Вибрационный массообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратам для массообменных процессов. Цель изобретения - интенсификация массообмена путем регулирования амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата. Вибрационный мэссообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубками для ввода и вывода фаз. По оси корпуса расположена вертикальная штанга 6 с перемешивающими элементами, которая имеет возможность совершать возвратно-поступа .ельноз движение в направлении оси корпуса . Вибропривод вертикальной штанги включает приводной вал 8, цилиндрическую втулку 9, шарнирно размещенную в обойме 10 шатуна 11. Втулка 9 выполнена с внутренним отверстием, большим, чем диаметр приводного вала.8, и связана посредством шарнирных гяг 14, 15 с крестовиной 16, жестко укрепленной на приводном валу. Между цилиндрической атулкой и приводным валом в направлении смещения втулки установлены пружины 17, 18, работающие на сжатие. Шатун 11 шарнирно связан с вертикальной штангой 6, на которой установлена пружина 21, одним концом закрепленная на втулке 22, свободно перемещающейся по штанге. Втулка 22 шарнирно связана с подвижной частью винтовой пары 23, неподвижная часть которой жестко закреплена на крышке корпуса аппарата. 2 ил. СП с

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)< В 01 0 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747639) 26 (22) 11.10.89 (46) 23.10.91. Бюл. N 39 (71) Воронежский технологический институт (72) А,С.Марков (53) 66.061,5 (088,8) (56) Городецкий И.Я, и другие, Вибрационные массообменные аппараты. М,; Химия, 1980, с, 14, 29. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ ЛАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратам для массообГиенных процессов. Цель изобретения — интенсификация массообмена путем регулирования амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата, Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубками для ввода и вывода фаз. По оси корпуса расположена вертикальная штанга б с переИзобретение о носится к аппаратам для массообменных процессов и может быть использовано, например, для перемешивания, растворения, эмульгирования, выщелачивания в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — интенсификация массообмена путем изменения амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги беэ остановки работы аппарата.

На фиг.1 изображен вибрационный массообменный аппарат, общий вид; на фиг.2— исполнительный механизм вибропривода в одном из рабочих положений, общий вид.

Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндриче„„SU „„1685480 А1 мешивающими элементами, которая имеет возможность совершать возвратно-поступа.;ельное движение в направлении оси корпуса. Вибропривод вертикальной штанги включает приводной вал 8, цилиндрическую втулку 9, шарнирно размещенную в обойме

10 ша1уна 11, Втулка 9 выполнена с внутренним отверстием, большим, чем диаметр приводного вала.8, и связана посредством шарнирных тяг 14, 15 с крестовиной 16, жестко укрепленной на приводном валу. Между цилиндрической втулкой и приводным валом в направлении смещения втулки установлены пружины 17, 18, работающие на сжатие. Шатун 11 шарнирно связан с вертикальной штангой 6, на которой установлена пружина 21, одним концом закрепленная на втулке 22, свободно перемещающейся по штанге. Втулка 22 шарнирно связана с подвижной частью винтовой пары 23, неподвижная часть которой жестко закреплена на крышке корпуса аппарата. 2 ил. ский корпус 1 с патрубками 2, 3 для ввода фаз и 4, 5 для их вывода. По оси корпуса расположена вертикальная штанга 6 с перемешивающими элементами 7, которая имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение в направлении оси корпуса. Вибропривод вертикальной штанги включает приводной вал 8, цилиндрическую втулку 9. шарнирно размещенную в обойме

10 шатуна 11. Цилиндрическая втулка 9 выполнена с внутренним отверстием, большим, чем диаметр приводного вала 8, и снабжена диаметрально противоположными стойками 12, 13, концы которых связаны посредством шарнирных тяг 14, 15 с крестовиной 16, жестко укрепленной на привод1685480 ном валу 8, Шарнирные тяги 14, 15 позволяют цилиндрической втулке 9 эксцентри но смещаться относительно приводного вала

8, Между цилиндрической втулкой 9 и приводным валом 8 в направлении смещения втулки установлены пружины 17, 18, работающие на сжатие, Шатун 11 шарнирно связан с вертикальной штангой 6, Приводной вал 8 установлен в подшипники, которые размещены на раме 19, >кесткоукрепленной на крышке 20 корпуса аппарата. Нэ вертикальной штанге 6 установлена пружина 21, один конец которой жестко связан со штангой, а другой — с втулкой 22, свободно установленной на штанге, Втулка 22 шарнирно связана с подвижной частью винтовой пэры

23, неподвижная часть которой жестко закреплена на крышке 20 корпуса аппарата, Вибрационный массообменный аппарат работает следующим образом, Сверху в корпус 1 по патрубку 2 подается тяжелая фаза, à:íè:çó по патрубку 3— легкая (жидкая) фаза, которая, поднимаясь по аппарату, распределяется между перемешивэющими элементами 7, Отвод легкой фазы осуществляется по патрубку 4. а тяжелой — по патрубку 5. После начала подачи фэз вклю сеется приводной вал 8 вибропривода. Затем вращением подвижной части винтовой пары 23 пружина 21 посредством втулки 22 поджимаетсл (растягивэегсл) относительно вертикальной штанги б. Через шатун 11 и его обойму l0 пружина 21 передает давление нэ цилиндрическую втулку 9, При любом угле поворота приводного вала

В с крестовиной 6 шарнирные тяги 14, 15 допускают эксцентрич l0c смещение цилиндрической втулки 9 перпендикулярно оси приводного вала 8, Линия смещения проходит под углом 45 к крестовине 16. Составляющая силы давленил, действующей на цилиндрическую втулку 9, направлена вдоль пружин 17, 18 и периодически меняется по величине, будучи пропорциональной синусу угла поворота приводного вала

8, Под действием этой составляющей цилиндрическая втулка 9, преодолевая упругость пружин 17, 18, также периодически вместе с обоймой 10 меняет эксцентриситет относительно оси приводного вала 8. Таким образом, цилиндрическая втулка 9 по отношению к шатуну 11 явллетсл эксцентриком с перемен ным эксцентриситетом. 3 начение эксцентриситета пропорционально силе давления обоймы 10 шатуна и синусу угла поворота приводного вала 8, Шатун 11, будучи шарнирно связанным с вертикальной штангой б, сообщает ей колебательное движение за счет изменения эксцентриситетэ цилиндрической в улки 9 и угла поворота

30

При рациональном выборе амплитуды колебаний, настройка которой производится без ос ановки работы аппарата, эти процессы протекают быстрее и и более полном объеме. В результате увеличивэетсл скорость прохождения тепло- и массообменных процессов, а также химических преврашений, что ведет к снижению энергозатрат на получение конечного продукта.

Бибрационный массообменный аппарат прост по конструкции, Для изготовления привода аппарата не требуется специального машиностроительного оборудования. С учетом технологических возможностей по сравнению с известными аппаратами, допускающими регулирование амплитуды при работающем виброприводе, он отличается меньшей металло- и энергоемкостью и простотой обслуживания. Детали вибропривода имеют только шарнирные соединения, поэтому в целом аппарат надежен и износостоек в работе, Аппарат эффективен для осуществления и интенсификации многих технологических процессов, в том числе выщелачивания, цементации, сорбционных и экстрэкционных процессов, процессов взаимодействия жидкостей и суспензий с газами.

Формула изобретения

Вибрационный массообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндриприводного вала 8, Чем сильнее поджата или растянута пружина 21 подвижной частью винтовой пары 23, тем "îëüøå эксцентриситет втулки 9 и амплитуда колебаний вертикальной штанги 6, Значение амплитуды колебаний, зависящее от механических параметров всей колебательной системы аппарата и обрабатывае лых фаз, целиком определяется величиной статического сжатил или растяжения пружины 21 винтовой парой 23, Вергикальная штанга 6 с перемешивающими элементами 7 имеет значительную инертную массу, поэтому для снижения динамических нагрузок на вибропривод в период его запуска, необходимо винтовой парой 23 установить цилиндрической втулке

9 нулевой эксцентриситет перед.включением приводного вала 8. И олько после запуска вибропривода увеличивать амплитуду колебаний до требуемого значения.

Перемешивающие элементы 7, будучи перфорированными, в процессе колебательного движенил возбуждают в дисперсной среде множество затопленных турбулентных струй. Они вызывают активное дробление и перемешивание фэз, что увеличивает поверхность их контакта и уменьшает диффузионное сопротивление, 1685480

70 Я 75

t7

22

Яаг. 7

Составитель А,Миронов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор B.Äàíêo

Корректор T,Ïàëèé

Заказ 3551 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101 ческий корпус с крышкой, вертикальную штангу с перемешивающими элементами, установленную с возможностью циклического перемещения вдоль своей оси, патрубки для подачи и вывода легкой и тяжелой фаз, эксцентриковый вибропривод вертикальной штанги, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена путем изменения амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата, аппарат снабжен винтовой парой и пружиной, один конец которой соединен с вертикальной штангой, а другой посредством втулки, установленной на вертикальной штанге с возможностью вертикального перемещения, с подвижной частью винтовой пары, неподвижная часть которой

5 закреплена на крышке корпуса, при этом вибропривод выполнен в виде цилиндричесКоА втулки, концентрично установленной снаружи приводного вала и снабженной диаметрально противорасположенными стой-.

10 кгми, соединенными посредством шарнирных тяг с крестовиной, закрепленной на приводном валу, и пружинами, соединенными с приводным валом.