Аэратор

 

Изобретение относится к устройствам для насыщения жидкостей газом. Целью изобретения является насыщение газом жидкости, находящейся под большим чем газ давлением, а также интенсификация процесса насыщения жидкости газом. Аэратор включает в себя корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, рабочее колесо 6 с радиальными капиллярными отверстиями 7 и лопастями 8, центральную трубу 15, вмонтированную в коллектор 16, образующий кольцевую камеру 19 смешения с радиальным зазором, регулируемым с помощью сменного дроссельного кольца. Устройство снабжено статором 22, который своим прорезным кольцевым буртом с зазором охватывает выходы из радиальных капиллярных отверстий 7. Рабочее колесо 6, вращаясь, закручивает своими лопастями 8 жидкость в корпусе 1 и выкидывает ее через выходной патрубок 3. При этом в зоне коллектора 16 и радиального зазора возникает центробежное поле, отбрасывающее крупные твердые частицы к периферии колеса 6. Часть рабочей среды впрыскивается через радиальный зазор в кольцевую камеру 19 смешения и эжектирует газ в рабочее колесо 6, где газожидкостная смесь поступает в радиальные капиллярные отверстия 7. Далее происходят нагнетание газожидкостной смеси к периферии рабочего колеса 6 и последующее диспергирование ее в зазоре и прорезях кольцевого бурта статора 22 до микронных размеров. Изобретение позволяет упростить технологию изготовления рабочего колеса 6, в частности его радиальных капиллярных отверстий 7, а также повысить производительность аэратора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

ÄÄSUÄÄ 1583369

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” 4 Фиг,! б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГННТ СССР (21 ) 44801 27/23-26 (22) 07. 09ъ 88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений (72) А.К.Курочкин, Р,Б.Валитов, Ю.В.Вадиков, А.Н.Докучаев, Г.А.Коврижников и Г.А.Сергеев (53) 628.356(088.8) (56) Заявка Японии № 55-23089, кл. В 01 F 7/16, 1980. (51)5 С 02 F 7/00 . В 01 F 7/16 (54) АЭРАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для насыщения жидкостей газом, Целью изобретения является насыщение газом жидкости, находящейся под большим чем газ давлением а также интенсификация процесса насыщения жидкости газом. Аэратор включает в себя корпус, входной 2 и выходной

3 патрубки, рабочее колесо 6 с радиальными капиллярными отверстиями

7 и лопастями 8, центральную трубу

15, вмонтированную в коллектор 16, 1583369 образующий кольцевую камеру 19 смешения с радиальным за 3Gj3ом, регулируЕмым с помощью сменного дроссельного кольца. Устройство снабжено статором 22, который своим прорезным кольцевым буртом с зазором охватьвает выходы из радиальных капиллярных отверстий 7, Рабочее колесо 6, вращаясь, закручивает своими лопастями

8 жидкость в корпусе 1 и выкидывает ее через выходной патрубок 3. При этфм в зоне коллектора 16 и радиальноГо зазора возникаЕт центробежное поАе, отбрасывающее крупные твердые частицы к периферии колеса 6, Часть рабочей среды впрыскивается через раИзобретение относится к химическоМу машиностроению, в частности к устройствам для насыщения жидкостей газом, и может использоваться в микробиологической, химической, фармацевтической, стрбительной, пищевой, нефтеперерабатывающей и в других отраслях народного хозяйства для интенсификации процессов взаимодействия жидкости с газом.

Целью изобретения является пасыщеиие газом жидкости, находящейся под большим чем газ давлением, а также интенсификация процесса насыщения жидкости газом.

На фиг. 1 схематически изображен аэратор, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— узел I на фиг. 1; на фиг. 5 — узел

II на фиг. 1.

Аэратор содержит корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патру бками и приводом 4. На приводном валу 5 смонтировано рабочее колесо б, снабженное радиальными капиллярными отверстиями 7 для газа и лопастями 8 для всасывания в осевом направлении обрабатываемой жидкости.

Рабочее колесо б утоплено в корпус 1 и выполнено разъемным по радиальным капиллярным отверстиям 7, которые имеют стенки из материала, не обладающего адгезионными свойствами, например фторопласта.

Ме:кду фланцами трубопровода 9 жидкости высекого давления и вход" диальный зазор в кольцевую камеру 19 смешения и эжектирует гаэ в рабо. се колесо 6, где газожидкостна«; сме и-. поступает в радиальные капилляршле отверстия 7. Далее происходя н;;. петание гаэожидкостной смеси к периферии рабочего колеса б и последующее диспергирование ее в зазоре и прорезях кольцевого бурта статора 22 до микронных размеров. Изобретение позволяет упростить технологию изготовления рабочего колеса 6, в частности его радиальных капиллярных отверстий

7, а также повысить производительность аэратора. 2 э.п. ф-лы, 5 ил. ного патрубка 2 аэратора закреплен турбулизатор 10, снабженный окнами

11 и пустотелой стойкой 12, переходящей снаружи в газовый патрубок 13 с регулирующим вентилем 14, а изнутри в центральную трубу 1 5, вмонтированную свободным концом в коллектор с радиальным зазором 17, регулируе30 мым с помощью сменного дроссельного кольца 18.

Коллектор 16 закреплен на рабочем колесе б с образованием кольцевой, камеры 19 смешения, которая через переточные отверстия 20 соединена с Kольцевой распределительной камерой 21 .

На выходе из радиальньгл капиллярных отверстий 7 рабочего колеса б

40 смонтирован статор 22, который своим прорезным кольцевым буртом 23 охватывает с зазором 24 выходы из радиальных капиллярных отверстий 7 рабочего колеса 6.

Прорезной кольцевой бурт 23 статора 22 и выходы иэ радиальных капиллярных отверстий ? рабочего колеса 6 образуют диспергирующее устройство (не показано).

50 При неработающем приводе 4 вентиль 14, регулирующий подачу газа в турбулизатор 1 0, центральную трубу 15 и в радиальные капиллярные отверстия 7, должен быть закрыт, иначе жидкость, находящаяся в трубопроводе 9 и в корпусе 1 под давлением

:большим чем газ, выдавится по. системе сообщающихся полостей радиальных

1 583369 капиллярных отверстий 7,. кольцевой ра сп ре делит ель ной камере 21, п ереточным отверстиям 20 в кольцевую камеру 19 смешения и из нее по цент° 5 ральной трубе 15 в газовый патрубок

13 и вентиль 14 в газовую (или воздушную) магистраль. Жидкость может также выдавиться в газовую магистраль по системе радиальный зазор 17, кольцевая камера 19 смешения, центральная труба 15, газовый патрубок

13, вентиль 14.

Аэратор работает следующим образом. l5

Включают привод 4. Открывают вентиль 14.

Рабочее колесо 6, вращаясь, закуучивает своими лопастями 8.в вихри жидкую рабочую среду, находящуюся в 20 корпусе 1, и выкидывает ее в выходной патрубок 3. Поскольку передача энергии основному потоку рабочей среды осуществляется за счет вихревого обмена с вторичным потоком, 25 создаваемым рабочим колесом, то в зо:не коллектора 1 6 и радиального за зора 17 возникает центробежное поле, которое отбрасывает крупные твердые инородные компоненты к периферии ко- 30 леса, т.е. в основной поток, что исключает попадание их через радиальный зазор 17 в радиальные капиллярные отверстия 7 и забивание последних. Часть рабочей среды с мелкофракционными пноррдпыми компонентами впрыскивается через радиальный зазор

17 в кольцевую камеру 19 смешения и эжектирует газ в рабочее колесо 6.

Распыленная через радиальный зазор 1 7 40 жидкость образует с газом газожидкост.ную смесь. Газожидкостная смесь по переточным отверстиями 20 поступает .в кольцевую распределительную камеру 21 и из нее в радиальные капил- 45 лярные отверстия 7. Здесь за счет действия центробежных сил происходит нагнетание газожидкостной смеси к периферии рабочего колеса 6 (эффект

"жидкостных поршней") и последующее диспергирование ее в зазоре 24 и прорезях кольцевого бурта 23 статора 22 до микронных размеров.

Изготовление радиальных капиллярных отверстий 7 из гидрофобного ма- . териала. (не обладающего адгезионными свойствами) увеличивает насосный и нагнетательный эффекты при движении

"жидкостных поршней" по радиальным

0,27

До 0,07

0,5

Отбор проб рабочей среды из выходного патрубка 3 показывает наличие в последней устойчивой до 2 мин гомогенной, мелкодисперс ной газожидкостной смеси (размеры пузырька газа составляли 30-50 мкм), Причем давление газожидкостной смеси на выходе из патрубка 3 при открытом вентиле 14 падает до 0,42 ИПа. При закрытии регулирующего вентиля 14 давление рабочей среды на выходе из патрубка 3 поднимается до прежней величины 0,48 MIIa, а в пробах жидкости визуально наличие raза не отмечают.

Изобретение позволяет упростить технологию изготовления рабочего колеса 6, в частности его радиальных капиллярных отверстий 7, а также капиллярным каналам рабочего колеса 6.

II р и м е р. Свободно вихревой насос типа ФГС переоборудован в опытный образец аэратора, изображенного на фиг. 1. Аэратор имеет следующие параметры: давление, МПа: газа за регулирующим вентилем 14 0,14 жидкости в трубопроводе 9 жидкости на выходе из патрубка 3 0,48

Расход жидкости, м /мин До 120

Расход газа, м /мин До 0,8 э

Радиальный зазор

17, мм

Зазор 24, мм

Сечение радиальных капиллярных отверстий 7, мм 1х1

Рабочее колесо 6 изготовлено целиком из фторопласта 4 число оборотов рабочего колеса 3000 об/мин.

При нераб отающем а эра торе, в случае открытия регулирующего вентиля 14, жидкость из трубопровода 9 мгновенно заполняет систему элементов 19 — 15 — 13 — 14, вытесняя из нее газ.

При работающем аэраторе в газовой магистрали 19 — 15 — 13 — 14 наблюдается разрежение до 0,04 МПа, которое регулируют путем подачи в нее через вентиль 14 воздуха с давлением до 0,1 4 MIIa.

1583369

20 повысить производительность аэратора.

Формула изобретения

1 . Аэратор, содержащий корпус, размещенные в корпусе приводной вал, рабочее колесо, снабженное радиальными отверстиями для ввода газа в жидкость, с лопастями и коллектором для всасывания обрабатываемой жидкости, а также центральную трубу для подачи газа в радиальные отверстия, смонтированную в коллекторе с радиальным зазором, о т л и ч а—

lo шийся тем, что, с целью насыщения газом жидкости, находящейся под большим чем газ давлением, а также интенсификации процесса насыщее— ния жидкости газом, устройство снабжено статором с кольцевым прорезным буртом, охватывающим с зазором выходы из радиальных отверстий, при этом стенки радиальных отверстий выполнены из гидрофобного материала.

2, Аэраторпоп. 1, отлича ю шийся тем, что радиальный зазор между центральной трубой и коллектором выполнен регулируемым, например, с помощью сменного дроссельного кольца.

3. Аэраторпопп, l и2, о тли ч а ю шийся тем, что рабочее к лесо выполнено разъемным по радиал ным отверстиям, 1583369

Е- E

24 иг. Л

1583369

Составитель В . Кулемин

Текред М.Ходанич Корректор И. Муска

Редактор Н. Гунько

Заказ 2227 Тираж 785 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101