Акустический деаэратор

 

Изобретение относится к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности для деаэрации жидких сред повы- 'шенной вязкости, в частности для удаленияпузырьков воздуха или другого газа. Целью изобретения является повышение производлительности деаэратора при работе с жидкими средами повышенной вязкости. Акустический деаэратор жидких сред содержит корпус, пер1вичные источники упругих колебаний, полость для промежуточной жидкости и вторичный источник. Деаэратор снабжен устройством для вывода газов, выполненным в виде смонтированных своим основанием на общей платформе отводов. Каждый элемент располагается над соответствующим первичным источником, причем в направлении от основания к вершине эле' мент состоит из трех частей, первая из которых выполнена цилиндрической, вторая^ - в виде усеченного конуса, третья - цилиндрической, перфорированной. При этом на платформе между элементами дйя вывода газов выполнены отверстия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.^0N^ .ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 О. 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4335250/26 (2 2) 30,11.87 (46) 30.01.92. Бюл. 3Ф 4 (71) Удмуртский государственный университет им. 50-летия СССР и Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по.проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промышленности (72) Л.М.Седлов, А.И.Пантюхин, Б.Н;Шульга . и Ю.А.Стерхов (53) 66.069.84 (088.8) (56) Патент Бельгии М 904904, кл. В 01 В, 1986. .. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ ДЕАЭРАТОР (57) Изобретение относится к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности для деаэрации жидких сред повышенной вязкости, в частности для удаления. Изобретение относится к акустическому технологическому оборудованию и может быть .использовано в химической промышленности для деаэрации жидких сред повышенной вязкости, в частности для удаления . пузырьков воздуха или другого газа.

Цель изобретения — повышение производительности.

На чертеже представлен акустический деаэратор, вертикальный продольный раз рез.

Деаэратор содержит. основание 1 деаэратора, к которому через эластичную герметизирующую прокладку 2 присоединена с

„.,5U „„1708384 А1 пузырьков воздуха или другого газа. Целью изобретения является повышение производлительности деаэратора при работе с жйдкими средами повышенной вязкости, Акустический деаэратор жидких сред содержит корпус, первичные источнйки упругих колебаний, полость для промежуточной жидкости и вторичный источник. Деазратор снабжен устройством для вывода газов, выIloëíåííûì в виде смонтированных своим основанием на общей платформе отводов.

Каждый элемент располагается над соответствующим первичным источником, причем в направлении or основания к вершине элемент состоит из трех частей, первая из кото-: рых выполнена цилиндрической, вторая — в виде усеченного конуса, третья — цилиндри- 9 ческой, перфорированной. При этом на платформе между элементами ля вывода газов выполнены отверстия. 1 з.ll.ô-hbt, 1 ил. помощью винтов,или шпилек 3 пластина 4, (дЭ на которой посредством эластичнык уплот- QQ нительных элементов 5 установлены один фь за другим, например, девять пьезокерамических ультразвуковых преобразователей 6, .у выполняющих функциИ первичных акуститюбе ческих источников. Над первичными акустическими источниками выполнена полость7, с промежуточной жидкостью, ограниченная с боков основанием деаэратора, а сверху на расстоянии 10-15 мм — вторичным акустическим источником 8, выполненным в виде пластины из нержавеющей стали толщиной

0,8-1,5 мм. Вторичный акустический источ1708384 ник установлен.через. акустически развязывающие эластичные прокладки 9, Над вторичным источником через эластичные прокладки установлено основание 10 корпуса деаэратора, на котором смонтирован составной корпус деаэратора, образованный внутренней стенкой -11 и наружной стенкой 12, между которыми помещен звукопоглотитель 13 (шумопоглотитель), например, ультрасупертонкое волокно. На основании корпуса деаэратора размещена платформа 14, на которой смонтированы своим основанием цилиндра-конические отводы 15 для активного вывода газов так, что каждый отвод расположен над соответствующим первичным источником. Отводы

15 в направлении от основания к вершине состоят из 3 частей. Первая из них выполнена цилиндрической., Ее диаметр несколько превышает диаметр излучающей поверхности первичного источника, т.е. составляет .примерно 80 мм, Высота цилиндрической поверхности составляет 5 — 10 мм. Цилиндрическая часть йредназначена для фиксирования участка рабочей среды, для отделения слоя- рабочей среды, поступающего к потребителю, от всего полного объема среды в деаэраторе. Вторая часть. элемента, предназначенная для сближения пузырьков, выполнена в виде, обратного усеченного конуса с углом при вершине примерно 60О. Конус заканчивается на диаметре 25 — 30 мм. Далее идет цилиндрическая перфорированная часть до вйсоты, составляющей в сумме с двумя первыми частями 200-300 мм. Эта часть предназначена для интенсивного вывода пузырьков. Цилиндрическая часть по образующей снабжена отверстиями диаметром 3 — 5 мм, общая площадь которых составляет30-50% общей площади цилиндрической поверхности. На платформе между отводами 15 выполнены отверстия 16 диаметром.5-10 мм, расположенные один за другим поперек платформы с незначительным промежутком 3 — 5 мм или сплошное щелевое отверстие шириной 510 мм. Сверху на корпусе деаэратора установлена крышка 17, закрывающая рабочую емкость 18 деаэратора. Рабочая емкость деаэратора образована снизу вторичным акустическим источником, с боков — стенками корпуса, а сверху — крышкой деаэратора.

Снизу к основанию деаэратора прикреплен эвукозащитный кожух 19, через который посредством уплотненного отверстия осуществлен подвод питания к первичным источникам. В основании корпуса деаэратора выполнены отверстия 20 и 1, соответст. венно для подвода исходной и выводы деаэрированной среды.

Акустический деаэратор работает,следующим образом., При включении первичных акустических источников 6, в частности ультразвуковых преобразователей, колебания от них распространяются через промежуточную согласующую среду в полости 7 и вторичный источник колебаний 8 в рабочую среду.-Рабочая исходная среда, содержащая газ в виде пузырьков, поступает в деаэратор через отверстияе 20,проходит над вторичным источником под платформой 14, деаэрирувтся в результате воздействия акустического поля и поступает без пузырьков к потребителю через отверстие 21. Основная часть энергии в рабочую среду передается по месту расположения первичных источников, и воздействие поля на среду имеет здесь определяющее значение. От вторичного источника над первичными в рабочую среду излучается акустическое радиационное, давление и устанавливаются акустические потоки, ко- торые создают соответствующие силы на пузырьки, действующие в направлении

25 всплытия и выталкивают их иэ нижних слоев потока жидкости по цилиндрической части отводов 15 со скоростью на 1 — 2 порядка выше обычной скорости всплытия, Если вязкость среды высока, то даже существенно

30 увеличенная в ближней зоне от вторичного источника (на 1-2 порядка) скорость незначительная и не обеспечивает высокой производительности процесса деаэрации, поскольку пузырьки из нижних слоев не.ус35 певают подняться и поток нельзя быстро подавать к.потребителю. Кроме того, скоро. сть резко падает в направлении всплытия, .так как снижается акустическое воздействие из-.за большого поглощения энергии в

40 вязкой среде, а сопротивление всплытию достаточно велико. В предлагаемом деаэраторе этот недостаток устранен. Под действием акустического поля в устройстве для вывода газов возникает насосный эффект и

45 устанавливается поток жидкой среды снизу вверх, Скорость подъема потока увеличивает скорость. всплытия, которая была до появления. этого эффекта, суммируясь с ней.

Кроме того на конических участках пузырь50 ки быстро сближаются друг с другом, т.к,. уменьшаются сечения. Ilo мере сближения пузырьков обратно пропорционально квадрату расстояния увеличивается акустическая сила Бьекнеса;. обеспечивающая

55 притяжение и слияние пузырьков.

Слияние пузырьков приводит к росту их радиусов, что, в свою очередь, еще увеличивает силу Бьекнеса,и интенсифицирует слияние пузырьков. У выросших по размерам пузырьков увеличивается сила всплытия, 1708384

Использование деаэратора позволяет повысить его производительность в 1,5-3 раза при одной и той же акустической мощности. Как показали предварительные испытания, особенно значительно, в 3 раза, повышается производительность в случае деаэрации высоковязких жидких сред типа эпоксидных смол, вискозы и т.п, 7 Ы б

Составитель О.Калякина

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор И.Сегляник

Заказ 380 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, ул.Гагарина, 101

1 увеличиваются выталкивающие их из потока силы радиационного деления, создается комплексный механизм их интенсивного подъема, который еще в 3-5 раз ускоряет всплытие пузырьков, Имеющиеся в узкой 5 цилиндрической части отвода отверстия облегчают подъем пузырьков, так как жидкость, находящаяся перед ними, вытекает через отверстия, снижая сопротивление подъему пузырьков (облегчается перемеще- 10 ние масс), Сообщение верхних слоев жидкой среды с потоком, движущимся к потребителю, осуществляется через отверстия 16 в платформе 14. При этом вероятность поступления в поток пузырьков здесь 15 исключена, так как последние вынесены в верхние слои жидкой среды, находящейся в рабочей емкости. Таким образом, отверстия

16 обеспечивают циркуляцию рабочей.среды, предотвращают ее застой выше плат- 20 формы. Опускаясь медленно вниз через отверстия 16, рабочая среда оставляет вверху уже значительно укрупнившиеся пузырьки, сливается с потоком, движущимся между вторичным источником и платфор- 25 мой и поступает к потребителю через отвер- стие 21, Формула изобретения

- 1. Акустический деаэратор. содержащий корпус, внутри которого расположены . первичный и вторичный источники упругих . колебаний с образованием между ними полости для промежуточной жидкости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью. повышения производительности деаэратора, он снаб-жен -устройством для вывода газов в виде . закрепленных на платформе над вторичным источником напротив. каждого первичного источника отводов из трех частей, нижняя из которых выполнена цилиндрической,, средняя — конической, а верхняя — цилйндрической перфорированной.

2. Деаэратор по п.1, о т л и ч а е щ и йс я тем, что в платформе между отводами выполнены отверстия.