Акустический деаэратор Советский патент 1992 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности для деаэрации жидких сред повышенной вязкости, в частности для удаления пузырьков воздуха или другого газа.

. Цель изобретения - повышение производительности.

На чертеже представлен акустический деаэратор, вертикальный продольный разрез.

: Деаэратор содержит .основание 1 деаэратора, к которому через эластичную герметизирующую прокладку 2 присоединена с

помощью винтов.или шпилек 3 пластина 4, на которой посредством эластичных уплотнительных элементов 5 установлены один за другим, например, девять пьезокерамических ультразвуковых преобразователей 6, выполняющих функций первичных акустических источников. Над первичными акустическими источниками выполнена полость7, с промежуточной жидкостью, ограниченная с боков основанием деаэратора, а сверху на расстоянии 10-16 мм - вторичным акустическим источником 8, выполненным в виде пластины из нержавеющей стали толщиной 0,8-1,5 мм. Вторичный акустический источник установлен через акустически развязывающие эластичные прокладки 9. Над вторичным источником через эластичные прокладки установлено основание 10 корпуса деаэратора, на котором смонтирован составной корпус деаэратора, обр1азованный внутренней стенкой 11 и наружной стенкой 12, между которыми помещен звукопоглотитель 13 (шумопоглотитель), например, ультрасупертонкое волокно. На основании корпуса деаэрато{ра размещена платформа 14, на которой смонтированы своим основанием цилиндро-конические отводы 15 для активного вывода газов так. что каждый отвод расположен над соответствующим первичным источником. Отводы 15 в направлении от основания к верщине состоят из 3 частей. Первая из них выполнена цилиндрической.,Ее диаметр несколько превышает диаметр излучающей поверхности первичного источника, т.е. составляет примерно ВО мм. Высота цилиндрической поверхности составляет 5-10 мм. Цилиндрическая часть предназначена для фиксирования участка рабочей среды, для отделения слоя рабочей среды, поступающего к потребителю, от всего полного объема среды в деаэраторе. Вторая часть элемента, предназначенная для сближения пузырьков, выполнена в виде, обратного усеченного конуса с углом при эершине примерно 60° Конус заканчивается на диаметре 25-30 мм. Далее идет цилиндрическая перфорированная часть до вь1соты, составляющей в сумме с двумя первыми частями 200-300 мм. Эта часть предназначена для интенсивного вывода пузыр ков. Цилиндрическая часть по образующей снабжена отверстиями диаметром 3-5 мм, общая площадь которых составляет 30-50% общей площади цилиндрической поверхности. На платформе между, отводами 15 выполнены отверстия 16 диаметром 5-10 мм, расположенные один за другим поперек платформы с незначительным промежутком 3-5 мм или сплошное щелевое отверстие шириной 5--10 мм. Сверху на корпусе деаэратора установлена крышка 17, закрыва.ющая рабочую емкость 18 деаэратора. Рабочая емкость деаэратора образована снизу вторичным акустическим источником, с боков - стенками корпуса, а сверху - крышкой деаэратора. Снизу к основанию деаэратора прикреплен звукозащитный кЬжух 19, через которыйпосредством уплотненного отверстия осуществлен подвод питания к первичным источникам. В основании корпуса деаэратора выполнены отверстия 20 и 1, соответственно для подвода исходной и выводы деаэрированной среды.

Акустический деаэратор работает,следующим образом.

При включении первичных акустических источников б, в частности ультраЗвуковых преобразователей, колебания от них распространяются через промежуточную согласующую среду в полости 7 и вторичный источник колебаний 8 в рабочую среду. Рабочая исходная среда, содержащая газ в

виде пузырьков,поступает в деаэратор через отверстияе 2С,проходит над вторичным источником под платформой 14, деаэрируется в результате воздействия акустического поля и поступает без пузырьков к потребителю

через отверстие 21. Основная часть энергии в рабочую среду передается по месту расположения первичных источников, и воздействие поля на среду имеет здесь определяющее значение. От вторичного источника над первичными в рабочую среду излучается акустическое радиационное давление и устанавливаются а1|сустические потоки, которые создают соответствующие силы на пузырьки, действующие в направлении

всплытия и выталкивают их из нижних слоев потока жидкости по цилиндрической части отводов 15 со скоростью на 1-2 порядка выше обычной скорости всплытия. Если вязкость среды высока, то даже существенно

увеличенная в ближней зоне от вторичного источника (на 1-2 порядка) скорость незначительная и не обеспечивает высокой производитель ности процесса деаэрации, поскольку пузырьки из нижних слоев не.успевают подняться и поток нельзя быстро подавать к потребителю.Кроме того, скорость резко падает в направлении всплытия, так как снижается акустическое воздействие из-за большого поглощения энергии в

вязкой среде, а сопротивление всплытию достаточно велико. В предлагаемом деаэраторе этот недостаток устранен. Под действием акустического поля в устройстве для вывода газов возникает насосный эффект и

устанавливается поток жидкой среды снизу вверх. Скорость подъема потока увеличивает скорость всплытия, которая была до появления, этого эффекта, суммируясь с ней. Кроме того на конических участках пузырьки быстро сближаются друг с другом, т.к. уменьшаются сечения. По мере сближения пузырьков обратно пропорционально квадрату расстояния увеличивается акустиче окая сила Бьекнеса,. обеспечивающая

притяжение и слияние пузырьков.

Слияние пузырьков приводит к росту их радиусов, что, в свою очередь, еще увеличивает силу Вьекнеса,и интенсифицирует слияние пузырьков. У выросших по размерам пузырьков увеличивается сила всплытия.

Изобретение относится к акустическому технологическому оборудованию и может быть использовано в химической промышленности для деаэрации жидких сред повы- 'шенной вязкости, в частности для удаленияпузырьков воздуха или другого газа. Целью изобретения является повышение произво- длительности деаэратора при работе с жидкими средами повышенной вязкости. Акустический деаэратор жидких сред содержит корпус, пер1вичные источники упругих колебаний, полость для промежуточной жидкости и вторичный источник. Деаэратор снабжен устройством для вывода газов, выполненным в виде смонтированных своим основанием на общей платформе отводов. Каждый элемент располагается над соответствующим первичным источником, причем в направлении от основания к вершине эле' мент состоит из трех частей, первая из которых выполнена цилиндрической, вторая^ - в виде усеченного конуса, третья - цилиндрической, перфорированной. При этом на платформе между элементами дйя вывода газов выполнены отверстия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.^0N^ .ё