Устройство для пеногашения Советский патент 1985 года по МПК C12M1/00 B01D19/02 

00 00

11 Устройство для пеногашения относится к оборудованию для ведения технологических процессов в химической, медицинской, микробиологической и других смежных отраслях промышленности, сопровождающихся обильным образованием пены и требующих ее разрушения, а точнее к механическим устройствам для непрерывного разрушения пены в аппаратах. Известно устройство для пеногашения, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, имеющий на нижнем торце впускное отверстие для пены и установленный под газоотводящим патрубком в аппарате для выращивания микроорганизмов, и размещенньй в корпусе пеногасящий элемент, состоящий из лопаток, укрепленных на приводном валу 1 1 Недостатком устройства является его невысокая надежность, поскольку при больших расходах газа через устройство, одного ряда вращающихся лопаток недостаточно для полного разрушения порции пены,подступающей к впускному отверстию. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для пеногашения, содержащее цилиндрический корпус, расположенны под газоотводящим патрубком в емкос ти аппарата для выращивания микроорганизмов, и размещенньш в корпусе шнек, установленный на валу с розможностью вращения в направлении навивки витков шнека L2J. Недостаток известного устройства для пеногашения заключается в том, что при увеличении стойкости пены или скорости прохождения воздуха между витками шнека увеличивается вероятность прохода части пены к газоотводящему патрубку . пена разрушается не полностью, что означ ет уменьшение производительности пе ногасителя, которая характеризуется расходом аэрирующего газа гфи условии полного разрушения пены. При большей скорости пены больше вероятность прохождения пены через устройство в выходную магистраль и тем меньше его производительность. Кроме того, при возрастании стой кости пены, что характерно для опре деленных стадий микробиологических процессов, и неизменном расходе воз духа может наступить момент, когда пеногаситель перестает эффективно разрушать пену и она начинает выходить из аппарата. Во избежание этого необходимо уменьшить расход газа, т.е. производительность устройства. И чем выше стойкость пены, тем меньше производительность, т.е. при меньшем расходе воздуха пеногаситель полностью разрушает пену, поступающую в выходное отверстие. Цель изобретения - повьшхение производительности путем зт еньшения стойкости плотности пены, поступающей в корпус со шнеком. Эта цель достигается тем, что устройство для пеногашения, содержащее цилиндрический корпус, расположенный под газоотводящим патрубком в емкости аппарата для выращивания микроорганизмов, и размещенный в корпусе шнек, установленньй на валу с возможностью вращения в направлении навивки витков шнека, снабжено установленной на валу под торцом корпуса турбиной для предварительного разрушения пены, состоящей из двух дисков и укрепленных между ними радиально лопастей, одни из которых прикреплены непосредственно к валу, а другие размещенные между ними лопасти, укреплены с зазором относительяо вала, при этом периферийная часть этих лопастей расположена вне дисков, причем одна из лопастей, прикрепленных к валу, размещена в одной плоскости с торцовой поверхностью нижнего витка шнека. На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1j на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1. Устройство для пеногашения состоит из цилиндрического корпуса 1, расположенного под газоотводящим патрубком 2 внутри емкости аппарата 3 и размещенного в корпусе щнека 4, установленного на валу 5, причем шнек установлен с возможностью вращения в направлении навивки его витков. Непосредственно под торцом корпуса закреплена турбина, состоящая из дис-г ков 6 и 7 и радиально закрепленных между ними лопастей 8 и 9 разной длины. Лопасти 8 смонтированы с зазором относительно вала 5, а их периферийная часть расположена вне дисков б и 7. Лопасти 9 закреплены непосредственно на валу 5, и одна из них размещена в одной плоскости с торцовой поверхностью 10 нижнего, витка шнека 4. Нижний диск 7 турбины выпол нен в виде кольца, установленного со осно валу 5, причем торцовая поверхность лопасти § расположена-на одном расстоянии от вала 5, как и диск 7. В корпусе 1 имеются также нижняя пластина 11 с -сегментным отверстием 12 для прохода пены внутрь корпуса и верхняя пластина 13 с отверстием 14 для выхода газа к газоотводящему патрубку 2, при этом отверстие 12 ле жит ниже торцовой поверхности 10 нижнего витка шнека. В случае установки устройства для пеногашения на валу перемешивающего устройства 15 предусмотрен цилиндрический кожух 16, укрепленный неподвижно в промежутке между корпусом 1 и крышкой аппарата при помощи растяжек 17, одним концом закрепленных на кожухе 16, а другим - к отбойным пластинам 18 аппарата. Газоотводящий патрубок 2 крепится к боковой стенке кожуха 16. Верхняя пластина 13 снабжена упругим кольцевым уплотнением 19, обеспечивающим герметичность стыка между горизонтальными поверхностями кожуха 16 и пластины 13. Для удаления из корпуса 1 части капель жидкости, образующихся при разрушении пены и концентрирующихся по периферии корпуса 1 в области сты ...ка с пластиной 11, в корпусе выполне но отверстие 20 напротив торцовой поверхности 10 нижнего витка шнека. , Кроме того, корпус 1 со шнеком установлен с возможностью вращения в направлении, совпадающем с направлением навивки витков шнека 4. Устройство для пеногашения работает следующим образом. При аэрировании аппарата пена увлекается выходящим из аппарата га зом и поступает в нижнкио часть устройства. При этом часть пены за сче насосного эффекта засасывается чере отверстие между диском 7 и валом 5 в пространство между дисками 6 и 7 и отбрасывается центробежными силами радиально к периферии этих дисков вдоль лопастей 9. Поскольку лопасти 8 установлены с зазором относительно вала 5, то на них через от верстие в диске 7 поступает малое количество пены. Основная часть пены увлекается газом через сегментное отверстие 12 в винтовой канал корпуса 1. Этот поток частично разрушается за счет гидродинамического воздействия на него частичек жидкости и пены, отбрасываемых из междискового пространства перпендикулярно потоку, поступакяцему в отверстие 12. Кроме того, пена гасится также за счет механического удара по .ней лопастями 8, которые выступают за диски 6 и 7 до внешнего диаметра сегментного отверстия 12. Пена, поступающая в отверстие 12, при этом плотность ее небольшая, стремится пройти в зазор между торцовой поверхностью 10нижнего витка шнека 4, вьш1ерасположенным витком и поверхностями корпуса 1 и валом 5. При этом наиболее эффективное разрушающее действие на пену оказывают капли жидкости и пены, отбрасьшаемые лопастью, расположенной в одной плоскости с торцовой поверхностью 10. Дальнейшее ее разрушение происходит за счет непрерывного набегания витков шнека 4 на поток пены и выталкивания ее щитками шнека из корпуса 1. Витки оказывают динамическое давление на пену, что приводит к ее уплотнению в канале и разрушению пузырьков. Газ поднимается по винтовому каналу, проходит через отверстие 14 в пластине 13, попадает в полость кожуха 16 и затем выходит из аппарата через газоАП......... 1 отводящий патрубок 2. Капельки жидкости, образующиеся при разрушении пузьфьков пены и захватываемые газом, отбрасываются к стенке корпуса центробежными силами, а затем витки шнека 4 перемещают их вниз к сегментному отверстию 12 в пластине 11. Капельки жидкости,скапливакяцейся в месте стыка стенки корпуса 1 первого витка шнека 4 и пластины 11, выбрасываются из устройства через отверстие 20 в стенке напротив торцовой поверхности 10 В1шяего витка шнека. Кольцевое уплотнение 19 препятствует проходу пены к газоотводящему патрубку через зазор между вращакхцейся пластиной 13 и неподвижным кожухом 16. Выполнение устройства для пеногашения предлагаемым образом обеспечивает повышение его производительности, что позволяет использовать устройство в процессах, сопрово1ждаю 1(ихся образованием обильной, стойкой пены и большими расходами газа. Повьшение производительности устройства достигается введением турбины, обеспечивающей уменьшение стойкости и плотности пены, поступающей в основную пеногася.щую часть устройства, за счет отбрасьтания им потоков пены, перпендикулярно основному потоку и механического удара по нему лопастями. Такой эффект обспечивает конструкция этой турбины, в которой первые лопасти по направлению вращения с длиной, превышающей радиус дисков, служат с одной стороны для механического разрушающего воздействия на пеку, поступающей к входному отверстию корпуса со шнеком, а с другой стороны - установка их с зазором относительно вала и выполнение нижнего диска в виде кольца с таким же зазором относительно вала обеспечивает проход части пены в междисковое пространство, распределение ее и отбрасывание центробежными силами вторыми лопастями, прилегающими к валу. Это ведет к увеличению концентрации и импульса отдельно отбрасываемых потоков, а следовательно, интенсификации их гидродинамической разрушающей способности, что особенно важно для лопасти, установленной в одной плоскости с торцовой поверхностью нижнего витка шнека, где расход пены, поступанщей к входному отверстию корпуса, максимальный.

Известный пеногаситель, используемый при выращивании культуры Вас, thuringiens var, pallerial в аппарате емкостью 63 м, между 8-10 ч

роста,когда стойкость пены максимальная, перестает справляться с разрушением пены, в результате чего в среду подается около-90 л дорогостоящего химического пеногасителя, ухудшанмцего к тому же качество конечного продукта. Предлагаемый пеногаситель при одинаковом с известным расходе газа и скорости вращения успешно разрушает пену в течение всего технологического процесса.

Фиг. 2 Вид

:Ы-

Фиг.З

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕНОГАШЕНИЯ, содержащее цилиндрический корпус, расположенньй под газоотводящим патрубком в емкости аппарата для выращивания микроорганизмов, и размещен.ный в корпусе шнек, установленный на валу с возможностью вращения в направлении навивки витков шнека, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности путем уменьшения плотности пены, поступающей в корпус со шнеком, оно снабжено установленной на валу под торцом корпуса турбиной для предварительного разрушения пены, состоящей из двух дисков и укрепленных между ними радиально лопастей, одни из которых прикреплены непосредственно к валу, а другие, размещенные между ними лопасти, укреплены с за- . зором относительно вала, при этом , периферийная часть этих лопастей (Л расположена вне дисков, причем одна из лопастей, прикреплённых к валу, размещена в одной плоскости с торцовой поверхностью нижнего витка шнека. 2