Устройство для смешивания жидкости с газом

 

Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов и позволяет интенсифицировать процесс массопередачи путем увеличения степени эжекции газа жидкостью. Устройство содержит вертикальный вал с установленным на нем полым разделительным диском, перпендикулярно плоскости которого по периферии размещены полые лопасти. Лопасти сообщены с полостью диска и имеют открытый свободный конец. Сверху и снизу лопастей закреплены кольцевые диски. Лопасти выполнены в виде радиально расположенных клиньев, верщина которых обращена к валу. 2 ил. со оо го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 В О! F516

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3917337/31-26 (22) 13.05.85 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Белорусский технологический институт им. С. М. Кирова (72) А. P. Голубев, В. А. Марков, А. И. Ершов, Г. В. Турунцев и М. И. Шибутович (53) 66.063 (088.8) (56) Патент США № 3485484, кл. 261 — 87, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ

ЖИДКОСТИ С ГАЗОМ (57) Изобретение относится к устройствам для проведения массообменных процессов и позволяет интенсифицировать процесс массопередачи путем увеличения степени эжекции газа жидкостью. Устройство содержит вертикальный вал с установленным на нем полым разделительным диском, перпендикулярно плоскости которого по периферии размещены полые лопасти. Лопасти сообщены с полостью диска и имеют открытый свободный конец. Сверху и снизу лопастей закреплены кольцевые диски. Лопасти выполнены в виде радиально расположенных клиньев, вершина которых обращена к валу. 2 ил.

1318271

Формула изобретения

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов массообмена и может быть использовано в хим ической, пищевой и других отраслях промышленности для обеспечения взаимодействия жидкости с газом.

Цель изобретения — интенсификация процесса массопередачи путем увеличения степени эжекции газа жидкостью.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху (верхний кольцевой диск не показан).

Устройство содержит корпус 1, полый вал 2, на котором установлен полый разделительный диск 3. Полость диска 3 сообщается с газовым пространством аппарата с помощью отверстий 4 и 5 в нижней и верхней расположенной над уровнем жидкости частях полого вала 2. В периферийной части полого диска 3 имеются отверстия для выхода газа 6 и 7, причем посредством отверстий 7 полость диска сообщена с размещенными по его периферии полыми лопастями 8, имеющими свободный открытый конец 9, сверху и снизу которых закреплены кольцевые покровные диски 10 и ll. Лопасти 8 закреплены перпендикулярно плоскости диска 3 и выполнены в виде радиальных клиньев, вершина которых обращена к валу. При этом угол сх между боковыми гранямии лопастей составляет 10 — 20 .

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 2 лопасти 8, взаимодействуя с жидкостью, сообщают ей кинетическую энергию. Вследствие этого из межлопастных каналов между разделительным диском 3 и нижним кольцевым покровным диском 11, разделительным диском 3 и верхним кольцевым покровным диском 10 происходит высокоскоростное истечение потоков жидкости, которые, обтекая с двух сторон отверстия 6 в периферийной части полого диска 3 и боковые грани полых лопастей 8, вызывают подсос газа из газового пространства аппарата через полости вала 2; диска 3, лопастей 8 и диспергирование газа в жидкость.

Всасывание происходит с достаточной эффективностью, так как хорошо обтекаемая клинообразная форма лопастей позволяет свести до минимума гидравлическое сопротивление лопасти, рассекающей своим

35 острием надвое поток в радиальном направлении, обеспечивая тем сам ым высокие скорости потоков, вызванные действием центробежных сил. Вместе с тем эжекция газа жидкостью обусловлена также наличием зон разрежения на тыльной стороне лопастей 8, которые возникают при набегании лопастей на жидкость, благодаря чему обеспечивается дополнительный подсос газа из лопастей 8 и через отверстия 6 в диске 3, расположенные вблизи тыльной стороны лопастей. В итоге за счет наличия значительной газонасыщенности жидкости и эффективного диспергирования имеет место интенсивное взаимодействие газа с жидкостью.

Оптимальное значение угла между боковыми гранями лопастей 8 составляет 10 — 20

Как показали экспериментальные исследования, при угле более 20 ухудшается обтекаемость и увеличивается гидравлическое сопротивление лопастей в радиальном направлении, что приводит к снижению расхода эжектируемого газа, что отрицательно сказывается на эффективности м ассопередачи. При величине угла меньше 10 площадь зоны разрежения полых лопастей, образованная открытым основанием клина, слишком сужается и подсос неэффективен.

Экспериментальные исследования показали, что предлагаемая конструкция способна интенсифицировать процесс массопередачи за счет увеличения степени эжекции газа жидкостью в зоне открытых концов лопастей без дополнительных затрат мощности на перемешивание благодаря хорошей обтекаемости лопастей в радиальном направлении и достаточно большой площади зоны разрежения на клиньях.

Устройство для смешивания жидкости с газом, содержащее вертикальный вал с установленным на нем полым разделительным диском, перпендикулярно плоскости которого по периферии размещены полые лопасти, сообщенные с полостью диска и имеющие открытый свободный конец, сверху и снизу которых закреплены кольцевые диски, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса массопередачи путем увеличения степени эжекции газа жидкостью, лопасти выполнены в виде радиально расположенных клиньев, вершина которых обращена к валу.

131827!

Фиг.7

9 г

8

Фиг. 2

Составитель Н. Федорова

Редактор П. Гереши Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 2451/5 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4