Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем

 

В вертикальной емкости с реакционной и пульсационной зонами, упругими элементами, размещенными равномерно по высоте емкости, штуцерами ввода и вывода исходных компонентов и готовых продуктов, генератором пульсаций, соединенным с ее верхней частью, установлены отделяющая пульсационную зону от реакционной упругая перегородка и запорный клапан под ней. В результате работы устройства обеспечивается устойчивый резонансный режим колебаний жидкостного столба. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()s В 01 F 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- ии . И"@я

ГОСУДАРСТВEHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4851824/26 (22) 16 ° 07 ° 90 (46) 07.05.93. Бюл. У 17 (71) Ленинградский технологический . инс-гйгут им. Ленсовета (72) Г.И.Островский, P.Ø.Абиев и Е.Г.Аксенова (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 1315330, кл. В 28 С 5/00, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 971399, кл. В 01 F Il/04, 1982. . 3. Авторское свидетельство CCCP

Р 701652, кл, В 01 F 11/04, 1976.

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов в системах жидкость-жидкость и жидкостьтвердое и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, микробиологической и других промышленностях для экстракции, перемешивания, выщелачивания и растворения.

Известно устройство для резонанс-. ных колебаний жидкофазных систем (1), имеющее вертикальную емкость с размещенными,в ее полости реакционной зоной и состоящей из нижней жидкостной и верхней газовой пульсационной

- зоной и резонатора в виде двух эксцентрично расположенных тороидальных упругих элементов, размещенных вверху и внизу реакционной зоны, генератора пульсаций, подсоединенного к нижней жидкостной пульсационной зоне. Одна„„Я „„1813547 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОФАЗНЫХ СИСТЕМ (57) В вертикальной емкости с реакционной и пульсационной зонами, упругими элементами, размещенными равно,мерно по высоте емкости, атуцерами ввода и вывода исходных коМпонентов и готовых продуктов, генератором пульсаций, соединенным с ее верхней частью, установлены отделяюцая пульсационную зону от реакционной упругая перегородка и запорный клапан под ней. В результате работы устрой, ства обеспечивается устойчивый резонансный режим колебаний жидкостного столба. 2 ил. \ ко работа такого устройства сопровож дается захватом газа в реакционную зону из верхней сообщающейся с ней газовой пульсационной зоны, что при водит к срыву с резонансного режима и неустойчивой работе устройства.

; Эксцентричное расположение двух тороидальных элементов в верхней и ниж- CH ней частях реакционной зоны хотя и Д способствует возникновению циркуля ции жидкости в ней, что приводит к ловивенил эффективности устройства, )ив

I однако такая их компоновка не позво- .д ляет рассредоточить колеблюцуюся массу, что ведет к повышенным пинамическим нагрузкам на Фундамент и создает ограничения по амплитудам резонансных колебаний.

Известно устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем (2) в 1813547 содержащее вертикальную емкость с размещенными в ее полости реакционной и пульсационной зонами, генератора пульсаций и резонатора в виде заполненных газом пробирок, образующих насадку в реакционной зоне. Конструкция упругих элементов в виде газовых полостей, образующихся в пробирках насадочного слоя, не обеспечивает уСтойчивого резонансного режима, поскольку возможен выброс газа из них, опасность которого возрастает в условиях резонансного режима по мере увеличения амплитуды колебаний. Помимо этого, насадочный слой имеет достаточно большое сопротивление, что снижает амплитуду резонансных колебаний и эффективность работы устройства.

Известно также устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем (3), содержащее вертикальную емкость с размещенными в ее полости. реакционной и пульсационной зонами и резонатором в виде упругого элемента в нижней части реакционной зоны. В процессе работы этого устройства из пульсационной зоны, .функции которой выполняет свободный газовый слой над жидкофазной смесью, в последнюю происходит активный захват газа в виде пузырек., которые опускаются вниз и дрейфу:от около резонатора. С увеличением амплитуды колебаний захват газа. возрастает. Это приводит к изменению собственной частоты колебаний системы за счет снижения в газожидкостной смеси скорости звука на 1-2 порядка и, как следствие, к срыву его работы с резонансного режима, и по этой причине невозможности его работы на больших амплитудах колебаний.

Размещение резонатора в нижней части приводит к повышенным нагрузкам на фундамент, воспринимающим все ее перепады в колеблющейся массе, что еще в большей степени снижает надежность работы устройства и не позволяет обеспечивать его эффективную работу.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и его эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в вертикальной емкости с реакционной и пульсационной зонами, резонатором, штуцерами для ввода и вывода исходных компонентов и готовых. продуктов, генератором пульсаций, соединенным с ее верхней частью, установлены отделяющая пульсационную зону от реакционной упругая перегородка и запорный клапан под ней, а. резонатор выполнен в виде равномерно размещенных по высоте упругих элемен- тов.

При размещении в вертикальной емкости упругой перегородки, отделяю10 щей пульсационную зону от реакционной, исключается захват газа в последнюю из пульсационной зоны, а так-. же и из ее верхней зоны путем отвода. газа с помощью запорного. клапана, установленного,под упругой перегородкой. Благодаря возможности .полного заполнения полости .реакционной зоны " жидкофазной смесью и исключения захвата газа из пульсационной зоны соз20 даются условия для работы устройства в устойчивом резонансном режиме и без ограничения велйчины амплитуды коле"; баний жидкофазной смеси, что обеспечивает повышение надежности работы устройства и его эффективности.

При распределении упругих элементов с равномерным шагом t no высоте реакционной зоны в процессе работы" устройства в плоскостях их размещеgg ния образуются пучности скорости зву" ковой волны в жидкости, -в результате чего колеблющаяся масса жидкости в реакционйой зоне разбивается на области между соседними упругими элементами, причем колебания в каждых двух соседних зонах происходят в противофазе. Для полного уравновешива- ( ния колеблющихся масс число таких областей должно быть четным.

4g Иаг размещения упругих элементов по высоте задается соотношением

Н

t и где n — число упругих элементов (n =

=2,4,6, ...);

Н - высота реакционной зоны, м; а объем газа в резонаторах определяется как

16 ip+ Н f где p - давление в аппарате, Па, D - диаметр аппарата, м;

P„- плотность жидкости, кгlмз;

f - частота колебаний, Гц, В результате при одной и той же амплитуде колебаний динамическая на- грузка на фундамент обратно пропор5 18 циональна количеству упругих элемен- тов. Благодаря этому повышается надежность работы устройства, что дела- ет его легкодоступным в эксплуатации и исключает необходимость в его размещении на мощных фундаментах, снижает негативные явления от вибрации на человека и окружающую среду, На фиг.1 изображен общий вид уст- ройства, используемого в качестве экстрактора.

Устройство содержит вертикальную

:емкость 1. с упругой перегородкой 2, отделяющей пульсационную зону 3 от реакционной 4, запорного клапана 5, . размещенного под упругой перегородкой 2, упругих элементов 6, равномерно размещенных по высоте реакционной зоны 4 с шагом t, штуцеров 7-10 для ввода и вывода жйдкофазной смеси, генератор колебаний 11. . Устройство работает следующим образом.. Реакционную зону 4 вертикальной емкости 1 заполняют жидкофазной тяжелой смесью при открытом запорном клапане 5, через который сбрасывает- . ся вытесняемый ею воздух. После полного заполнения реакционной камеры тяжелой фазой. ее подача прекращается. и запорный клапан 5 закрывается. 3атем включают генератор колебаний, устанавливают необходимую частоту ре зонансных колебаний жидкостного столба и подают легкую и тяжелую фазы через патрубки 7 и 8 и отводят их через патрубки 9 и 10. На фиг.2 изображены варианты выполнения упругих элементов . Предпочтительным является упругий элемент по фиг.2г, так как в этом случае создается дополнительная осевая крутка жидкости в реакционной зоне.

При отсутствии захвата газа в реакционную зону собственная частота колебаний жидкостного столба сохраняется постоянной и резонансный режим колебаний имеет устойчивый характер, что позволяет использовать широкий диапазон амплитуд колебаний, благодаря чему возрастает эффективность и надежность устройства. При равномерном распределении упругих элементов по высоте реакционной зоны колеблюI

Таким образом, предлагаемое решение позволяет обеспечить устойчивый резонансный режим, повысить надежность работы устройства и его эффективность, снизить нагрузку на фундамент более чем в-полтора раза.

Формула изобретения. Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем, содержащее . .Ъ вертикальную емкость с реакционной

40 и пульсационной зонами, упругим элементом, штуцерами для ввода и вывода исходных компонентов и готовых продуктоЬ, генератором пульсаций, сое.диненным с ее верхней частью, о т

45 л и ч а Io щ е е g я тем, что, с целью повышения надежности в работе, I оно снабжено упругой перегородкой, отделяющей пульсационную зону от реакционной, запорным клапаном, уста.50 новленным под перегородкой, и дополнительными упругими элементами, при . этом все упругие элементы равномерно размещены по высоте реакционной зоны.

13547 6 щаяся масса жйдйофазной .смеси рассредотачйвается, :что снйжает нагрузку на фундамент.

Пример конкретного выполненйя.

При растворении в воде"поваренной,со.ли в вертикальной емкости диаметром

0,4 м и высотой 7,0 м эффективное колебательное воздействие, с I - А" f

= 0,035 м/с в резонансном режиме достигается при частоте f = 50 Гц и амплитуде вынужденных: колебаний жидкостного столба А = 0,65 мм. При от- делении реакционной камеры от пульсационной с помощью упругой (резиновой) перегородки, установленной на высоте

6,5 м, и размещении 6 упругих элементов, например, в виде заполненных газом торов объемом Ч = 1,27 .10 M3

20 и воздействии генератором пульсаций через верхнюю газовую полость пульсационной зоны (камеры), поддерживается устойчивый резонансный режим, благодаря чему возрастает коэффициент мас-.

25 сопереноса в полтора раза-,, снижаются ,нагрузка на Фундамент и эксплуатаци-! онные потери в семь раз.

1813547

Составитель Л.Белянова

Редактор З.Хорина Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Заказ 1800 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, >l(-35, Раувская наб,, д. 4/5

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

Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем Устройство для резонансных колебаний жидкофазных систем 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для смешивания компонентов при приготовлении жидких или сыпучих однородных смесей и может быть использовано в пищевой, химической, строительной, комбикормовой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для предотвращения отложений на стенках цистерн в процессе их движения и может быть использовано при транспортировке жидкостей, например нефти и нефтепродуктов, в нефтегазовой промышленности
Наверх