Тепломассообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D3/30 F24F3/14 

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, в частности к аппаратам, предназначенным преимущественно для тепловлажностной обработки воздуха, и может быть использо- вано для осуществления тепло- и массеобмена между жидкими и газообразным теплоносителями в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Известен ротационный массообменный аппарат, включающий корпус, секционирукнций по. высоте горизонтальными глухими тарелками, вращающийся вал с колпачками, переточные трубы, колпачки снабжены вертикальными и горизонтальными всасывающими элементами, идущими от центра аппарата к периферии с отогнутыми в противоположных направлениях верхними и нижними концами, причем верхние концы направлены по ходу, нижние - против хода вращения ротора, . переливные устройства снабжены винтовыми спиралями и сетками iD. Однако такой аппарат сложен и обладает недостаточной поверхностью контакта. Известен также тепломассообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, вал с закрепленными дисками, установленными с возможностью вращения, и переточные устройства в виде труб с переливными карманами, прикрепленными -к стенке корпуса Г2. , Недостатком известного аппарата является низкая эффективность, обусловленная в основном малой удельной тепломассообменной поверхностью,.развитой в единице рабочего объема насадки и недостаточной жесткостью иасадки. Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения удельной поверхности контакта фаз. Поставленная цель достигается тем, что вал выполнен перфорированным и его концы снабжены раструбами с крыьями, каждая переточная труба выполена изогнутой в сторону, вращения диса, один конец которой расположен над иском в его периферийной части, а ругой конец - под диском у перфорированного вала, аппарат снабжен прохоящими сквозь диски сетками, при этом сетки выполнены изогнутыми в сторону, противоположную вращению дисков.

При этом целесообразно крылья выполнять в виде изогнутых лопастей и крепить к внутренней поверхности раструба.

Кроме того, раструбы снабжены соосно расположенными соплами, сопла выполнены изогнутыми в сторону вращения дисков, диски выполнены с отбортованными вверх кромками.

На фиг. 1 показана нижняя часть аппарата, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

АппаратСОСТОИТ из корпуса I с поддоном 2 и газоотводящим патрубком 3, Дисковая насадка представляет собой ряд дисков 4 в виде тарелок с отбортованными вверх кромками 5. Диски 4 закреплены на вертикальный вал в виде трубы 6 с перфорациями 7. Труба 6 установлена в подшипниках 8 и 9, соответственно вмонтированных в днище поддона 2 и крышке корпуса 1. Каждай диск 4 снабжен рядом переточных устройств 10, выполненных в виде изогнутых в сторону вращения насадки закрытых каналов с открыты14и концами 1 I и 12, размещенными соответственно над дисками 4 по их краям и под дисками 4 у перфорированной трубы 6.

По всей высоте насадки установлены сетки 13, проходящие сквозь диски 4 и изогнутые против их вращения. Открытые концы труб 6 снабжены раструбами 14, к внутренней поверхности которых периферийными краями прикреплены крылья 15, имеклцие конфигурацию воздухозаборных лопастей осевых вентиляторов. Во входных сечениях раструбов 14 соосно с ними установлены газоподводяпвие сопла 16, выполненные циклонными, обеспечивающими закручивание подаваемого через них газа в сторону вращения насадки. На перфорированную трубу 6 жестко зафиксирован щкив 17, который кинематически связан с двигателем 18, передающим крутящий момент насадке.

Поддон 2 снабжен переливной трубой. 19, предусмотренной для поддермивания постоянного уровня жидкости. Газоотводящий патрубок 3 отогнут кверху и расположен параллельно к отбортованным вверх кромкам дисков 4. В-исходном сечении газоотводящего патрубка 3 установлен сепаратор 20 с каплеотбойными пластинами 21 для улавливания капель, уносимых потоком газа. Над центральной частью верхнего из дисков 4 размещено выходное отверстие трубы 22 для подвода жидкости.

Аппарат работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя 18 к насадке передается посредством шкива 17, неподвижно насаженного на перфорированную трубу 6. Сливаемая через трубу 22 жидкость, попадая на вращающийся диск 4 под действием сил трения приводится во вращательное движение. При этом возникщие в жидкости центробежные силы заставляют ее растекаться от центральной части диска 4 к его периферии. Отбортованные вверх кромки дисков 4, в какой-то мере.ограничивающие радиальное перемещение жидкостной пленки, способствуют утолщению последней от центра к периферии. Под действием инерционных сил накопления по кромкам Ь(исков 4 жидкость захватывается входными отверстиями переточных устройств 10 и, пройдя их, стекает через выходное отверстие переточных устройств 10 на центральную часть нижерасположенного диска 4 и цикл движения жидкости повторяется до тех пор, пока с крайнего нижнего диска 4 жидкость не поступит в поддон 2.

Жидкость, обтекая по ходу движения сетки 13, пропитывает их и, тем самым, превращает в дополнительные тепломассообменные поверхности. Кроме того, сетки 13, «Служащие как бы фитилями, обеспечивают равномерное перераспределение жидкости по пленконесущим поверхностям дисков 4. Вращаясь, диски 4 приводят во вращательное движение воздух, находящийся в междисковых за- . зорах.-Последнее происходит за счет сил сцепления между дисками 4 .и воздухом, а также за счет эффекта загребания воздуха сетками 13. Помимо этого, сетки 13 придают насадке жесткость и функционируют как своеобразные гасители вибрации, а также мокрые фильтры для воздуха.

Отброшенный центробежными силами воздух с конечными параметрами покидает аппарат через газоотводящий патрубок 3. При этом, поскольку отборос воздуха происходит с отбортованных кромок диска, газоотводящему патрубку 3 придана форма, соответствующая траектории движения отбрасываемого воздуха. Подсос воздуха в аппарат происходит через перфорации 7, выполненные в трубе 6. Поступление воздуха в трубу 6 происходит с обеих ее концов, имеющих форму раструбов 14. Крыпья 15 и сопла 16 обеспечивают повьшение производительности аппарата по газу. Поступление воздуха в трубу 6 с обоих концов обуславливает равномерное piacпределение подаваемого воздуха по высоте аппарата.

Диски обладают большой жесткостью и с обоих концов зафиксированы в подшипниках. Это позволяет развивать высокую скорость вращения и следовательно, интенсифицировать процессы тепло- и массообмеиа. Переливчатые устройства обеспечивают равномерное распределение жидкостной пленки по всей пленконесущей поверхности дисков. Сетчатые вставки резко увеличивают удельную тепломассообменную поверхность насадки. Воздухозаборные крылья и циклонные сопла значительно повышают производительность аппарата по газу.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, вал с закрепленными на нем дисками, установленными с возможностью вращения, и переточные трубы.

отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности за счет увеличения удельной поверхности контакта фаз, вал выполнен перфорированным и его концы снабжены раструбами с крыльями, каждая переточная труба выполнена изогнутой в сторону вращения диска, один конец которой расположен над диском в его периферийной части, а другой - под диском у перфорированного вала, аппарат снабжен проходящими сквозь диски сетками, при этом сетки выполнены изогнутыми в сторону, противоположную вращению

S дисков.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что крылья feinonнены в виде изогнутых лопастей и прикреплены к внутренней поверхности расO труба.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что раструбы снабжешл соосно расположенш а ш соплами.

S

А. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что сопла выполнены изогнутыми в CTopoHjr вращения дисков.

5. Аппарат по пп. 1-4, отли0чающийся тем, что диски выполнены с отбортованными вверх кромками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 i. Авторское свидетельство СССР № 57Г280, кл. В 01 D 3/32, 975.

2. Авторское свидетельство СССР №253746, кл. В 01 О 3/30, 1967.

1 фуг. г 2. -k--rL-- rzrij c:-lA

0y.J I f/ff ffffm