Устройство для пеногашения Советский патент 1983 года по МПК C12M1/00 B01D19/02 

4;

U)

Изобретение относится к микробиологической прюмышленности и может быть использовано в качестве сепаратора пены при культивировании микроорганизмов и флотационном концентрировании биомассы. Известны циклонные устройства для гашения пены, состоящие из цилиндроконического корпуса с тангенциально установленным патрубком для подачи пены и naTpv6KaMH для отвода газа и обеспененной жидкост Принцип действия таких устройст основан на центробежном разделении составляющих пену фаз во вращающемся тонком слое, образованном внутри корпуса на его стенке ij . Недостатком циклонных пеногасителей такого типа является повышен ное содержание в отделенной жидкости неразрушенных газовых пузырь ков, всплывающих под действием гра диента плотности в радиальном направлении от стенки корпуса на- поверхность пленки- по мере ее движения по винтовой линии и захватываемых жидкостью при выходе из устройства. Наибо |ее близким по технической сущностии достигаемому результату к предлагаемому является устройств Для пенргаиюния, содержащее цилинд .ческий корпус с патрубка для подвода пены и отвода газа и жидкости, размещенную внутри корпуса перфорированную вставку, вьшрлненну в виде усеченного конуса, имекицего на наружной поверхности пластинырассекатели пены. В этом устройстве центробежное ра-зделение пены дополняется механическим разрушением пузырьков в коль цевом зазоре вследствие воздействия пластин-рассекателей при движении потока пены по винтовой линии от подающего патрубка до выходного патрубка 2 . Однако известное устройство не обеспечивает достаточно полного раз деления мелкодисперсной устойчивой пены, поскольку из-за трения потока пены о внутреннюю стенку корпуса и перфорированную поверхность встав ки с пластинами-рассекателями снижа ется его окружная скорость, что при водит к уменьшению центробежной сил являющейся движущей силой процесса разделения. Цель изобретения заключается в повышении степени разделения пены. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для пеногашения, содержащем цилиндроконический корпус с патрубками для подвода пен и отвода газа и обеспененной жидкости размещенную внутри корпуса перфорированную вставку, выполненну в виде усеченного конуса, имеющего на наружной поверхности пластинырассекатели пены, корпус снабжен . кольцевой распределительной камерой, размещенной вокруг его цилиндрической части, при этом в стенке последней выполнены вертикальные щели с тангенциальными направлякицими пластинами, причем корпус установлен с возможностью вращения по ходудвижения потока пены в распределительной камере, а перфорированная вставка с возможностью вращения в противоположном направлении. На фиг.1 представлено устройство, вертикальный разрезt на фиг.2разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство для пеногашения содержит цилиндроконический корпус 1, кольцевую распределительную камеру 2. размещенную вокруг цилиндричес крй части корпуса 1, в стенке которой Выполнены вертикальные щели 3с тангенциально расположенными нагоравляющими пластинами 4. В распределительной камере 2 имеются патрубки 5 для подвода пены. Корпус 1 и распределительная камера 2 сверху закрыты крышкой 6. При этом между торцом цилиндрической час ти корпуса 1 и крышкой б установлены ролики 7, с образованием опоры ка- у чения, и уплотнение 8. Между дном распределительной камеры 2 и цилиндрической частью корпуса 1 установлено уплотнение 9. По оси корпуса 1 проходит приводной вал 10, на котором установлена щ омежуточная опора 11, размещенная в приемной камере11 корпуса 1. В прие1«шой камере 12 выполнены отверстия 13 для прохода обеспененной жидкости. Нижняя опора 14 вала ГО размещена в жестко установленнсян сборнике 15, снабженном патрубком 16 для отвода обеспененной жидкости, а верхняя опора 17 установлена в стакане 18, жестко соединенном с крышкой 6 распределительной камера 2 и снабженным патрубком 19 для отвода газа. На валу 10 внутри Kojpnyca 1 жестко установлена перфорированная встав ка 20, выполненная в виде усеченного конуса, имеющего на наружной поверхности пластины-рассекатели 21 пены. Устройство для пеногашения снабжено приводом 22, один конец вала которого сообщен через зубчатую передачу 23 с цилиндроконическим корпусом 1, и обеспечивает вращение его в направлении хода движения пены, а второй конец вала ..через клнноременную передачу 24 обеспечивает вращение перфорированной вставки 20 в ПРОТИВОПОЛОЖНОМ направлении. Устройство работает следующим образом. Пена подается в устройство через патрубки 5 в распределительную камеру 2, откуда она через вертикальные щели 3 с тангенциальными направ лякяцими пластинами 4 попадает в полость вращающегося по ходу движения потока пены корпуса 1. Под действием гравитационной и центробежной сил пена растекается -П цилиндрической стенке корпуса 1. и в виде пленки закрученным потоком поступает в кольцевой зазор между конической частью корпуса 1 и перфорированной вставкой 20, выполненной в виде усеченного конуса. При вращении корпуса 1 по ходу движения потока пены и обратного вращения перфорированной вставки .20 происходит перераспределение тан генциальных скоростей в потоке пены и статического давления в кольцевом зазоре. В прилегающем к стенке корпуса 1 слое пены силы вязкости способствуют повышению окружной скорости потока пены. Эти же .силы тормозят движение потока в слое пены у внешней стенки перфорированной вставки 20. Под действием градиента статического давления, убывающего от центра по радиусу, более плотная жидкая фаза пены приобретает дополнительную радиальную скорость, направленную от перфорированной встав ки 20 к стенке корпуса 1. Появляется дополнительная центробежная сила, под действием которой пузырьки пены интенсивно осушаются, при этом жидкость оттесняется к стенке корпуса 1, а более легкие осушенные пузырьки газа всплывают к наружной стенке перфорированной вставки 20, где они разрушатся под воздействием пластинчатых рассекателей 21. Отделенный от пены газ че рез перфорацию вставки 20 отводится от устройства через стакан 18 и пат рубок 19. Обеспененная жидкость стекает по стенке корпуса 1 в прием ную камеру 12 и через отверстия 13 поступает в сборник 113, откудп имврдится из устройства чпроэ патрубок 16. Наличие кольцевой распределитоль-ной камеры позво.пяющей осуществит1л тангенциальную подачу пены в виде закрученной пленки в полость вращающегося корпуса через выполненные в его стенке вертикальные щели .с тангенциальными направляющими пластинами, а также установка корпуса с возможностью вращения по ходу движения потока пены в распределительной камере, а перфорированной вставки с возможностью вращения в противоположном направлении повышает степень разделения пены. Эффективное разделение пены осуществляется вследствие снижения трения пузьтр15ков пены относительно вращающейся с той же окружной скоростью стенки корпуса. Тангенциальная скорость потока пены у , стенки вращающегося кор-пуса существенно выше, чем при неподвижном корпусе. Повышение .тангенциальной скорости потока пены Wj; на текущем радиусе г вызывает соответственно увеличение центробежного ускорения .по соотношению gu, . Этот фактор в свою очередь интенсифицирует процесс осушения пены, что следует из баланса динамических сил, действующих на пузырьки пены диаметром d li.dJp.l, 3lf-d-fuW2. где -Wp - скорость осушения пузырьков пены в радиальном направлении от перфорирован ного конуса к стенке корпуса; . р-.р.соответственно плотность и динамический коэффициент вязкости жидкой фазы пены. Это соотношение показывает, что при прочих равных условиях увеличение центробежного ускорения сокращает время осушения пены в кольцевом зазоре.

Фиг.З

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕНОГАШЕНИЯ, содержащее цилиндроконический кррпус, патрубки для подвода пены и отвЪда газа и обеспененной жидкости, размещенную внутри перфорированную вставку, выполненную в виде сеченного конуса, имеющего на наружной поверхности пластины-рассекатели пены, отличающее ся тем, что, с целью повыиления степени разделения пены, корпус снабжен кольцевой распределительной камерой , размещенной вокруг его цилиндрической части, при этом в стенке последней выполнены вертикальные щели с тангенциальными направляющими пластинами, причем корпус установлен с возможностью вращения по ходу движения потока пены в распределительной камере, а перфоi рированная вставка - с возможностью вращения в противоположном (Л направлении.