Аппарат для обогащения воздуха кислородом Советский патент 1949 года по МПК C01B13/00 B01D53/14 

Предлагаемое изо-бретение касается аппаратов для обогащения воздуха кислородом, действие которых основано да том, что растворимость кислорода в воде больше чем растЕори-мость других составных комполентое воздуха.

В аппаратах этого типа производят насыщение воды воздухом под давлением, а затем перепускают воду в пространство с м-гяьшим давлеиие|м, где происходит выделение обогащенного кислородом воздуха.

Эту операцию проводят повторно, достигая :в иесколько ступеней желаемой степени сбстащения.

Согласно изо-бретению, предлагается два варианта конструкций подобного аппарата.

На фиг. 1 представлен продольный разрез аппарата; на фиг. 2- вид аппарата в плане по первому варианту; на фиг. 3-показан продольный разрез аппарата но вто-роviy варианту.

у ппарат (фиг. 2) состоит из трех последозате„тьпо работающих ступеней, причем все три ступени устроены совершенно тождественно.

В основу работы первого варианта аппарата положен принцип испш1ьзсваиия гидравличеслого удара жидкости для получения высокого давления.

Каждая ступень аппарата (фиг. I) имеет: центробежный насос /; отсекающий золотниковый клапан 5; воздЗН1ный колпак высокого давления 3 с перепускным клапаном 4; сообщающийся с циркуляционным :Каналом о нагнетательный клапан 6 воздушный колпак низкого давления 7, сообщающийся с колпаком высокого давления 3 через раструб 8 И ряд трубок малого диаметра 9.

Отсекающий клапан 2, с целью уменьшения местных потерь на трение, представляет собой цилиндрический золотник с проходным сечением, равньпм диаметру канала 5.

Насосы / всех ступеней аппарата сидят на общем валу 10; золотники 2-на общем штоке 11.

Аппарат работает Следующим образом.

Цир.кулирующая в первой ступени в канале 5 вода при через патрубок 12 засасывает воздух, который лройдя трубки 9 в виде массы мелких пззырьков, насыщает воду. По приобретении, жидюостью достаточной скорости золотник 2 резко перекрывает канал В, что вызывает гидравлический удар. Под действием гидравлического удара приподнимается клапан 6, и насыщенная воздухом вода попадает в воздушный колпак высокого дав79

ления 3, где давление регулируется подпружиненным перепускным клапаном 4. В колпаке 3 вода отстаивается и в результате высокого давления часть находящегося в воде воздуха растворяется, а не растворившаяся, обедненная кислородом часть воздуха выделяется в ви-де пузырьков н через перепускной клапан 4 выводится в атмосферу. Из колпака 3 вода вытекает по раструбу 8, в котором потенциальная энергия давления переходит в кинетическую энергию потока. При протекании воды, потерявшей давление, по открыто.му желобу /, находяш;емуся под колпаком низкого давления 7, происходит выделение из веды воздуха, обогащенного кислородом. Из колпака 7 обогащенный воздух поступает на вторую ступень обогащения по трубе 14 (фиг. 2). Работа второй и третьей ступеней аналогична работе первой. Воздух, прошедший все три ступени обогащения, отводится к месту потребления по трубе 15.

С целью повыщенпя экономичности установки обедненный воздух, удаляемый из колпака 5 первой ступени в атмосферу, используется для привода турбо-воздуходувки Ifi, нагнетающей воздух в трубки 9 иер. вой ступени. С этой же целью «обедненный воздух из второй и третьей ступеней, который является по отношению к атмосферному воздуху обогащенным, последовательно перепускается по трубкам 17 ,и 18 в колпаки высокого давления 19 и 20 и барботирует через ряд мелких отверстий в каналах 21 (фиг. 1). Таким образом, этот воздух используется для дополнительного насыщения воды кислородом. Обратные клапаны служат для предотвращения выбрасывания воды через подводящие воздух трубы в момент гидравлического удара.

Устройство аппарата по второму варианту (фиг. 3) отличается тем, что для создания давления используется не гидравлический удар, а центробежная сила, развиваемая в колесах насосов. Здесь применен тот же принцип действия, но вместо специальных колпаков высокого давления использован объем колеса, пря80

чем обедненный воздух удаляется из центральной зоны но кольцевым каналам 23, а вода, насыщенная обогащенным воздухом, выбрасывается в трубу 24, сообщающуюся с колпаком низкого давления 22. Be всем остальном аппарат, выполненный по второму варианту, аналогичен описанному выше подробно первому варианту конструкции.

Второй вари.ант имеет некоторые преимущества перед первым, так как работа с использованием гидравлических ударов, помимо вынужденной цикличности процесса, связана также с некоторыми дополнительными потерями энергии.

Предмет изобретения

1. Аппарат для обогап ения воздуха кислородом, имеющий несколько последовательно соединенных ступеней, каждая из которых выполнена в виде замкнутого кольцевого канала, снабженного насосом для создания циркуляции, приспособлением для насыщения воды кислородом воздуха п приспособлением для выделения воздуха, обогащенного кислородом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что каналы в его ступенях выполнены неподвилсными, полностью заполпепы водой и снабжены вращающ.нмся крановым золотником для создания периодических гидравлических ударов в кайлл ах.

2.Форма выполнения аппарата по п. I, отличающаяся тем, что приспособление для насыщения воды кпслородом воздуха и отвода обедненного воздуха выполнено и виде колпака, сообщающегося с цир1с ляц ионным каналом посредством HiapOBoro клапана.

3.Форма выполнения аппарата по п. 1, от л п ч а ю щ а я с я тем, что приспособление для выделения воздуха, обогащенного кислородом, в следующую ступень выполпено н виде «олпака, сообщаютцегося с циркуляционным каналом для насыщения воды кислородом воздуха.

4.Видоизменение аппарата по н- 1, отличающеес я тем, что колпаки для насыщения воды кислородом воздуха совмещены с лопастнымн колесами циркуляционных насосов и функции этих колпаков, а также шаровых клапанов и вращающихся золотников возложены на циркуляционные насосы.

/2it /(S 20 (I0

/« /5 /7

Свод. Выпуск 4, 194Э г.

Фиг.

27 /3, /

Фиг. 2

tl

гз

Фиг. 3