Аппарат для получения пены Советский патент 1992 года по МПК B01D47/04 

Изобретение относится к барботажным устройствам для получения мелкодисперсных пен, в том числе для высококачественной очистки газа и может найти широкое применение в порошковой металлургии, в химической и других отраслях промышленности.

Известны однополочные пенные аппараты для обработка жидкостей и газов, состоящие из корпуса, решетки, вливной и сливной коробок, диффузора, патрубков для ввода и вывода газа

Аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость подается на решетку через патрубок и вливную коробку, обеспечивающую равномерное поступление жидкости по всей ширине решетки. Газ подается в подрешеточное пространство, проходит сквозь решетку вспенивает находящуюся на ней жидкость очищается и выводится через патрубок для отвода газа Вспененная жидкость направляется к сливной коробке. Сливная коробка отделена от решетки порогом, переливаясь через который пена вследствие своей нестойкости разрушается, и жидкость удаляется из слисной коробки через патрубок для отвода жидкости.

Однако недостаточная эффективность процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены обусловлена.отсутствием устройств для улучшения их дисперсности и

СТОЙКОСТИ.

Известны многополочные пенные аппараты, включающие вертикальную емкость с патрубками ввода жидкости и вывода пены, нижним штуцером ввода и верхним штуцером вывода газа и решетки с переливными порогами.

Аппарат работает следующим образом. Газ подается под нижнюю решетку и, проходя последовательно сквозь все решетки, вспенивает поступающую на них жидкость и, взаимодействуя с ней, очищается. Вывод газ а осуществляется сверху. Жидкость подается через гидравлический затвор на верхнюю решетку, движется по ней в виде слоя пены, переливается в переливной короб, где пена, не обладающая статической устойчивостью разрушается. Из переливного короба верхней решетки жидкость через гидравлический затвор поступает на послеVI

сл

VI о

дующую решетку и т д Жидкость, образующаяся из пены, стекающей с нижней решетки, выводится непосредственно из гидравлического затвора или через подре- шеточнуючасть аппарата

Однако недостаточная эффективность процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены обусловлена отсутствием устройств для улучшения их диспергации. Применение в них стабилизаторов пены в виде ячеек делает ее частичн о мелкоячеистой, Значительная часть пены имеет крупноячеистую структуру, не помогая дроблению и орошению решетки жидкостью.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены

Решетка снабжена установленными в ее отверстиях с выступанием верхних кромок, соплами, выполненными с винтовой многозаходной нарезкой на внутренней поверхности и разновысотными иглами, установленнымимеждусоплами, выполненными с чередованием высот, при этом верхние кромки сопл выполнены клиновидными Кроме того, иглы выполнены с винтовой многозаходной нарезкой на их поверхности, переливной порог решетки выполнен из игл, имеющих высоту, равную высоте игл решетки, иглы и сопла сгруппированы соответственно по эквидистантным кривым, при этом иглы одной группы имеют одинаковую высоту Кроме того, сопла и иглы сгруппированы соответственно рядами, размещенными в шахматном порядке, а наружная поверхность верхних кромок сопл выполнена с винтовой многозаходной нарезкой.

Выполнение в решетке или на ее продолжении сопл с выступанием верхних кромок и с винтовой многозаходной нарезкой на внутренней поверхности повышает интенсивность перемешивания пены за счет ее турбулизации и тем самым создает условия для получения мелкодисперсных пен, кроме того, вихревое движение газа приводит к многократному вихревому движению жидкости и пены и тем самым увеличивается стойкость вихревого потока пены, а следовательно, и повышается эффективность процесса получения пены и улучшается стабилизация мелкоячеистой пены

Выполнение решетки с разновысотными иглами, установленными между соплами и выполненными с чередованием высот, улучшает условия дробления пены как за счет ее столкновения со стержнями игл, так и за счет дробления заостренными поверхностями игл и дробления пены заострениями, расположенными на разных высотах над решеткой,.и тем самым позволяет повысить надежность получения стойких мелкодисперсных пен высокого качества и

уменьшить долю перелива жидкости, а значит повысить эффективный КПД решетки и, следовательно, повысить эффективность .. процесса получения и стабилизации мелкодисперсных пен,

Выполнение верхних кромок сопл клиновидными улучшает диспергацию за счет клиновидных заострений и тем самым улучшает стабилизацию дисперсных пен.

Выполнение ь л с винтовой многозаходной нарезкой позволяет повысить интенсивность движения пены за счет закручивания газожидкостного потока и тем самым повысить эффективность процесса получения мелкодисперсной пены.

Выполнение переливного порога решетки из игл, имеющих высоту, равную максимальной высоте игл решетки, повышает качество пен за счет улучшения их диспергации и тем самым повысить эффективность

процесса получения мелкодисперсной пены

Выполнение игл и сопл, сгруппированным соответственно по эквидистантным кривым, например, концентричным окружностям (при этом иглы одной группы имеют одинаковую высоту), позволяет дробить пену на мелкодисперсные потоки по всей поверхности решетки и тем самым повысить эффективность процесса получения мелкодисперсных пен.

Выполнение наружной поверхности верхних кромок сопл с винтовой многоэа- ходной нарезкой позволяет повысить интенсивность многократного вихревого

движения пены за счет закручивания газожидкостного потока, тем самым улучшить диспергацию пены, а значит и повысить эффективность процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены,

На фиг.1 изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 - вариант решетки на фиг.1 (сопла и иглы расположены по концентричным окружностям); на фиг.З - вариант размещения сопл и игл в шахматном порядке (сопла и иглы расположены последовательными рядами и поочередно чередуются между собой, иглы большей высоты образуют на периферии порог); на фиг.4 - сопла и

иглы с винтовой многозаходной нарезкой, выполненной внутри сопл и игл; на фиг.5 а - винтовая многозаходная нарезка, выполненная на наружной выступающей над решеткой части сопл и игл; б - иглы,

выполненные многогранными

Аппарат состоит из вертикальной емкости 1, снабженной патрубком 2 для ввода жидкости, нижним штуцером 3 ввода, верхним штуцером 4 вывода газа и патрубком 5 для вывода пены Внутри емкости 1 имеется решетка 6 для осаждения пены На решетке (тарелке) 6 по всему ее периметру выполнены сопла 7. Верхние кромки 8 сопл выполнены клиновидными, образуют стабилизатор пен, а между соплами 7 рас- положены разновысотные иглы 9 и 10 с чередованием высот. Иглы на внутренней или наружной поверхности могут быть выполнены с винтовой многозаходной нарезкой 11, На периферии решетки иглы, имеющие вы- соту, равную максимальной высоте игл решетки, могут образовывать порог 12, расположенный в песте перелива пены Внутри сопл могут быть выполнены винтовые многозаходные нарезки 13, а внутри игл 9 и 10 предусмотрены каналы 14. Решетка (тарелка) содержит отверстия 15 . Иглы могут быть многогранными, например, в виде пирамиды с гранями 16 На наружной поверхности верхних кромок сопл может быть выполнена винтовая многозаходная нарезка 17 или спираль 18 В верхней части сопл расположены диффузоры 19. Для улучшения диспергации сопла могут быть выполне- ны также многогранными (не показаны).

Аппарат работает следующим образом.

Подлежащая вспениванию жидкость вводится в емкость 1 через патрубок 2. Газ подводится в аппарат через штуцер 3, бар- ботируют в жидкость через сопла 7, каналы 14 в иглах и через отверстия 15 и при этом турбулизируется турбулизаторами в виде винтовых многозаходных нарезок 13,17. Пена, получающаяся в результате обработки жидкости газом, поднимается и дробится как верхними клинообразными кромками 8 сопл 7, так и равновысотными иглами 9,10, а в местах переливов и порогом 12. Пена, двигаясь по многозаходным неразкам 17, приобретает винтовое движение и стабили- зируется, проходя порог 12 (в тех случаях.

когда он предусмотрен) пена выводится через патрубок 5, а обработанный (очищенный) пеной газ выводится из аппарата через штуцер 4.

При повышении эффективности процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены сокращаются габариты и повышается производительность аппарата.

Формула изобретения

1 Аппарат для получения пены, содержащий вертикальную емкость с патрубком для ввода жидкости и вывода пены, нижним штуцером ввода и верхним штуцером вывода газа, решетку с переливным порогом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса получения и стабилизации мелкоячеистой пены, решетка снабжена установленными в ее отверстиях с выступанием верхних кромок соплами, выполненными с винтовой многозаходной нарезкой на внутренней поверхности и раз- новысотными иШГмй, установленными между соплами и выполненными с чередованием высот, при этом верхние кромки сопл выполнены клиновидными.

2. Аппарат по п1.отличающийся тем, что иглы выполнены с винтовой многозаходной нэрезкой на их поверхности

3 Аппарат по пп. 1,2, отличающий- с я тем, что переливной порог решетки выполнен из игл, имеющих высоту, равную максимальной высоте игл решетки.

4.Аппарат по п.1,отличающийся тем, что иглы и сопла сгруппированы соответственно по эквидистантным кривым, при этом иглы одной группы имеют одинаковую высоту,

5.Аппарат по п.1,отличающийся тем, что сопла и иглы сгруппированы соответственно рядами, размещенными в шахматном порядке.

6.Аппарат по п,1,отличающийся тем, что наружная поверхность верхних кромок сопел выполнена с винтовой многозаходной нарезкой.

фиг.4 Фиа 5

Составитель Ю. Петров Редактор Н. Федорова Техред М МоргенталКорректор Н. Слободяник

Заказ 2840ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

i6

Использование получение пены в порошковой металлургии при дроблении легковозгораемых материалов и в химической промышленности для очистки газа пеной. Сущность изобретения: через патрубок для жидкости на решетку (6) вводится .жидкость, через которую продувается газ. подводимый через штуцер для газа. Пена, получающаяся в результате обработки жидкости газом, очищает газ. который выводится из аппарата через штуцер для газа. Пена, получающаяся на решетке, дробится иглами (9) и (10), а также прл движении вокруг много- заходных нарезок, выполненных на соплах