Устройство для взаимодействия газа и жидкости

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()858856 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.12.79 (21) 2855415/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В О! D 3/30

Гооударотвеииый комитет (53) УДК 66.015. .23.05 (088.8) Опубликовано 30.08.81. Бюллетень №32

Дата опубликования описания 05.09.81 по делам изобретеиий и открытий

Н. П. Рябченко, П. П. Любченков, И. В. Водяйпцка 1 и С. С. Самедов! (72) Авторы изобретения

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель

1 с

Ф (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА И ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для взаимодействия газа (пара) и жидкости и может быть использовано для проведения процессов тепломассообмена в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях.

Известно контактное устройство для проведения процесса массообмена, состоящее из цилиндрического корпуса, плоской горизонтальной тарелки с перфорациями и направляющей спиральной пластиной и трубчатой переливной системы (1).

Известен теплообменный аппарат, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса, закрытого с торцов двумя плоскими крышками, через которые пропущен полый подвижной вал, и направляющих пластин, выполненных в виде многозаходной спи- 15 рали. Внутри полого вала установлена шнековая вставка (2).

Известная конструкция обладает рядом недостатков.

Направляющим пластинам необходимо сообщение вращения от внешнего источника, что приводит к дополнительным затратам энергии. Конструкция аппарата сложна в изготовлении и содержит неразборные узлы. Это затрудняет чистку всего аппарата.

Кроме того, в аппарате предусмотрено hpoтивоточное движение фаз в зоне контакта, что сужает рабочий диапазон нагрузок по фазам и не обеспечивает устойчивое распыление жидкой фазы.

Цель предлагаемой конструкции — создание устойчивого режима работы устройства в широком диапазоне нагрузок по фазам, обеспечение разборки устройства, упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вертикальной перегородкой, а направляющие пластины поочередно прикреплены одним концом к противоположным сторонам перегородки, при этом другой конец каждой пластины установлен на расстоянии от перегородки и выполнен с перфорацией.

На фиг. 1 показано устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 — то же, горизонтальный.

Устройство для взаимодействия газа и жидкости состоит из горизонтального цилиндрического корпуса 1, закрытого с торцов двумя плоскими крышками 2, 3 с патрубками подвода жидкости 4 и газа 5, и

858856

Формула изобретения

55 коаксиальных цилиндрических направляющих пластин 6 — 8, которые поочередно прикреплены одним концом к противоположным сторонам перегородки 9, а другой конец каждой пластины установлен на расстоянии от перегородки и образует с перегородкой прямоугольные окна 10 — 12 для прохода газа.

Коакснально цилиндрические направляющие пластины прикреплены к вертикальной перегородке 9 с помощью разборного болтового соединения. Окно каждой предыдущей направляющей пластины расположено с противоположной стороны основания по отношению к окну последующей пластины.

Края направляющих пластин выполнены с перфорациями 13 — 15. Для отвода жидкости устройство снабжено патрубком 16, для отвода газа — патрубком 17.

Крышки 2 закреплены на корпусе 1 с помощью шпилек 18.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.

Жидкость подается во внутренний цилиндр через патрубок 4 и заполняет его нижнюю часть. Через патрубок 5 поступает пар и захватывает жидкость. Жидкость движется по криволинейной траектории. В результате этого возникают центробежные силы, которые формируют жидкость в виде пленки, движущейся в направлении окна

10. Достигнув перфораций 13, пленка жидкости продавливается центробежными силами через перфорации 13, в результате чего между цилиндрами 6 и 7 вблизи окна 10 создается распыленный жидкостный поток.

Газовая фаза выходит через окно 10 и движется между цилиндрами 6 и 7 через поток жидкостных струй, захватывая и распыляя их. Далее газо-жидкостная распыленная система движется по криволинейной траектории между цилиндрами 6 и 7. Возникают центробежные силы, которые сепарируют жидкую фазу в виде пленки. Последняя увлекается паровым потоком в направлении перфорации 14. Дробление жидкости и взаимодействие ее с паром в пространстве между цилиндрами 7 и 8 происходит аналогично. При выходе газовой фазы через окно

12 жидкая фаза, прошедшая через перфорации 15, захватывается им, движется опять по криволинейной траектории, сепарируется под действием центробежных сил, образует пленку и выводится из устройства через патрубок 16. Пар выводится из устройства через патрубок 17.

Итак, конструкция аппарата может быть полностью разобрана для чистки и профилактического ремонта. Для этого снимаются крышки 2 и 3, корпус отделяется от перегородки 9 и затем снимаются коаксиальные направляющие пластины 6 — 8. Создаются условия для свободного доступа ко всем

З0 узлам аппарата. Сочетание этих элементов обеспечивает устойчивый режим работы аппарата и исключает проскакивание газовой фазы без контакта ее с жидкостью при изменении режимных нагрузок.

В случае увеличения среднерасходной скорости газовой фазы скорость движения жидкости также увеличивается (эа счет сил трения), что приводит к усилению распыления жидкости в области перфораций

13 — 15. Если скорость газовой фазы меньше рабочей, то количество накапливаемой жидкости в полостях каждой цилиндрической направляющей 6 — 8 увеличивается. Это приводит к уменьшению свободного сечения, а следовательно, к увеличению скорости газовой фазы между направляющими.

Таким образом, достигается восстановление рабочей скорости и обеспечение интенсивного взаимодействия фаз независимо от колебания нагрузок.

Следует отметить достоинства предлагаемой конструкции по сравнению с известной.

Это обеспечение устойчивого режима работы независимо от колебания нагрузок, а также то, что конструкция устройства полностью разбирается, этим обеспечивается свободный доступ ко всем узлам аппарата. В известном устройстве это невозможно.

Предлагаемое устройство проще в изготовлении и не требует для проведения процесса затрат механической энергии.

Экономический эффект может быть получен за счет уменьшения энергетических и капитальных затрат, а также за счет сокращения потерь перерабатываемых продуктов.

Устройство для взаимодействия газа и жидкости, состоящее из горизонтального корпуса, закрытого с торцов двумя плоскими крышками с патрубками для подвода жидкости и газа, и коаксиальных цилиндрических направляющих пластин, отличающееся тем, что, с целью создания устойчивого режима работы устройства в широком диапазоне нагрузок по фазам, обеспечения разборки устройства и упрощения его конструкции, устройство снабжено вертикальной перегородкой, а направляющие пластины поочередно прикреплены одним концом к противоположным сторонам перегородки, при этом другой конец каждой пластины установлен на расстоянии от перегородки и выполнен с перфорацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 365156, кл. В 01 D 3/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 588997, кл. В 01 D 3/30, 1975 (прототип).

858856

y/77@

Составитель A. Сондор

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 7398/И Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4