Устройство для пеногашения Советский патент 1984 года по МПК B01D19/02 

IsD

05 Изобретение относится к устройствам для пеногашения в технологических процессах микробиологической, химической, медицинской и других отраслях промышленности, сопровождающихся обильным образованием пены. Известно устройство для пеногашения, состоящее из корпуса, в 1утри которого в газостатических подшипниках расположен вал с приводной турбиной в верхней части и двумя ярусно расположенными в нижней части пеноразрушающими лопастями I. Недостатком устройства является малая мощность на валу, вращаемом только потоком газа, что ведет к невысоким скорости его вращения и эффективности пенЪгашения.; Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для пеногащения, содержащее цилиндрический корпус с выходным патрубком для газа, вал с блоком пеногашения, установленный внутри корпуса посредством расположенных друг над другом подшипниковых узлов, присоединительный фланец и систему подачи охлаждающей среды из аппарата. Важными конструктивными элементами этих устройств, обеспечивающими их длительную работоспособность, являются подшипниковые опоры вращающегося вала, на котором устанавливается пеноразрущающий элемент. Обеспечение надежной смазки и охлаждения подшипников является необходимым условием надежной эксплуатации всего устройства. При. работе устройства пена разрушается от соударения с ребрами тарелок, а газ, проходя через межтарелочные пространства в зазор между корпусом и валом, поступает в выхлопной патрубок. При своем движении в кольцевом зазоре между внутренней стенкой корпуса и валом газ омывает нижний подшипник скольжения, производя таким образом его охлаждение 2. Недостатки известной конструкции заключаются в малоэффективном охлаждении подщипника скольжения при помощи выходящего из аппарата газа, имеющего малый коэффициент мощности и к тому же достаточно высокую температуру (+ 35°С), а также в отсутствии постоянной жидкостной смазки пары трения подщипника, что является необходимым условием надежной работы высокоскоростных валов в течение длительного промежутка времени непрерывной эксплуатации. Следствием этого является излишний перегрев подшипника и прилегающих к нему деталей, что ведет к интенсивному изнашиванию подшипника и возможному перекосу вала, который выполняется из нержавеющей стали, очень чувствительной к тепловым нагрузкам. В конечном счете все это уменьшает надежность и долговечность работы всего устройства для пеногашения. Другим недостатком известной конструкции является наличие в верхней, части вала подщипника качения и контактного уплотнения, так как подшипник требует смазки, которая может миновать уплотнение и попасть в стерильный объем пеногасителя, а уплотнение создает дополнительное трение на валу и требует интенсивного охлаждения. Целью изобретения является повыщение , надежности и долговечности устройства в работе путем обеспечения охлаждения и смазки подщипниковых узлов пеной из аппарата. Поставленная цель достигается тем, что устройство для пеногашения, содержащее цилиндрический корпус с выходным патрубком для газа, вал с блоком паногащения, установленный внутри корпуса посредством расположенных один над другим подщипниковых узлов, присоединительный фланец и систему подачи охлаждающей среды из аппарата, снабжено щнеком, вал выполнен полым, а система подачи охлаждающей среды выполнена в виде двух рядов отверстий, расположенных на образующей корпуса, причем щнек закреплен на валу и размещен в корпусе между рядами отверстий, выходной патрубок расположен выше верхнего подшипникового узла. Целесообразно ряды отверстий в корпусе выполнить около торцов подщипниковых узлов, а направление подъема витков шнека выполнить совпадающим с направлением вращения вала. При этом присоединительный фланец можно расположить в одной горизонтальной плоскости с верхним подшипниковым узлом и выполнить П-образным. Такое конструктивное выполнение устройства для пеногащения позволяет повысить надежность работы устройства и его долговечность за счет обеспечения более эффективного охлаждения и смазки подшипниковых узлов пеной из аппарата. Организация циркуляции пены в зазоре между подшипниками значительно повышает теплоотдачу от нагревакщихся частей устройства к пене, содержатчей хороший хладагент - жидкость, и обеспечивает интенсивную смазку пар трения скольжения жидкостью, которая образуется в результате термического разрушения пены при соприкосновении ее с торцами подщипников. На чертеже предс;гавлено устройство для пеногашения, продольный разрез. Устройство для пеногашения состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого в подщипниковых узлах 2 и 3 установлен полый вал 4. Верхняя часть вала соединена с приводом через магнитную муфту (не показана), а на нижней части укреплен блок пеногашения, представляющий собой смонтированный на валу 4 пакет конических тарелок 5 с радиальными отбойными ребрами 6. При помощи отверстий 7 мёжтарелоч; ные пространства сообщаются с полостью 8 вала 4. Подшипники 2 и 3 являются подтипниками скольжения в виде цилиндрических, втулок из силицированного графита. Подшипник 2 - упорный, а 3 - радиальный; Выше верхнего подшипника 2 в валу 4 выполнен ряд радиальных отверстий 9, а в корпусе 1 укреплен выходной патрубок 10 для газа. В- цилиндрическом корпусе 1 сделаны два ряда отверстий 11 и 12, прилегающие соответственно к торцам подшипников 2 и 3, и в промежутке между рядами отверстий 11 и 12 на валу 4 при помощи промежуточной втулки 13 укреплен шнек 14, направление подъема витков которого совпадает с направлением вращения вала. При помощи присоединительногофланца 15 корпус 1 пеногасителя устанавливается на верхнюю часть аппарата 16. Фланец выполнен П-образной формы, причем его верхняя плоскость 17 прикреплена к внещней поверхности корпуса I в одной горизонтальной плоскости с верхним подщипником 2. П-образная форма фланца 15 нужна для того, чтобы обеспечить проход пены в корпусе во всем промежутке между подшипниками и в то же время соблюсти строго заданное расстояние от нижней плоскости 18 блока пеногашения до зеркала жидкости в аппарате или расстояние А от нижней плоскости 18 до нижнего края 19 горловины аппарата.

Устройство для пеногашения работает следующим образом.

При барботировании культуральной жидкости газом в аппарате образуется пена, которая заполняет весь свободный объем аппйрата над слоем жидкости. При. работе устройства вращающийся блок пеногашения разрушает часть пены, поступающей в меж-тарелочные пространства, за счет по ней ребер 6. Образующиеся при этом капли жидкости отбрасываются центробежными силами обратно, а газ последовательно через отверстия 7, полость 8, отверстия 9 и патрубок 10 удаляется из аппарата. При вращении шнека 14 вместе с валом 4 часть пены, обволакивающая корпус I, засасывается в кольцевое пространство -между корпусом 1 и валом 4 через отверстия 12. Далее пена шнеком 14 поднимается вверх и выталкивается из корпуса 1 в пространство аппарата через отверстия П. При этом часть, пены разрушается при соприкосновении с горячими торцами подшипников 2 и 3, а образующаяся капельная жидкость смазывает трущиеся поверхности подшипников. Работа шнека 14 на транспортировку пены снизу вверх обеспечивает более эффективное смывание и смазывание верхнего подшипника 2.,

Предлагаемая конструкция устройства для пеногашения обеспечивает повышение надежности устройства в работе и его долговечность путем более эффективного самоохлаждения и смазки подшипниковых узлов пеной из аппарата, уменьшает износ трущихся поверхностей, снижает тепловые деформации деталей, увеличивает надежность обеспечения стерильности.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕНОГАШЕНИЯ, содержащее цилиндрический корпус с выходным патрубком для газа, вал с блоком пеногашения, установленный внутри корпуса посредством расположенных-один над другим, подшипниковых узлов, присоединительный фланец и систему подачи охлаждающей среды из аппарата, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности устройства в работе путем обеспечения охлаждения и смазки подшипниковых узлов пеной из аппарата, оно снабжено шнеком, вал выполнен полым, а система подачи охлаждающей среды выполнена в виде двух рядов отверстий, расположенных на образующей корпуса, причем шнек закреплен на валу и размещен в корпусе между рядами отверстий, выходной патрубок расположен выще верхнего подшипникового узла. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направление подъема витков щнека совпадает с направлением вращения вала. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ряды отверстий выполнены около торцов подшипниковых узлов. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, « что присоединительный фланец расположен в одной горизонтальной плоскости с верхним подшипниковым узлом и выполнен П-образным.