Массообменное устройство Советский патент 1986 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов и может найти применение в пищевой, химической и медицинской отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена и увеличение объема кипящей перемещиваемой жидкости.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема конструкции массообменного устройства; на фиг. 2 - то же, с расширенной верхней частью трубы; на фиг. 3 - то же, с расположенными в нижней части трубы на ее внутренней поверхности диафрагменными насадками; на фиг. 4 - электрическая схема, по которой проводился контроль процесса массообмена.

Массообменное устройство (фиг. 1) содержит резервуар 1 с нагревателями 2 жидкости, в которую введен пульсатор, состоящий из двух равных емкостей - верхней 3 и нижней 4, разделенных гибкой мембраной 5. Верхняя емкость содержит патрубки, снабженные клапанами 6 и 7, один из которых (6) подсоединен к источнику сжатого газа 8, а другой 7 - к вакуумнасосу 9. Нижняя емкость 4 соединена с трубой 10, погруженной в перемещаемую жидкость.

Нижняя емкость и непогруженная в жидкость часть трубы снабжена нагревателями 11. Нижняя емкость имеет также вентиль 12 для выпуска воздуха в начальный момент работы, когда гибкая мембрана стремится коснуться поверхности нижней емкости.

Могут быть использованы труба 10 с расширенной верхней частью 13 (фиг. 2) и диафрагменные насадки 14 (фиг. 3).

Массообменное устройство работает следующим образом.

В начальный момент открывают вентиль 12, для выпуска воздуха из нижней емкости, когда гибкая мембрана стремится прижаться к поверхности нижней емкости, затем подают повыщенное давление через клапан 6 от источника сжатого газа 8, чтобы гибкая мембрана 5 прижалась к поверхности нижней емкости 4. Затем вентиль 12 перекрывают. Включают клапан 7, подсоединенный к вакуум-насосу 9, при этом мембрана 5 стремится прикасаться к поверхности верхней емкости 3, проходя через свое

первоначальное положение. При этом перемешиваемая жидкость в трубе 10 поднимается. Затем снова включается клапан 6, соединенный с источником сжатого газа 8, при этом жидкость в трубе И) вытесняется в резервуар 1. Таким образом, происходит процесс импульсного массообмена. Пример 1. Проводились сравнительные опыты по определению интенсификации перемешивания на предлагаемом массообменном

0 устройстве (фиг. 1) и устройстве-прототипе. Для определения времени полного перемешивания использовались дистиллированная вода и марганцевокислый калий. Контроль проводился визуально.

Данные опытов по перемешиванию сведе ны в табл. 1.

Как видно из табл. 1, по результатам проверенных испытаний можно судить о том, что при использовании массообменного устройства процесс перемешивания проходил интенсивнее.

Пример 2. Проводились сравнительные эксперименты по определению интенсификации массообмена при экстрагировании из свекловичной стружки на устройстве прототипа и массообменном устройстве фиг. 2. При

5 контроле процесса экстракции использовалась электросхема фиг. 4. В резервуаре 15 помещались электроды 16, данные о рН жидкости, который зависит от процесса экстракции, снимались со вторичного приборапотенциометра 17. Опыты проходили следую0 ш,им образом: в дистиллированную воду загружалась свекловичная стружка и проводился процесс массообмена.

Как видно из табл. 2, по результатам проведенных экспериментов можно судить о том, что при использовании массообменного устройства процесс массообмена проходит гораздо интенсивнее.

Пример 3. Проводились сравнительные эксперименты по определению интенсификации массообмена при экстракции чая на устройстве прототипа и массообменном устройстве (фиг. 3). Контроль процесса экстракции проводился по электросхеме фиг. 4. Данные опытов приведены- в табл. 3. Как видно из табл. 3, по результатам проведенных экспериментов можно судить

5 о том, что при использовании массообменного устройства процесс массообмена проходит гораздо интенсивнее.

Таблица 1

1. МАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резервуар для жидкости, соединенный с источником вакуума, нагревательные элементы, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, оно снабжено пульсатором, разделенным гибкой мембраной на две равные емкости, верхняя из которых снабжена патрубками с клапанами, один из которых подсоединен к источнику сжатого газа, а другой - к источнику вакуума, нижняя емкость снабжена трубой, нижняя часть которой расположена в резервуаре, и вентилем для выпуска воздуха. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема кипящей перемешиваемой жидкости, верхняя часть трубы выполнена расширенной. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диафрагменными насадками, установленными в нижней части трубы на ее внутренней поверхности.

30

20 0,250 58 0,2 - 25 20 0,250 58 0,2 2 8 30

Таблица 2

Таблица 3

2420

2413

60

15-or +

ФигЛ