Устройство для пеногашения Советский патент 1987 года по МПК B01D19/02 

Изобретение относится к устройству для пеногашения, преимущественно к микробиологической промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения пепы, снижение при этом энергетических затрат и обеспечение стерильности процесса, преимущественно при выращивании микроорганизмов, а также унрош,ение конструкции устройства.

На фиг.1 изображено устройство для пеногашения, разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для неногашения включает корпус 1 с патрубками, электрический разрядник с электродами 2-4, подключенными к источнику 5 электрического питания (конденсатору).

Электрод 2 выполнен в виде усеченного пустотелого конуса-отражателя, размещен в конусной части корпуса 1 и направлен широким основанием навстречу потоку пены, а усеченной вершиной - по ходу движения воздуха.

Электрод 3 выполнен в виде стержня, установленного коаксиально в полости электрода 2, и снабжен проводниками 6, одни из которых размещены в виде елочки в полости конуса-отражателя электрода 2 с межэлектродными зазорами с его внутренней поверхностью, а другие проводники расположены вне полости электрода 2 и снабжены электропроводными шипами 7, обращенными навстречу пене.

Электрод 4 выполнен в виде стержня, который установлен аксиально с электродом 3 и снабжен проводниками 8 с шипами 9 с возможностью образования межэлектродных зазоров с электродом 3 и его шипами 7.

Источник 5 электрического питания пред- ставляет собой, например, высоковольтный конденсатор с напряжением 5-50 кВ и энергией разряда 10 -10 Дж.

Электрод 3 подключен к одному из полюсов источника 5 питания с датчиком 10 импульсного напряжения, электрически связанному с запускающим устройством М, и электроизолирован. Электроды 2 и 4 подключены к другому полюсу источника 5 питания и заземлены.

Напряжение источника 5 электрического 45 оставшуюся пену, питания и межэлектродные зазоры выбираютПредложенное устройство обеспечивает

исходя из создания напряженности электрического поля, обеспечивающего электрический пробой межэлектродных зазоров во влажном воздухе, а также исходя из расчетной мощности электрических разрядов.

Устройство для пеногашения устанавливают широкой частью корпуса 1 на патрубок для отвода пены и воздуха из ферментера, а узкую часть корпуса 1 сообщают с отводящим воздуховодом (не показаны) .

Устройство работает следующим образом.

Пена вместе с отработанным воздухом поступает в широкую часть полости корпуса 1.

5

0

5

Ири этом, поднимаясь, пена покрывает электрод 4 с его проводниками 8 и шипами 9 и в дальнейшем касается электрода 3 либо одного из его шипов 7.

Учитывая, что культурная жидкость, образующая пену, является электролитом, пена замыкает межэ. изктродный зазор, от чего срабатывает датчик 10 и через запускающее устройство 11 подает на электроды рабочее напряжение, которое приводит к электрическому разряду конденсатора 5 с мощностью в разряде до .

Электрический разряд формирует ударную волну, которая распространяется от канала разряда в радиальных направлениях и разрущает пену г, межэлектродном зазоре и в объеме, примыкающем к нему. При этом часть механической энергии ударной волны доходит до поверхности конуса- отражателя электрода 2 и корпуса 1, отражается от них и вновь воздействует на пену отраженной волной, разрушая пену. Жидкость, ocвoбoдивпJaяcя от пены, стекает в емкость ферментера, а воздух проходит через полость корпуса в отводящий воздуховод.

При разрушении пены быстро возрастает электрическое сопротивление .межэлектродного зазора, в результате чего электрический разряд прекращается и электроды 2-4 отключаются от источника 5 питания.

Новые порции поступающей пены вновь замыкают электроды 3 и 4 и разряд повторяется. Таким образом саморегулируется частота разрядов, которая находится в прямой пропорциональной зависимости от объема поступающей пены, разрушаемой одним электрическим разрядом.

Наличие па электродах 3 и 4 проводников 6 и 8 с шипами 7 и 9, которые размещены равномерно по поперечным сечениям полости корпуса 1, позволяет гасить пену по всему объему поперечного сечения полости корпуса 1. В случаях прохода части пены через зону межэлектродного зазора шипов 7 и 9 пена попадает в полость конуса-отражателя электрода 2, где замыкает межэлектродные зазоры между электродом 2 и проводниками 6 электрода 3. При этом электрические разряды происходят в полости электрода 2, которые разрушают

5

0

0

высокую эффективность разрушения пены за счет того, что ударная волна электрического разряда обладает высокой скоростью нарастания давления, имеет большую ампли- туду и мощность колебания при высокой концентрации энергии.

Концентрация энергии в ударных волнах электрических разрядов, генерируемых в пене, и использование ее в отраженных

волнах позволяют повысить КПД устройства и в несколько раз снизить энергозатраты на разрушение пены. В промежутках времени между разрядами энергия не расходуется.

Предложенное устройство обеспечивает полную герметичность, не содержит движу- ш,ихся и трущихся деталей, чем достигается стерильность процесса, упрощение конструкции устройства и надежность его работы.

Устройство применено для гащения пены, не содержащей взрывоопасных концентраций химических компонентов в отработанном воздухе.

Формула изобретения

1. Устройство для пеногащения, содержащее корпус с патрубками, высокопотенциальный электрод, соединенный с источником электрического питания, и заземленный электрод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения

эффективности разрущения пены при одновременном снижении энергозатрат, устройство снабжено дополнительным заземленным электродом в виде усеченного конуса-отра- жателя, электроды выполнены в виде установленных коаксиально стержней, высокопотенциальный электрод размещен в конусе- отражателе, снабжен изоляцией, датчиком импульсного напряжения и запускающим устройством, а источник питания применен с напряжением 5-50 кВ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стержни снабжены набором проводников, часть из которых размещена в виде елочки в полости конуса-отражателя с зазорами с его поверхностью, а остальные вне его и снабжены электропроводными щипами.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для гашения пе ны, преиму- шественно при вырашивании микроорганизмов, и позволяет повысить эффективность разрушения пены, снизить при этом энергетические затраты и обеспечить стерильность доэдих процесса, а также упростить конструкцию устройства. Пена при движении в полости корпуса 1 (К) замыкает электроды 3 и 4. При этом замыкается электрическая цепь датчика 10, который через запускающее устройство 11 подает на электроды рабочее напряжение от источника 5 питания. . электродами происходит электрический разряд мощностью до 10 кВт. Ударная волна электрического разряда распространяется в радиальны.х направлениях и разрушает пену в полости К. Достигая стенок К и конуса- отражателя 2, ударная волна отражается от них и дополнительно разрушает пену. При этом жидкость из разрушенной пены стекает в емкость ферментера, а воздух проходит в выхлопную трубу. Электрические разряды повторяются в зависимости от поступления пены. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ю (Л // оо о 4 ОО 4

7,9

10

11

Фиг.г