Устройство для дегазации жидкости
Владельцы патента RU 2383381:
Общество с ограниченной ответственностью "НПО Термовихрь" (RU)
Изобретение относится к устройству для удаления газа из жидкости и может быть использовано в пищевой, химической, нефтяной отраслях промышленности, а также в фармацевтике, медицине и в энергетике на тепловых станциях для деаэрации питательной воды. Устройство содержит дегазирующий элемент, отверстия в корпусе дегазирующего элемента для входа исходной жидкости и выхода дегазированной жидкости и газа, резервуар для их сбора. Дегазирующий элемент выполнен в виде вихревого термогенератора с кавитатором. Кавитатор выполнен в виде элемента, перекрывающего полость термогенератора, с коаксиальной выемкой в форме усеченного конуса и со сквозными отверстиями, сообщающими полость над и под кавитатором. Полость под кавитатором сообщена с резервуаром для сбора жидкости и газа, при этом резервуар имеет отверстие для отвода жидкости, соединенное через насос, клапан и трубопровод с входной полостью вихревого термогенератора, и отверстие для отвода газа, соединенное через трубопровод и клапан с выходным отверстием вихревого термогенератора. Технический результат: повышение степени дегазации жидкости и интенсификации этого процесса. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к устройствам для удаления газа из жидкости и может быть использовано в пищевой, химической, нефтяной отраслях промышленности, а также в энергетике для деаэрации питательной воды, в фармацевтике и медицине.
Известно устройство для дегазации жидкости (см. изобретение СССР по авт. св. №1095502, М.кл4. B01D 19/00 от 10 ноября 1982 г.), содержащее кавитационный насадок, подводящую и отводящую трубу, газоотводящий патрубок. Кавитационный насадок выполнен с каналами в виде спиралей Архимеда и цилиндрической вихревой камерой, в центре которой размещен входной конец газоотводящего патрубка. Устройство обеспечивает образование кавитационной зоны с сильным разрежением протекающей через нее жидкости в вихревой камере.
Недостаток известного устройства заключается в неудовлетворительной степени дегазации протекающей через устройство жидкости, которая (степень дегазации) обусловлена отсутствием нагрева жидкости как одного из важнейших факторов интенсификации процесса дегазации и многократного прохода жидкости через кавитационный насадок.
Известно другое устройство для дегазации жидкости (см. изобретение СССР по авт. св. №1055532, М.Кл.3 B01D 19/00 от 22 июля 1982 г.), содержащее камеру с патрубками для входа и выхода жидкости с кавитационными элементами, выполненными в виде цилиндров, расположенных в камере рядами, емкость высокого разрежения. Цилиндры выполнены в виде трубок с отверстиями в боковой поверхности со стороны выхода жидкости. Открытые торцы трубок сообщены с полостью емкости высокого разрежения. В жидкости, проходящей через щели в дегазационной камере, образованные трубками и стенкой камеры, давление падает до величины, близкой к давлению насыщенных паров жидкости, с образованием каверн за трубками, которые отсасываются в емкости высокого разрежения. Дегазированная жидкость по выходным патрубкам поступает в резервуар.
Недостаток известного устройства заключается в неудовлетворительной степени дегазации протекающей через дегазационную камеру жидкости, которая (степень дегазации) обусловлена отсутствием нагрева жидкости как одного из важнейших факторов интенсификации процесса дегазации.
Известно также устройство для дегазации жидкости (см. изобретение СССР №915878, М.Кл.3 B01D 19/00 от 8 августа 1980 г.), содержащее камеру с патрубками для входа жидкости и для выхода жидкости и газа, в которой установлены кавитационный элемент, выполненный в виде шара с центральной полостью и радиальными каналами и снабженный трубкой с отверстиями, соединяющими одни из каналов с патрубками выхода газа.
Поток жидкости, поступая в камеру, в самом узком месте, обтекая кавитационный элемент, достигает максимум скорости и минимум давления. При снижении величины давления до некоторого значения РКР возникает кавитация в виде стационарной каверны. Кавитация начинается с выделения газа из жидкости при давлении выше насыщенных паров.
Недостаток известного устройства заключается в неудовлетворительной степени дегазации протекающей через дегазационную камеру жидкости, которая (степень дегазации) обусловлена отсутствием нагрева жидкости как одного из важнейших факторов интенсификации процесса дегазации.
Последнее устройство по своим признакам и функциям является наиболее близким к заявляемому объекту.
Задачами заявляемого устройства для дегазации жидкости являются повышение степени дегазации жидкости и интенсификации его процесса.
Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве для дегазации жидкости, содержащем дегазирующий элемент с кавитатором, отверстия в корпусе дегазирующего элемента для входа исходной жидкости и выхода дегазированной жидкости и газа, резервуар для их сбора, отверстие для входа исходной жидкости выполнено в виде тангенциального патрубка, а дегазирующий элемент выполнен в виде вихревого термогенератора с кавитатором, кавитатор выполнен в виде элемента, перекрывающего полость термогенератора, с коаксиальной выемкой в форме усеченного конуса и со сквозными отверстиями, сообщающими полости над и под кавитатором, причем последняя полость сообщена с резервуаром для сбора жидкости и газа, при этом резервуар имеет отверстие для отвода жидкости, соединенное через насос, клапан и трубопровод с входной полостью вихревого термогенератора, и отверстие для отвода газа, соединенное через трубопровод и клапан с выходным отверстием вихревого термогенератора.
Нагрев жидкости, ее многократный оборот через вихревой термогенератор, постоянный отбор газовой составляющей являются техническим результатом заявляемого устройства для дегазации жидкости.
Технический результат направлен на повышение интенсификации процесса и степени (уровня) дегазации жидкости.
На приведенных чертежах иллюстрируется в качестве примера реализация изобретения "Устройство для дегазации жидкости", подтверждающее возможность его промышленного применения при использовании всей совокупности признаков, где:
на Фиг.1 - схематическое изображение устройства;
на Фиг.2 - поперечный разрез А-А термогенератора.
Устройство для дегазации жидкости содержит вихревой термогенератор 1 с тангенциальным патрубком 2 и отверстием 3 в его корпусе соответственно для входа жидкости и выхода жидкости и газа. Последнее отверстие сообщено с резервуаром 4. Труба 5 вихревого термогенератора перекрыта в нижней части кавитатором 6 с коаксильной выемкой в форме усеченного конуса и со сквозными отверстиями "а", сообщающими полости над и под кавитатором 6. Угол конуса при вершине находится в пределах 30-60°. Полость под кавитатором 6 сообщена с резервуаром 4 для сбора жидкости и газа, а также через отверстие 7, трубопровод 8, насос 9 и клапан 10 с входной полостью термогенератора 1 через отверстие 11.
Верхняя полость резервуара 4 через отверстие 12 в его стенке, трубопровод 13, клапан 14 и отверстие 15 в стенке корпуса термогенератора 1 сообщена с полостью последнего. Эта же полость термогенератора 1 через отверстие 16 и трубопровод 17 соединена с установкой (не показано) для утилизации воздуха.
Устройство для дегазации жидкости работает следующим образом. Исходная жидкость под избыточным давлением через тангенциальный патрубок 2 поступает во входную часть корпуса термогенератора 1 и закручивается по спирали Архимеда, сообщая потоку жидкости вихревые движения. Далее поток движется поступательно и вращательно в направлении к кавитатору 6 через трубу. Ее внешний закрученный поток нагревается до температуры 80-90°С, а в приосевом потоке возникает зона пониженного давления с более низкой температурой. Повышение температуры жидкости способствует повышению давления в ней насыщающих паров жидкости, а понижение давления в приосевой зоне потока способствует выделению газа из жидкости. Сталкиваясь с кавитатором 6, потоки с разной скоростью и давлением образуют пузырьки. Через сквозные отверстия "а" на конической поверхности кавитатора газ (свободный и в форме пузырьков) отводится в полость под кавитатором 6, где пузырьки, проходя через отверстие "а", схлопываются.
Через эти же (каналы) отверстия "а" проходит и дегазированная жидкость. И газ, и дегазированная жидкость поступают в резервуар 4 через отверстие 3. Жидкость, дегазированная как более тяжелая фракция, насосом 9 через отверстие 7, трубопровод 8 и клапан 10 поступает во входную полость вихревого термогенератора 1 для повторного вакуумирования. Газ из верхней полости резервуара 4 через отверстие 12, трубопровод 13, клапан 4 и входную полость вихревого термогенератора 15 поступает за счет перепада давления в полость с более низким давлением через отверстия 15, 16 и трубопровод 17 для последующей его утилизации.
Таким образом, нагрев жидкости, ее многократный оборот через вихревой термогенератор, постоянный отбор газовой составляющей из жидкости позволяют получить жидкость с более высокой степенью дегазации.
Перечень позиций к заявке (фиг.1)
«Устройство Для дегазации жидкости»
1 - термогенератор вихревой
2 - тангенциальный патрубок
3 - отверстие
4 - резервуар
5 - труба термогенератора
6 - кавитатор
7 - отверстие
8 - трубопроводы
9 - центробежный насос
10 - клапан
11 - отверстие
12 - отверстие
13 - трубопровод
14 - клапан
15 - отверстие (в термогенераторе)
16 - отверстие
17 - трубопровод
"а" - отверстие в кавитаторе
Устройство для дегазации жидкости, содержащее дегазирующий элемент с кавитатором, отверстия в корпусе дегазирующего элемента для входа исходной жидкости и выхода дегазированной жидкости и газа, резервуар для их сбора, отличающееся тем, что отверстие для входа исходной жидкости выполнено в виде тангенциального патрубка, а дегазирующий элемент выполнен в виде вихревого термогенератора с кавитатором, кавитатор выполнен в виде элемента, перекрывающего полость термогенератора, с коаксиальной выемкой в форме усеченного конуса и со сквозными отверстиями, сообщающими полости над и под кавитатором, причем последняя полость сообщена с резервуаром для сбора жидкости и газа, при этом резервуар имеет отверстие для отвода жидкости, соединенное через насос, клапан и трубопровод с входной полостью вихревого термогенератора, и отверстие для отвода газа, соединенное через трубопровод и клапан с выходным отверстием вихревого термогенератора.
