в корпусе с возможностью новленного на штоках. возвратно-поступательного перемещения

На фиг. 1 изображено устройство, шток с закрепленными на нем тарелкапроцольный разрез; на фиг. 2 — узел Х ми с оцнонаправпенными, имеюшими / на фиг. 1 при движении тарелки. вниз; различное гидравлическое сопротивление

Фа на фиг. 3 -то же, при движении тареппрохожцения через них жицкости в пряки вверх; на фиг. — схема ра оты мом и об атном нan авлениях и противо клапанного устройства при отсутствии попожно им напр попожно им на авяенными аналогичны»

20 уплотненного слоя твердой фазы межцу ми элементами с фильтрующими сетками(). ми 1 тарелками ; на фиг. 5 - то же, при наличии уплотненного слоя твердой фазы;

Недостатком известного устройства на фиг. 6 - клапанный механизм с сипьфонным синхронизирующим устройством, является низкая его произвоцитепьность и интенсивное процопьное перемешивание

25 (демпфером}; на фиг. 7 - то же, с пружинным синхрони зирующим устройством; фаз.

Цель изобретения - увеличение произ воцитепьности. и надежности работы эирующим цемпфером. аппарата.

Поставленная цель достигается тем, Аппарат имеет V -образный корпус 1„ что в низкочастотном дифференциально» 30 штоки 2, соециненные с привоцом воэвструйном массообменном аппарате цля ратно-поступательного цвижения (не посистемы тверцое тело» жицкость; вклю казан), тарелки 3, жестко установленные чающем вертикальный корпус с устрой- на штоках, сетчатый короб 4 цпя отбора ствами ввода и вывоца фаз, установлен- жидкости из аппарата, усиановлениый ный в корпусе с воэможностью возвра 35 .на штоках и соециненный гибким шланно-поступательного перемещения шток гом 5 со штуцером 6 цпя отвода жицкоо и закрепленными.на нем тарелками с ти. оцнонаправленными элементами, имею- Тарелка (фиг. 2 и 3) имеет открытие, шими различное гидравлическое сопротив сужающиеся элементы 7; направленные ление прохожцению через них жидкости Ц сужением в сторону транспортирования в прямом и обратном направлениях и тверцой фазы, и противоположно .". нщ противоположно направленными им ана равленные сопла 8, закрытие со сторо логичными элементами с фипьтрующими ны расширенной части сеткой 9, выпук

3 1042769 4 пой в сторону от сопеп. При этом вместо копонны противоточно жидкости и, высопел может быть использован пюбой .. хопя выше уровня жидкости в правой другой эпемент, имеющий различное . колонне; выводится из аппарата по гидрввпическое сопротивление прохожпе» наклонному желобу. нию через него жидкости в прямом и 5

Принцип противоточного трвнспортиобратном направпении, например конус, : роввния твердой и жидкой фвз следующий уствновпенный в окне тарепки на спи- ., (фиг. 2 и 3). B процессе колебания при цах. и т. и. входе тарепки вниз (фиг. 2) через суСужающиеся элементы 7 (фиг. 4 и 5} жвющиеся эпементв выходит HB верх:. на соседних тарепках расположены по ð объем срепы (смеси жипкости. и твер» одной оси впопь аппарата и на этой же пой фазы) l, а через направйенное оси установлен шток 10 с KlIBIIBHBMH 11: соппо 8, закрытое сеткой 9, вЫкодит и 12 и сетчатым конусом 13, соединен наверх объем жидкости V беэ тверный со штоком 2 тягой 14 и рычагом 15 дой фазы, так как твердая фаза выдерс противовесом 16, установленным с . -. живвется сеткой. возможностью регулирования его положе- . При ходе тарелки вверх через суния на рычаге и выполняющим роль сщпь- жвюцсиеся элементы 7 и нвпрвпенные ропызирующего демпферв. Шток 10 поп . сопла 8 выкопят . объемы . и (, пружинен в направпении транспортиров@- при этом V< + V 4>+V ипи М . - V> = ния твердой фазы пружиной 17, соеди-,: >0, =V2- 4,поскоцьку гидравлическое сопротивненной с тарелкой 3 регупировочным пение каждого из отверстий прохождению винтом 18, выведенным.вверх аппарата. жипкости вниз и вверк разпично, то и снабженным рукояткой 19. При этом —.. результирующий объем среды, выносивместо сетчатого конуса может быть мый через отверстие за один цикл копе-. испопьзован любой другой элемент, имеЮм 5 бания тарелки V =V<-, компенсируетщий разпичное гиправпическое сопротив-, ся результирующим объемом чистой ление движению в жидкости в прямом : . жидкости, вынесенной через направпенное и обратном направлениях; например. по- сонно 8, закрытое сеткой 9 вниз Ч= - пусфера, циск с соплом и т. п. :. .=V -V . Таким образом, производитепьСинхронпь и демпфер может быть: ность тврепки, а спеповатепьно, и провыпопнен в виде сипьфонного демпферв извопитепьность аппарата по твердой (фиг. 6), имеющего сипьфон.20, раз- фазе равна. резупьтирующему объему деленный нв две части перегородкой 21,: среды U, умноженному нв концентрас переточным отверстием 22 и coetgi цию твердой фазы в жидкости в зоне ненный торцом 23 со штоком 10, .:. копебаний тарепки и нв частоту колеСинхронный пемпфер сможет быть . 5 баний, в производительность по жидкоовыполнен в вице пружинного пемпфера . ти в противоположную сторону равна (фиг. 7), имеющего направляющие 24,;: . результирующему объему жидкости. Ч; .в которых перемещается шток 10, и . . умноженному на частоту копебвний. пружину 25, с регупировочной гайкой 26 При коде тарелки вниз по ее обе на штоке 10. 4Р стороны возникает перепад павпения а Р

Синхронный демпфер может быть . в при коде вверх — b Pg при этом выполнен в виде поршневого демпферв - средний резупьтирующий перепад павпе(фиг. 8), имеющего цилиндр 27, жестко " ния около тврепки а Р = b Р. — д Р соз -., эа реппенный на штоке 2, перегородку ., дает разность уровней жидкости в правой с переточным отверстием 28 и поршни 29, и левой копоннах аппарата. Поскопьку. 45 жестко связанные со штоком 10, . гидравлическое сопротивпение открытых.

Нв схемах объемными стрелами пока отверстий меньше, чем закрытых сеткой, зано пвижение твердой фазы и тонкими то этот перепад получается в сторону стрелами - движение жидкости. .правой колонны аппарата, т. е. в стороАппарат работает следующим об-, 5Р разом.

Жидкость поступает в правую копонм ну аппарата сверху, пвижется по конон, нвм и отводится из аппарата через ко, .лебпющийся сетчвтый короб 4 по гибко 55 му шпангу 5 через штуцер 6 ппя отво па жидкости. Твердая фаза. поступает в левую копонну, сверху движется вдопь . ну движения твердой фазы. Дпя уменьшения, и исключения его сопла 8 выпопнены сужающимися и созпающими подпор жидкости в противоположную сторону, при этом ппя уменьшения впияния сопротивпения сетки последняя выпопнена с развитой поверхностью,например выпуклой.

Установка сетки на расширенной части (стороне) отверстия осуществлена с целью." 9 б может быть.использовано сипьфон 20 (фиг. 6) при этом в процессе колебаний жидкость внутри сипьфона не успевает перетекать из оцной полости в цругую через переточное отверстие 22, оцнако при. заполнении межтарепочного пространства тверцой фазой и возрастании резупьтирующего усилия на сеточный конус 13 шток 10 перемещается вниз, перераспрецепяя положение канапов.

Пружинный цемпфер (фиг. 7) показан в попожении, когца уплотненный слой твердой, фазы открыл посрецством сетчатого конуса 13 выпускной клапан и закрыл впускной. Степень уплотнения в этом случае регулируется путем I изменения усилия сжатия пружины 25 перемещением регупировочнюй гайки 26 на штоке 10. Поршневой цемпфер (фиг. 6) показан также в положении наличия тверцой фазы в межтарепочном простран стве и работает аналогично сипьфонному.

Испытания моцепи аппарата предлагаемой конструкции показапи высокую работоспособность аппарата с такими высокоцисперсными срецами, как воца -. сопоцовые ростки (частицы циаметром 0,2

0,5 мм и длиной 2-5 мм), свекповичная мезга - воца (иэмепьчение на мясорубке) воцо - цревесные опипки, вода - капроновая крошка. При этом обеспечиваетсравнительно с промышленными аппаратами, величинах процопьного перемещения.

Так,в цвухшнековых циффузных armapa тах свекпосахарной промышленности критерий процопьного перемешивания

Пекле Ре =ОЦЕ„= 3- 25, а в испытуе» мом аппарате - Ре более 40 как по жицкости, так и по тверцой фазе (здесь

0 - скорость потока; )» - длина апяа рата; Eп - коэффициент угроцопьного перемешивания) .

Кроме того, за- счет оптимизации массообменного процесса,так как он. идет в аппарате переменно, то в режиме полного вытеснения (в зоне уплотнен ного. слоя тверцой фазы в межтарепоч-I ном пространстве аппарата),.то в режиме полного перемешивания (в зоне колебания, тарепкв), получена интерсифи кация массообмена, примерно, втрое, а также многократная интенсификация получена эа- счет возможнбсти .исиот зо вания частиц тверцой фазы малых раз, фазы.

5 10427 самоочистки от твердой фазы пространства между сеткой и отверстием,так как вслецст» вие разности сопротивления в это пространство рахоцит. срецы меньше за цикд, чем выходит иэ него.

С цепью снижения процопьного перемещения в аппарате межцу тарелками устанавпивается кпапанное устройство {фиг. 4 и 5, цпя правой стороны айпарата).

В нормальном попожении (фиг. 4) 10 шток 10 поцпружинен пружиной 17 и сужающийся эпемент 7 в верхней тарелке закрыт клапаном 11, а клапан 12 на нижней тарелке открыт. При этом шток 10 колеблется ;. синхронно с тарепками, так как его энерция уравновешивается регулируемым противовесом 16. Тверцая фаза поступает в пространство меж цу тарелками и запопняет его, образуя уплотненный слой, как это показано 20 штриховкой на фиг. 5, копебания которого находятся не в оцнофазе с тарелками и сопротивления колебаниям сетчатого конуса 13 относительно уплотнен ного слоя твердой фазы становятся 6о» 25 пее затруднительными, при этом сопротивпение его движению вниз относительно споя меньше, чем вверх. Таким образом, результирующее усиление двигает конус вниз относительно слоя тверцой фазы, что вызывает открывание клапана 11 и закрывание кпалана 12 (фиг. 5). Тверцая фаза выхоцит из пространства меж х, цу тарепками через открытое сопдо верхней тарелки, слой разрыхпяется, клапаны

35 возвращаются в нормальное положение и процесс повторяется. Таким образом, между тарепками постоянно поццерживается уплотненный и неперемешиваемый спой тверцой фазы, препятствующий цир купяшщ жицкости межцу тарепками, при этом он постоянно пополняется со стороны поцающей тарелки и расхоцуется со стороны отвоц дей тарепки, .т. е. постоянно продвигается вдоль аппаРата, не 4 перемешиваясь. Йпя открывания кпапа-на 11 требуется усилие большее, чем усилие, создаваемое. пружиной 17, Поэ.тому регулируя натяжение пружины 17 регупировочным винтом 18, вращая рукоятку 19, вынесенную на верх armapa50 та, возможно на хоцу регупировать степень уплотненности тверцой фазы в зоне межцу тарелками. При натяжении пру-. жины l7 усилие открывания клапана 11 и уплотнение слоя. тверцой фазы большее, .. и наоборот, В качестве цемпфера, синхронизирую. щего копебания штока 10 и тарепок, 1042769

1042769

1042769 ч. ипиап ППП, Пат вт, г. Ужгороц, уп. Проектная, 4

Составитель 3. Апексанпрова

Рецактор Л. Гратилло Текрец.С,Мигунова

Заказ 7181/8 Тираж 688

ВНИИПИ Госуцарствениого комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗБ, Раушская наб., ц. 4/5

Корректор А. Пов»

Поцпнсное