Сатуратор для свеклосахарного производства

 

СОЮЗ СОВЕтСкИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 13 О 3/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ Ч

4 ос о

Щг/ (21) 4931470/13 .(22) 29.04.91 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (71) Курский политехнический институт (72) Н.С.Кобелев, А.А;Плотников, В.В.Буромский, Т.В.Панина и В.А.Кудрявцев (73) Курский политехнический институт (56) Авторское свидетельство СССР

М 1490157, кл. С 13 О 3/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1428766, кл. С 13 0 3/04, 1986. (54) САТУРАТОР ДЛЯ СВЕКЛОСАХАРНОГО

ПРОИЗВОДСТВА . (57) Использование; изобретение относится к сахарному производству, а именно к аппаратам для обработки сахаросодержащих растворов сатурационным газом. Сущность; сатуратор для свеклосахарного производства состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с верхней частью 2 и . коническим днищем 3, отражательного зонта в виде усеченного конуса 4, герметично укрепленного на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 верхней части 2 и образующего с последней полость 5, которая сообщается с нижней частью корпуса 1 посредством сливной трубы 6, входное отверстие которой расположено в нижней точке полости 5, а выходное — ниже верхней перфорированной перегородки 7, кольцевого барботера 8, укрепленного под отража- . тельным зонтом 4, трубопровода 9 для дефекованного сока, перфорированных перегородок 7, расположенных в нижней части корпуса 1, трубопроводов 10 для подачи сатурационного газа и 11 для отвода сатурационного сока, расположенных ниже перфорированных перегородок 7, патрубка 12 для сброса парогазового потока в атмосферу. Отражательный зонт в виде суживающе„„ Ж,, 1787166 АЗ гося сопла 4 представляет собой усеченный конус, на внутренней поверхности которого имеются продольные винтообразные канавки. 2 ил.

1787166

Изобретение относится к сахарному производству, а конкретно к устройствам для очистки жидких полупродуктов, и может быть использовано при очистке диффузионного сока и клеровки сахара-сырца в различных схемах очистки сахарного производства.

Известен сатуратор для свеклосахарного производства, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с расширенной верхней частью, с нижней частью, в которой размещена воронка горловиной вверх, и коническим днйщем, установленную в корпусе вертикальную цилиндрическую камеру, снабженную форсункой для распыления жидкости, патрубком для подвода газа и опускной трубой, на которой установлен стакан днищем вверх с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения.

Недостатком данного сатуратора является невозможность отделения мелкодисперсных частиц, так как конструктивное решение предусматривает необходимость преодоления сатурационным газом дополнительного гидравлического сопротивления опускной трубы, воронки, стакана. В результате требуется избыточное давление сатурационного газа, приводящее к значительному скоростному напору, что соответствует последующему отсутствию процесса коагуляции мелкодисперсных частиц жидкости, Наиболее близким к предлагаемому является сатуратор для свеклосахарного производства; содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками в виде упругих мембран для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа.

Недостатком известного . сатуратора является непроизводительная потеря сатурационного сока в результате малоэффек"тивного отделения капель отражательным зонтом от парогаэового потока, выбрасываемого в атмосферу, т.к. часть потока прохо дит мимо зонта, не контактируя с ним.

Цель изобретения -уменьшение потерь отсатурированного сока с газовым потоком, удаляемым в атмосферу.

Указанная цель достигается тем, что в сатураторе для свеклосахарного производства, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками в виде упругих мембран для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части корпуса

5 устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, указанное устройство представляет собой усеченный конус, большее основание которого прикреплено к стенкам цилиндрического корпуса с образо10 ванием снаружи полости для сбора выделяющихся капель, сообщенной с полостью корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом на внутренней поверхности последнего выполнены продольные винто15

55

45 образные канавки, а отношение площади меньшего основания конуса к большему составляет 1/5 — 1/7.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый сатуратор, продольный разрез; на фиг.2 — отражательный зонт, вид по стрелке

А на фиг.1.

Сатуратор для свеклосахарного производства состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с верхней частью 2 и коническим днищем 3, отражательного зонта в виде усеченного конуса 4, герметично укрепленного на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 в верхней части

2 и образующего с последней полость 5, которая сообщается с нижней частью корпуса 1 посредством сливной трубы 6, входное отверстие которой расположено в нижней точке полости 5, а выходное — ниже верхней перфорированной перегородки 7 в виде гибкой мембраны, кольцевого барботера 8, укрепленного под отражательным зонтом 4, трубопровода 9 для дефекованного сока, перфорированных перегородок 7, размещенных по высоте внутри нижней части корпуса 1 и выполненных в виде гибких мембран, трубопроводов 10 для подачи сатурационного газа и 11 для отвода сатураци-. онного сока, патрубка 12 для сброса парогазового потока в атмосферу.

Отражательный зонт в виде усеченного конуса 4 представляет собой конический корпус, на внутренней поверхности которого имеются продольные винтообразные канавки 13, выдавленные, например, в виде сферического сечения, а соотношение в коническом корпусе между меньшим и большим сечениями находится в интервале

1/5-1/7, что определяется при известных скоростях парогазовых потоков сатурационных котлов изменением плотности парогазового потока при движении его вдоль усеченного конуса и находится, например, из выражения

1787166 (K Re)

55

=1+ — 2 гдер ирь — плотность парогазового потока на выходе из меньшего и на входе в большее сечение усеченного конуса, кг/см;

R u r — радиусы большего и меньшего сечений усеченного конуса, м;

Re = — критерий Рейнольдса;

NR б и — скорость парогазового потока перед входом в отражательный зонт, м; б — кинематическая вязкость парогазового потока с капельками жидкости различной дисперсности;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Данное соотношение между меньшим и большим сечениями усеченного конуса создает оптимальные условия для эффективного отделения мелкодисперсных частиц жидкости за счет образования дополнительной силы сопротивления, т.к. известно, что для воздушной сепарации (в данном случае парогазовой) испол ьзуют две сил ы: массовая для отделения крупных частиц и сила сопротивления для отделения более мелких частиц.

Существенным признаком заявляемого изобретения является снабжение сатуратора свеклосахарного производства отражательным зонтом в виде усеченного конуса, на внутренней поверхности которого расположены (выдавлены) винтообразные продольные канавки в направлении от входного сечения зонта к выходному и герметично соединенного с внутренней поверхностью вер::ней части цилиндрического корпуса.

Сатуратор для свеклосахарного производства работает следующим образом.

Дефекованный сок по трубопроводу 9 подается в корпус 1 и в виде каскада течет вниз, Сатурационный газ по трубопроводу

10 поступает под нижнюю перфорированную перегородку 7, равномерно распределяется по сечению аппарата, проходит через перфорацию упругих мембран 7, способствующих разделению его на мелкие частицы, в результате увеличивается поверхность контакта газа и сока, Отсатурированный сок отводится по трубопроводу

11, а отработанный сатурационный газ в виде парогазового потока, увлекая капли сока различной дисперсности поднимается в верхнюю часть 2 корпуса 1 и затем постуВ

45 пает во входное отверстие отражательного зонта в виде усеченного конуса 4, Капли сока различной дисперсности с парогазовым потоком движутся, контактируя с внутренней поверхностью отражательного зонта 4. В результате уменьшения проходного сечения усеченного конуса 4 возрастает скорость движения парогазового потока, и капли сока оттесняются к внутренней стенке корпуса усеченного конуса 4 и попадают в продольные винтообразные канавки 13, где под действием возросшего гидравлического сопротивления винтообразных канавок резко уменьшают свою скорость, сталкиваются между собой, укрупняются, становятся ".ядрами конденсации" парогазового потока. Закручивание в винтообразных канавках 13 более плотного пограничного слоя приводит к вращательному движению всей массы парогэзового потока с каплями сока различной дисперсности перед выходным отверстием усеченного конуса 4. При этом процесс закрутки наблюдается при малых скоростях парогазового потока, причем чем выше плотность обрабатываемой парогазовой смеси, тем при меньшей скорости обеспечивается вращательное движение потока перед выходом из суживающегося сопла 4.

Вращательное движение массы парогазового потока с каплями сока перед входным отверстием усеченного конуса 4 снижает вероятность проскока части парогазового потока, находящегося в центре корпуса 1, без обработки. Кроме того, после выхода из меньшего отверстия усеченного конуса 4 парогазовый поток внезапно расширяется, что приводит к небольшому снижению температуры и дополнительному отделению мелкодисперсных капелек сока, которые попадают в полость 5 и, собираясь там, стекают по сливной трубе б в нижнюю часть 1, а отработанный очищенный от капелек сока газ выбрасывается через патрубок

12 в атмосферу.

Укрупненные капли сока, собравшиеся на внутренней стороне отражательного зонтэ в виде усеченного конуса 4, стекают по продольным винтообразным канавкам 13 и входному отверстию последнего, а затем стекают вниз, образуя тонкую равномерную пленку жидкости на внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1. Образование этой пленки уменьшает коэффициент теплопередачи через стенку корпуса 1, что сокращает теплопотери сатуратора.

При высокой степени пенообразования сатурационного сока через кольцевой бар1787166

Составитель Н.Кобелев

Редактор И.Никольская Техред M.Ìîðãåíòàë Коррекгор Л.Пилипенко

Заказ 267 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производстве н но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ботер 8 подается пар для снижения уровня пены. Нижний конец сливной трубы 6 должен устанавливаться таким образом, чтобы он перекрывался уровнем сока, т.е. предотвращалась возможность проскока сатурационного газа в полость 5 по сливной трубе 6.

Таким образом, предложенное решение позволяет снизить потери сатурационного сока за счет повышения эффективности отделения капелек сока, увлекаемых парогаздвым потоком, выбрасываемым в атмосферу, кроме того, в результате образования тонкой равномерной пленки жидкости на внутренней поверхности цилиндрического корпуса уменьшаются тепловые потери сатуратора.

Формула изобретения

Сатуратор для свеклосахарного производства, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками в виде упругих мембран для диспергирования потока сатурационно5 го газа, и расположенное в верхней части корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потерь отсатурированного сока с газовым

10 потоком, удаляемым в атмосферу, указанное устройство представляет собой усеченный конус, большее основание которого прикреплено к стенкам цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости

15 для сбора выделившихся капель, сообщенной с полостью корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом на внутренней поверхности последнего выполнены продольные винтообразные канавки. а соот20 ношение площади меньшего основания конуса и большего составляет 1-5 7.