SU1607867A1

SU1607867A1 - Устройство дл механического удалени газов из жидкости

Info

Publication number: SU1607867A1
Application number: SU884467298A
Authority: SU
Inventors: Валентин Александрович Шарапов; Михаил Иванович Рунов; Сергей Михайлович Луценко
Original assignee: Предприятие П/Я А-3732
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1990-11-23

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл дегазации жидкости и может быть использовано в технологических процессах химической, нефтедобывающей, пищевой, энергетической и других отрасл х промышленности. Цель изобретени - повышение эффективности дегазации жидкости. Устройство содержит емкость, установленный в ней полый вал с полыми лопаст ми осенесимметричного профил , полости которых сообщены с полым валом через отверсти в его стенках. Емкость разделена горизонтальными перегородками с переливными отверсти ми на русы, в которых расположены лопасти. К лопаст м прикреплены кавитационные пластины. При вращении лопастей в зоне кавитационных пластин создаетс разрежение, вызывающее диффузию растворенного газа, который, десорбиру сь, через полые лопасти и вал отводитс из аппарата. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс к устройствам дл дегазагщи жидкостей и может быть использовано в технологических процессах химической, нефтедобывающей, пищевой, энергетической и других от- расл х промьшшенности.

Цель изобретени вл етс повышение эффективности дегазации жидкости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез| .на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1| на фиг.З - разрез Б-В на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг, К

Устройство содержит емкость 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, .в котором установлены горизонтальные перегородки 4 с диаметрально противоположными переливными отверсти ми 5, раздел ю1 ще емкость на русы, а на

; боковых поверхност х имеютс отража- тельные пластины 6, вертикальный полый вал 7 с. отверсти ми 8, торцовые -части которого зaглyшe tы, коллектор 9, полость которого сообщаетс с полым валом 7 через отверсти 10. На полом валу 7 русно закреплены полые лопас- |Ти 1 1, разделенные перегородками 4.. Полые лопасти выполнены в виде осене- симметричных полупрофилей с р дом от- ;верстий 12 в кормовой части, а сверху и снизу к лопаст м наклонно прикреп- ленным кавитационные пластины 13, верхн из которых расположена под . yглoм oi, 7-10 к оси полупрофил по направлению к верхним русам, а ниж-. н .- под углом .3-5° к оси полупрофил по направлению к нижним русам .

С5 О

00

с:)

В пластинах вьтолнены внутренние сужающиес в направлении, обратном вращению вала, сквозные каналы 14.

10

15

что при обтекании жидкостью осенесим- метричных профилей лопастей с установ- ленньми на: них несимметрично кавитаци- онными пластинами 13 под и над лопаст ми создаетс разность давлений. Под действием этой разности давлений жидкость получает в момент прохождени . переливных отверстий дополнительный восход щий импульс при ее перемеи;ении из нижних жидкостных камер в верхние, увеличивает производительность устройства .

Из нижнего руса жидкость через отверсти 5 в горизонтальной перегородке 4 поступает в вышерасположенные руса, где оставшиес не выделенными растворенные газы удал ютс аналогичным путем. Така обработка одного и ,

разом.

В емкость 1 через патрубок 2 поПлощади отверстий в кормовой части лопастей выполнены уменьшающимис по мере приближени к оси вращени вала. Между верхней и нижней кавитационны- ми пластинами установлены вертикальные перегородки 15. Устройство снабжено приводом 16 вращени вала, сепаратором 17 и источником 18 создани . вакуума (насосом).. Полости лопастей сообщены через отверсти 8 в стенке вала с полостью вала, котора через отверсти 10 сообщена с коллектором 9 и через сепаратор 17 с источником 18 вакуума.

Отверсти 8 в стенке вала выполнены с уменьшающейс площадью от нижних 20 того же потока жид кости происходит по- к верхним русам. следовательно, непрерывно и многоУстройство работает следующим об- кратно в кшэдой вьш1ерасположенной

жидкостной камере, обеспечива удаление из нее растворенных газов, тем са- ступает жидкость, в которой растворён 25 мым снижа их концентрацию до допусти- газ. Привод 16 приводит во вращение мых норм.

полый вал 7 с полыми лопаст ми 11. Отражательные пластины 6, установ- Как только лопасти 11 наберут установ- ленные на боковых поверхност х каж- ленную скорость, котора обеспечивает образование в пространстве между кавитационными пластинами 13 устойчивой кавитационной (вакуумной) зоны , включаетс в работу источник 18 вакуума.

При этом на границе 1 авитационной зоны происходит диффузи растворенных газов, т.е. протекает процесс десорбции. Кроме того, вытекаюшце с большой скоростью из внутренних сужаю1тихс сквозных .каналов 14 струи жидкости пронизывают прилегающий к кавитационной зоне объем жидкости с ее одновременным перемешиванием. При этом струи жидкости передают прилегающим сло м жидкости за счет внутреннего трени часть своей кинетической энергии, привод их в движение. В пространстве, которое занимают эти слои, возникает разрежение. Снижение давлени заставл ет жидкость подсасы- 50 реливные отверсти в перегородках ватьс в эту часть пространства и при увеличивают путь истечени жидкости этом из нее в кавйтационную зону до- .из камеры в камеру, что удлин ет врем обработки. Форма полой лопасти г в виде осенесимметричного профил .

При вращении лопастей 11 в русных ;большей вьтуклостью обращенной вверх, жидкостных камерах с установленной и разные углы наклонов верхней и ниж- скоростью помимо радиальной циркул ции жидкости еще создаетс дополнительна осева скорость за счет того,

35

дои жидкостной камеры, предотвращают 30 вращение жидкости в пристенном слое, образование воронки и способствуют турбулизации этого сло , а тем самым и выделению растворенных газов. Выделившиес в кавитационных зонах растворенные газы через отверсти 12, полые лопасти 11, отверсти 8, полый вал 7 и отверстие 10 в нем, коллектор 9 поступают в сепаратор 17, где отдел етс капельна жидкость и источником 18 вакуума выбрасываетс на ком- примирование в технологический процесс или в атмосферу, а дегазазированна жидкость через патрубок 3 поступает в технологический процесс.

Горизонтальные перегородки образзтот в емкости по высоте р д русных жидкостных камер, что позвол ет подвергать один и тот же поток жидкости многократной обработке лопаст ми. Пе40

45

полнительно выдел етс растворенный газ.

ней кавитационных пластин обеспечивают жидкости в момент прохождени лопаст ми переливных отверстий за счет

того же потока жид кости происходит по- следовательно, непрерывно и многоОтражательные пластины 6, установ- ленные на боковых поверхност х каж-

0 реливные отверсти в перегородках увеличивают путь истечени жидкости .из камеры в камеру, что удлин ет врем обработки. Форма полой лопасти г в виде осенесимметричного профил .

5

дои жидкостной камеры, предотвращают 0 вращение жидкости в пристенном слое, образование воронки и способствуют турбулизации этого сло , а тем самым и выделению растворенных газов. Выделившиес в кавитационных зонах растворенные газы через отверсти 12, полые лопасти 11, отверсти 8, полый вал 7 и отверстие 10 в нем, коллектор 9 поступают в сепаратор 17, где отдел етс капельна жидкость и источником 18 вакуума выбрасываетс на ком- примирование в технологический процесс или в атмосферу, а дегазазированна жидкость через патрубок 3 поступает в технологический процесс.

Горизонтальные перегородки образзтот в емкости по высоте р д русных жидкостных камер, что позвол ет подвергать один и тот же поток жидкости многократной обработке лопаст ми. Пе0

5

;большей вьтуклостью обращенной вверх, и разные углы наклонов верхней и ниж-

созлаваемой разности давлений под и - над лопаст ми дополнительный восход щий поток и тем самым увеличипа- етс производительность устройства.

Кавитационные пластины способствуют созданию устойчивых зон разрежени за счет высокой турбулизации потока жидкости в хвостовой части лопастей и по вл ющейс вследствие этого разности парциальных давлений растворенного газа в жидкости, движущейс поперек поверхности пластин и в райо- .не кавитационной полости, что приводит к дополнительной десорбции растворенного газа в полости лопастей.

Внутренние сужающиес сквозные каналы, выполненные в кавитационных пластинах, обеспечивают создание струй жидкости с повьпиенной скоростью

Вертикальные перегородки, установленные между кавитационными пластинами , предотвращают радиальные перетоки жидкости внутри полости разрежени вдоль кормовой части полупрофилей лопастей от центра к периферии и тем самым исключаетс возмол ность попадани ее внутрь полостей.

Экспериментально установлено, что оптимальными углами установки кавитационных пластин вл ютс : .верхн пластина Ы) к оси профил по направлению к верхним русам, нижн О о-З-З к оси профил по направлению

к нижним. Уменьшение углов наклона меньше 7° верхней пластины и З нижней приводит к снижению скорости десорбции , а также к уменьшению полезного активного объема кавитационной полости.

Увеличение углов наклона пластин более 10° верхней и 5° нижней приводит к резкому увеличению гидравличес- кого сопротивлени и, как следствие, увеличению энергозатрат на привод лопастей . При этом существенного увелиХченй скорости десорбции газа не про- исходит.

Выполнение отверстий в кормовой части полых лопастей с переменной площадью, уменьшающейс в р ду по мере приближени к оси вращени вала, . выравнивает гидравлические сопротнв- ;-лени , что создает услови дл равномерного отсоса вьщел емых из жидкости газов по сечению лопасти.

Выполнение площадей отверстий в вертикальном полом вале переменными

5

0

5

0

5

0

5

0

5

по высоте, уменьшающимис от нижнего руса к верхнему также способствует выравниванию гидравлических сопротив- лений и равномерному отсосу выдел е- Мых газов по высоте емкости.

Испытывают устройство, состо щее из емкости объемом 10 л, в которой устанавливаетс полый вал с коллек- тором в верхней части, а в нижней в три руса закрепл ютс полые лопасти, наружна поверхность которых имеет перфорацию, причем лопасти имеют пр мо противоположный наклон. Вал с рус- но --расположенными полыми лопаст ми приводитс во вращательное движение от электродвигател мощностью 200 Вт (известный).

Предлагаемое устройство, состо щее из емкости, снабженной горизонтальными перегородками с противоположно расположенными переливными отверсти м11, полого вертикального вала с отверсти ми , в верхней части которого устанавливают коллектор, а в нижней в три руса закрепл ют полые лопасти, выполненные в виде осенесимметричного полупрофил , в кормовой части которого несимметрично прикреплены кавита- ционные пластины с углам установки верхн oi.)7-10°, нижн . В пластинах выполнены внутренние сужающиес сквозные каналы. В качестве исходной испытываемой среды служ11т пресна вода с содержанием в ней растворенного кислорода 11,8 мг/л. Установленные обороты вала, при которых образуютс устойчивые кавитационные вакуумные зоны вокруг лопастей и между кавитационными пластинами, в обоих случа х находились в пределах 8- 8,4 об/с. Выдел емый из воды растворенный кислород через полые лопасти, полый.вал, коллектор и сепаратор отво-. дитс в атмосферу с помощью вакуум- насоса.

Определение содержани в воде растворенного кислорода до и после его механического удалени осувдествл ют иодометрическим методом по Винклеру.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как показывают испытани , предла- гаемое устройство позвол ет снизить остаточное содержание растворенного кислорода Б воде примерно в 13- 14 раз по сравнению с известным.

Claims

1. Устройство дл механического удалени газа из жидкости, включающее емкость с входным и выходным патрубками , вертикальный полый вал с отверс ти ми в его стенке, русно закрепленные на валу полые лопасти, полости , которых сообщены через отверсти с йолостью вала, соединенной с источни- ком вакуума, привод вращени вала, :О т- л.;и чающеес тем, что, с целью повьпнени эффективности про- ; цесса дегазации жидкости, оно снабжено : расположенными русами между лопаст ми горизонтальными перегородками с переливными отверсти ми на противоположных .их концах, полые лопасти выполнены в виде осенесимметричньк полупрофи- лей с р дом отверстий в кормовой части и снабжены кавитационными плас тинами, установленными наклонно к оси поперечного сечени профил и

прикрепленными к кормовой части сверху и снизу лопасти, и вертикальными перегородками, расположенными между верхней и нижней кавитационными пластинами, при этом последние выполнены с внутренними сз ающимис скв оз- ными каналами.

2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что верхн кавитационна пластина установлена под углом 7-10 к оси полупрофил по направлению к верхьгам русам, а нижн - 3-5 к оси полупрофил по направлению к нижним.

3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что площади отверстий в кормовой части подых лопастей уменьшаютс к оси вращени вала.

4.Устройство по п. 1, о тли- чающеес тем, что отверсти в стенке полого вала выполнены с уменьшающейс площадью от нижних к верхним русам.

Известное (емкость с вертикальным полым валом с насаженными на нем русно полыми лопаст ми) Предлагаемое (емкость с горизонтальными перегородками с переливными отверсти ми в них, полым валом с русно насаженными на нем полым лопаст ми (осенесим- метричного полупрофил ) с кавитационными пластинами)

11,8

7,3

11,8

0,5

16

// -/

7

7J

74

75

77

223ZZZ2rzfc/ i

ТП

5-5 75

7

72

; ;%wyi

X