Массообменный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D3/32 B01D19/00 

(54.) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к химическому и медицинскому аппаратостроению и может быть использовано для газирования или дегазации жидкости, например в дыхательных аппаратах. Известно устройство для обработки жидкости (абсорбер со сплошным барбо тажным слоем), выполненное в виде вертикально установленной емкости, в нижней части которой по BCeNiy поперечному сечению расположен распределитель в виде перегородки с отверстиями, а также патрубок подвода (или отвода) жидкости, находящейся над распределителем, патрубок под вода газа, находадийся над распределителем, а в верхней части - патрубок для отвода (или подвода) жид:сости, и закрывающая сосуд крышка с патрубком для выхода газа. Сосуд продувается газом через патрубок подвода газа и, одновременно,через сосуд,через патрубки подвод и отвода подается жидкость.При этом возможно восходяа1(ёе на правление движения жидкости и газа (снизу вверх) и противопоточное - (газ движется вверх - жидкость - вниз). Газ в обоих случаях выходит в атмосферу через патрубок в крышке емкости.

I :;;.-;

- -Х :::-- Ш/ ---j При этом,над распределителем га-, зового потока, образуется барботажный слой, представляющий собой дисперсную систему (пену) , в которой жидкость является сплошной, а газ дисперсной фазой, между которыми происходит массообмен вследствие их физико-химических превращений 1 . Недостатком данного устройства является неустойчивость режима работы при изменении уровня жидкости, в сосуде, а именно из-за изменения высоты столба жидкости, продуваемого газом; изменяется времени контакта жидкой и газовой фаз, влекущее за собой изменение их состава. Известно устр ойство для обработки жидкости, автоматически, регулируемое и обеспечивающее выход жидкой или газовой фаз заданного состава, выполненное из абсорбера (аналогично описанному выше),у которого на патрубке отвода жидкой или газовой фаз установлен концентратор, определяющий наличие и количество интересующего компонента жидкой или газовой фазы, соединенной с регулируемым дросселем, смонтированным на линии патрубка подвода жидкости или газа. жидкость и газ подаются и движутся в абсорбере аналогично тому, как в внше описанном устройстве. По выхо ду жидкой или газовой среды из абсор бера концентратомер; определяет наличие и концентрацию интересующего компонента в них, и в случае отклонения концентрации дает сигнал на peгyлиpye IЫй дроссель на увеличение или уменьшение проходноЬо сечения (предполагается, что давление подачи жидкости и газа стабилизировано), корректируя тем самым концентрацию 2 . Недостатками данного устройства является его сложность и необходимость наличия буферной емкости, в случае применения устройства в линия с переменной подачей жидкости. Известенаппарат, включающий кор пус, патрубки ввода и вывода фаз, поплавок, имеющий боковые распредел тельные отверстия, соединённый с .эластичным гибким шлангом, пропущен ным через стенку емкости. В емкость заливается обрабатывае мая смесь жидкостей, различных по плотности. Поплавок частично затапливается до погружения в жидкость боковых .распределительных отверстий (по при ципу воздушного колокола). После разделения жидкостей по вы соте емкости соответственно плотнос тям, через гибкий рукав ведется . отбор верхней жидкости з , однако данное устройство не може быть использовано, например, для насыщения или дегазации жидкости, так как поплавок закрывает .зеркало жидкости и не обеспечивает качественного распределения газовых пузырьков в ней, кроме того, самопрои вольная укладка шланга и ненаправленное движение поплавка ограничива объем обработки жидкости и энергети ческие показатели подачи газа. Цель изобретения - использование устройства для насыщения жидкости или ее дегазации и повышение стабильности процесса, а также повы шение боковой устойчивости шланга. Поставленная цель достигается те что корпус снабжен установленной по его оси струной, а поплавок выполне кольцевым с возможностью перемещени по струне и снабжен патрубком, соед няющим его с распределителем, выпол ненным в виде короба с oтвepcтия да в верхней части, при этом шланг сна жен упругим элементом, установленнь внутри него.Упругий элемент выполнен в. виде проволоки в форме спирал Архимеда или в виде ленты. ч На чертеже показан аппарат,общий вид. Устройство содержит корпус 1, вд главной продольной оси которого натянута струна 2, на которой установлен с возможностью перемещения кольцевой поплавок 3, соединенный патрубком 4 с полым кЪробчатым распределителем 5, имеющим со стороны поплавка 3 отверстия б, и соединенный с гибким-шлангом 7, через который пропущена предварительно напряженная сформированная в виде архимедовой спирали проволока 8. Устройство снабжено дополнительно полым коробчатым распределителем 9 для подачи дополнительного газа на обработку жидкости. С целью регулирования степени выхода газов через отверстия 10 корпу-. са 1, на корпусе смонтирована с возможностью перемещения диафрагма 11, фиксируемая винтом 12. Корпус 1 снаЬжен верхней крышкой 13 S патрубком 14, и нижней крышкой 15 с патрубками 16 и 17. Между крышкой 13 и корпусом 1 установлен стакан 18 с распределительными отверстиями 19. Работает устройство следующим образом. Жидкость заливается в корпус 1 ниже уровня расположения отверстий 10 выхода газа в стенке корпуса 1. Поплавок 3 при этом всплывает, спирально растягивая уложенный шланг 7, оставляя затопленным на некоторой глубине распределитель 5. Газ подается под давлением через шланг 7 и выходит в жидкость через отверстия 6 распределителя 5, и вызывает ее барботирование, проходит по всей высоте столба, и. выходит через отверстия 10 корпуса 1 в атмосферу. Отбор обработанной жидкости из корпуса 1 осуществляется через патрубок 16. Переменная подача жидкости на обработку осуществляется через патрубок 14 крышки 13, далее - через распределительные отверстия 19 стакана 18. Двигаясь струйками, жидкость вступает во взаимодействие с газом, прошедшим через столб жидкости, претерпевая при этом физикохимические превращения. Применение данного устройства позволяет обеспечить высокую стабильность протекания процессов газонасыщения или дегазации жидкости при переменной подаче ее на обработку, например, при использовании его в медицинском аппарате жидкостного дыхания. При этом устройство позволяет уменьшить объем используемой в аппарате жидкости, снижая тем самым стоимость проведения процесса жидкостной вентиляции легких, или например, оксигенации крови. Формула изобретения Массообменный аппарат, включающий корпус, патрубки ввода и вывода фаз, поплавок с распределителем, соединенный со ишангом, конец которого