Тепломассообменный аппарат

 

Союз Советских

Соа(ивлистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 709107 с ( (51)М. Кл.

В 01 О З/З0 (61) Дополнительное к авт. сеид-ау(22) Эаявлено 06Х1476 (21) 2345009/2 3-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.0180. Бюллетень HP 2

Дата опубликовании описании 2 0 0 1 . 8 0 .

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 88.015. .23.05(088 ° 8) (72) Автор изобретения

П.П. Ермаков (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННИЙ АППАРАТ

Изобретение относится к тепломассбобменным аппаратам для процессов взаимодействия газ (пар) — жидкость и может применяться, например, для процессов абсорбции, ректификации и других, а также в химической, пищевой и других отраслях промьпаленности.

Известен аппарат для взаимодействия, например, газа (пара) и жидкости, содержащий лопасти осевого вентилятора (1).

Известен аппарат, содержащий центральный вал, на котором укреплены центробежнйе лопатки (2) .

Известен аппарат, в котором имеются вращающиеся лопатки (3) для сепарации жидкости.

У всех этих аппаратов процессы теплообмена недостаточно эффективны и производительны из-за ограничения стока жидкости, так как сток осуществляется под действием силы гравитации и в большинстве случаев при сливе газ движется противотоком1Ч.

Недостаточная эффективность процессов теплообмена объясняется малой поверхностью контакта фаз, отсутствием колебаний газа, жидкости, кави30 тации в жидкости, наличием мертвых зон в аппарате.

Известен аппарат, корпус, которого снабжен генераторами магнитного поля и на тарелках которого расположены ферромагнитные частицы.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с переливными устройствами и ротор, снабженный лопастями; каждая лопасть выполнена в виде расположенных одна над другой двух наклонных пластин, верхняя из которых наклонена к стенкам корпуса, а нижняя — в сторону ротора .

В известных аппаратах не создаются ультразвуковые колебания, что снижает эффективность движения фаз.

Пель изобретения — интенсифицировать процесс путем обеспечения ультразвуковых колебаний и увеличения зоны контакта фаз.

Предлагаемый аппарат, содержащий корпус, расположенные в неM неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротор в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой. лопатками, об709107 разующими щели для прохода фаз, снабжен перфорированным цилиндром, прикрепленным к внутренним стенкам корпуса, верхняя часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижняя часть расположена над нижележащей лопаткой.

Целесообразно вышележащую лопатку выполнить в виде осевого вентилятора, а нижележащую лопатку выполнить в виде центробежного вентилятора; снаружи корпуса по его высоте установить генераторы магнитного поля, а на тарелках расположить ферромагнитные и неферромагнитные частицы, ферромагнитные частицы выполнить продолговатыми.

На фиг. 1 изображен аппарат, ripoдольный разрез; на фиг. 2 — вид с торца лопаток (сплошные стрелки ток жидкости, пунктирные - ток газа).

Аппарат содержит цилиндрический 20 корпус 1, выполненный иэ немагнитного матеоиала, например нержавеющей стали, стекла, керамики, пластмассы, снабженный генераторами 2 вращающихся магнитных полей, например стато- 25 рами асинхронных электродвигателей.

Внутри корпуса установлен перфорированный цилиндр 3, перфорация которого представляет собой продольные пазы, перфорированные тарелки 4 с переливным патрубком 5, верхняя цилиндрическая часть которого, лежащая над тарелкой, выполнена перфорированной, например, с продольными пазами. На центральном валу 6 укреплены диски 7, которые прикрывают верхний торец переливного патрубка.

На дисках расположены лопатки 8 в виде центробежного вентилятора, а над ними лопатки 9 в виде осевого вентилятора. Верхняя часть нижних 40 центробежных лопаток 8 и нижняя часть верхних осевых лопаток 9 образуют сливные желоба 10. На тарелках помецены ферромагнитные частицы круглой и продолговатоЙ Форьы, т.е. отноше- 45 ние длины частиц к их диаметру более 3, и неферромагнитные частицы круглой или продолговатой формы из стекла, керамики, пластмассы, цветных металлов или нержавеющих сталей. 50

Перфорация переливного патрубка и тарелки выбирает<у такой, чтобы не провалились и не проскакивали частицы.

Переливкой патрубок выполнен из ферромагнитного материала. Центр генех. 1р раторов лучше всего располагать на — высоты расстояния между тарелкой и низом лопастей.

Цилиндр 3 и тарелка выполнена иэ неферромагнитного материала.

Аппарат работает следующим обра- 60 эом.

Газ в аппарат подают снизу, а жидкость сверху. Вращающееся магнитное поле генераторов 2 воздействует на ферромагнитные частицы, которые вра- 5 щаются вокруг своей оси симметрии и движутся по окружности.

Центральный вал б вращается совместно с дисками 7, центробежными 8 и осевыми 9 лопатками. Газ, проходя через отверстия таоелок 4, заставляет кипеть неферромагнитные частицы и стекающую по тарелке жидкость и, взаимодействуя с вращающимися ферромагнитными частицами, движется по спирали вверх, создавая во всем объеме газожидкостную эмульсию. Проходя центробежные лопатки 8, газожидкостная эмульсия сепарируется, и по желобу 10 жидкость сливается на перфорированный цилиндр 3.

Лопатки 9 осевого вентилятора компенсируют потерю давления газа на тарелке. Кроме основного спирально-вертикального потока, гаэ циркулирует между соседними тарелками, т. е. благодаря лопаткам центробежного вентилятора гаэ засасывается совместно с жидкостью через пазы переливного патрубка 5 и поступает в верхнюю часть нижележащей тарелки, с которой осевым вентилятором отбрасывается на вьыележащую тарелКу

Жидкость, поступившая с потоком газа через переливной патрубок на диск 7 и лопатки 8 нижележащей тарелки, под действием центробежной силы их и потока газа течет по лопаткам к периферии и под напором вертикального потока газа стекает в желоб 10, с которого струя жидкости по касательной ударяется о цилиндр 3. Закрученный поток жидкости с большой скоростью стекает IIQ спирали вниз, при проходе продольных пазов цилиндра 3 в потоке жидкости возникают ультразвуковые колебания и соответственно кавитационные IIpGцессы. Частицы, соударяясь друг с другом и с пазами цилиндра, создают различные колебания газа и жидкости.

Вследствие поступления газожидкостной эмульсии на лопатки центробежного вентилятора часть жидкости циркулирует на тарелке.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, расположенные в нем неподвижные тарелки с центральными переливными патрубками и ротоо в виде вала с прикрепленными к нему расположенными одна над другой лопатками, образующими щели для прохода фаз, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем обеспечения ультразвуковых колебаний и увеличения эоны контакта фаэ, он снабжен перфори- . рованным цилиндром, прикрепленным

709107

S y

Фиг.f

Составитель С ° Баранова

Редактор Е. Корина Техред О.Андрейко Корректор A. Гриценко

Заказ 8635/5 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ф.>лиля ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 к внутренним стенкам корпуса, верхняя часть каждого переливного патрубка выполнена перфорированной, а нижняя часть расположена над нижележащей лопаткой.

2. Аппарат по п . 1, о т л и ч а юшийся тем, что, вышележащая лопатка выполнена в виде осевого вентилятора, а нижележащая лопатка — в виде центробежного вентилятора.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ичающий с я тем, что он снабжен установленными снаружи корпуса по

Ьго высоте генераторами эагнитного поля и расположенными на тарелках ферромагнитными и неферромагнитными частицами.

4. Аппарат по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что ферромагнитные частицы выполнены продолговатыми.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 76513, кл. В 01 D 3/30, 1952.

2. Авторское свидетельство СССР

М 192750, кл. В 01 0 3/30, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

9 222325, кл. В 01 D 3/30, 1970.

4, Авторское свидетельство СССР

М 429826, кл. В 01 D 3/30, 1973 (шьототип1.