close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1879

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1879
(13)
C1
6
(51) B 01D 3/30
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
РОТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННО-ПЛЕНОЧНЫЙ МАССООБМЕННЫЙ
АППАРАТ
(21) Номер заявки: 1090
(22) 23.12.1993
(46) 30.12.1997
(71) Заявитель: Белорусский
государственный
технологический университет (BY)
(72) Авторы: Ершов А.И., Боровик А.А., Марков В.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный
технологический университет (BY)
(57)
Роторный дисперсионно-пленочный массообменный аппарат, содержащий корпус, внутри которого расположены контактные ступени, каждая из которых содержит вентиляторное колесо, переливное устройство,
диспергирующий элемент, отличающийся тем, что вентиляторные колеса контактных ступеней жестко установлены на общем валу, а переливное устройство каждой ступени выполнено в виде Г-образных трубок,
меньшая часть которых ориентирована противоположно направлению наклона лопаток вентиляторного колеса.
(56)
1. SU, 1369742, МКИ. В01D 3/30, 1988
Фиг. 1
Изобретение относится к устройствам для контактирования газа (пара) с жидкостью и может быть использовано в качестве колонного массообменного аппарата в химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен роторный аппарат, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса и вала, на котором
жестко закреплен ротор, выполненный в виде соосно установленных отбортованных цилиндров, имеющих
щелевые прорези для диспергирования жидкости.
В этом аппарате газ движется параллельно оси вращения снизу вверх, а жидкость диспергируется вращающимися цилиндрами и под действием центробежных сил перемещается от оси ротора к периферии, последовательно
BY 1879 C1
смачивая все цилиндры. Взаимодействие фаз осуществляется в режиме перекрестного тока как на внутренней поверхности цилиндров между пленкой жидкости и газом, так и между струями и каплями диспергированной жидкости и восходящим потоком газа.
Данная конструкция, обладая низким гидравлическим сопротивлением, вследствие слабой диспергации жидкости не обеспечивает высокой эффективности массопереноса и сепарации уносимых газовым потоком капель жидкости при скорости газа более 2,0-2,5 м/с, требует установки внешнего привода для обеспечения вращения ротора,
что приводит к усложнению и удорожанию оборудования, увеличению эксплуатационных затрат, снижает безопасность работы в пожароопасных производствах, ограничивает применение в условиях отсутствия энергопередающих линий.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является контактное устройство для тепломассообменных аппаратов [1], включающее основание с переливным устройством, содержащим переливной патрубок и перфорированный
гидрозатвор, под которым на неподвижной оси установлено вентиляторное колесо с жестко закрепленным диспергирующим элементом, выполненным в виде вертикальных струережущих пластин. Под действием кинетической энергии газа вентиляторное колесо вместе со струережущими пластинами вращается вокруг своей оси. Жидкая фаза с
вышележащей ступени под действием гидростатического напора по переливному патрубку перетекает в гидрозатвор
и через отверстия попадает в контактную зону, где происходит разрушение струй жидкости вращающимися струережущими пластинами с образованием капель и брызг. Взаимодействие фаз происходит в контактной зоне аппарата
между дисперсными частицами жидкости и газовым потоком.
Недостатком тепломассообменных аппаратов, включающих данные контактные устройства в качестве
ступеней контакта, является то, что вентиляторные колеса установлены и вращаются на индивидуальных
осях. При этом в случае применения загрязненных, корозионно-активных или смолообразующих жидкостей
и газовых сред, когда значительно увеличиваются силы трения в подшипниках и на поверхности контакта,
крутящего момента одного вентиляторного колеса окажется недостаточно для вращения диспергирующего
элемента, что приведет к нарушению работы аппарата в целом.
Недостатком данной конструкции является и то, что в ней не используется энергия переливающейся с
одной контактной ступени на другую жидкости для передачи движения диспергирующему элементу.
Задача изобретения - обеспечение эффективного массообмена между фазами и устойчивой работы аппарата с
применением загрязненных, корозионно-активных, смолообразующих жидких и газовых сред, а также улучшение
диспергирования жидкой фазы и ее последующей сепарации в зоне контакта за счет совместного использования энергий газового потока и переливающейся жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что в роторном дисперсионно-пленочном массообменном аппарате, содержащем корпус, внутри которого расположены контактные ступени, каждая из которых содержит вентиляторное колесо, переливное устройство, диспергирующий элемент, вентиляторные колеса контактных ступеней
жестко установлены нa общем валу, а переливное устройство каждой ступени выполнено в виде Г-образных
трубок, меньшая часть которых ориентирована противоположно направлению наклона лопаток вентиляторного
колеса.
На фиг.1 схематично изображен дисперсионно-пленочный роторный массообменный аппарат (главный
вид), на фиг. 2 - разрез (А-А).
Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, общий вал 2, размещенный по оси аппарата,
контактные ступени, каждая из которых включает вентиляторное колесо 3 , опорный конус 4, диспергирующий
элемент в виде диска 5 с лопатками 6, сливной конус 7 и переливное устройство, выполненное в виде переливных Г-образных трубок 8, меньшая часть которых ориентирована противоположно направлению наклона лопаток вентиляторного колеса.
Принцип работы аппарата следующий. Газовый поток при движении снизу вверх на каждой ступени контакта
воздействует на лопатки вентиляторного колеса 3, вызывая вращение вала 2 с закрепленным диспергирующим
диском 5. Под действием гидростатического напора в сливном конусе 7 вышележащей контактной ступени жидкость поступает в переливные Г-образные трубки 8 и подается на диспергирующий диск 5 нижележащей ступени
контакта. Благодаря тому, что меньшая часть каждой Г-образной трубки 8 ориентирована противоположно направлению наклона лопаток вентиляторного колеса 3, достигается совпадение направлений подвода жидкости и
вращения вентиляторного колеса, а следовательно, и окружной скорости вращения диспергирующего диска. Жидкая фаза, получая энергию oт диспергирующего диска 5, приобретает на нем дополнительное вращательное движение и под действием возникающих центробежных сил диспергируется и пере-
2
BY 1879 C1
мещается к стенке аппарата с образованием пленки, стекающей в сливной конус 7, откуда переливается на нижележащую контактную ступень, где движение газовой и жидкой фаз повторяется.
Взаимодействие фаз на ступени контакта осуществляется в результате взаимодействия капель и струй жидкости с газом в пространстве между диспергирующим диском 5 и корпусом аппарата 1, а также между пленкой
жидкости на стенке корпуса 1 и закрученным газовым потоком.
Наличие общего вала, проходящего через каждую ступень контакта, позволяет суммировать крутящий
момент всех вентиляторных колес и получить усилие, достаточное для преодоления трения в подшипниках,
что исключает вероятность заклинивания и нарушения работоспособности аппарата в случае применения загрязненных сред. Кроме того, использование общего вала дает возможность вынести место установки подшипников из зоны контакта с жидкой фазой, что существенно снижает вероятность их загрязнения и
повышает устойчивость работы.
Применение Г-образных переливных трубок, нижние концы которых ориентированы противоположно направлению наклона лопаток вентиляторного колеса, позволяет суммировать скорости переливающейся жидкости и вращающегося диспергирующего диска на каждой контактной ступени, а следовательно, увеличить
частоту вращения вала, улучшить диспергирование жидкой фазы и ее сепарацию после контакта с газовым потоком.
Использование диспергирующих дисков дает возможность не только разгонять жидкую фазу перед ее диспергированием в контактной зоне, но и позволяет отказаться от установки гидрозатвора.
Наличие вертикальных лопаток улучшает диспергирование и сепарацию жидкой фазы, расширяя диапазон устойчивой работы аппарата.
Фиг. 2
Cоставитель Т. С. Волосевич
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 7023
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
патент, by1879
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа