Устройство для гашения пены Советский патент 1981 года по МПК C12M1/00 B01D19/02 

Изобретение относится к оборудова нию для разделения неоднородных сред и может быть использовано в аппаратах микробиологической прО1ииишенност при выращивании кормовых дрожжей. Известны пеногасители циклонного типа, использующие для разрушения пе ны кинетическую энергию газовой фазы пены при прохождении ее с высокой скоростью через сужающееся круглое сопло и последующую центробежную сепарацию разделенных в сопле газа и жидкости в циклоне fl. . К недостаткам пеногасителей такого типа можно отнести значительные энергетические затраты вследствие повышенного гидравлического сопротив ления устройства и невысокую степень разделения пены из-за гидродинамической неупорядоченности газожидкост ного потока при его выходе из круглого сопла на сопряженную цилиндрическую поверхность циклона. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является устройство для гашения пены, выполненное в виде циклона, в котором,для снижения гидравлических потерь и повышения степени разделения пены путем оптимальной организации;течения разделенных фаз подводящий патрубок имеет тангенциально расположенное щелевое сопло с диффузором, размещенным в корпусе циклона. При соотношении ширины щелевого сопла, равной 5 мм, к его длине 1:100 и приведенной оптимальной скорости газа в нем порядка 50 м/с производительность пеногасителя по газу 450 23. При превышении указанного соотношения существенно возрастает гидродинамическая неравномерность по длине щелевого сопла и снижается степень разделения пены, что не позволяет повысить производительность устройства. Кроме того, в ферментерах объемом 1000 м и выше для разделения большого количества пены необходима десятки подобных устройств, что значительно повышает металлоемкость оборудования Целью изобретения является повышение производительности устройства и степени -разделения пены. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве, выполненном в виде циклона, подводящий патрубок которого имеет тангенциально расположенное щелевое сопло

диффузором, размещенным в корпусе иклона, подводящий патрубок установ н центрально внутри корпуса циклоа, .заглушен с торца и снабжен доолнительными щелевыми соплами с дифузорами, при этом последние снабжеы изогнутыми направляющими плacтинйt ми для обеспененной жидкости, расположенными с зазором по касательной к внутренней поверхности корпуса циклона.

На фит. 1 изображено устройство для гашения пены, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А Нафиг. 1 (горизонтальный разрез).

Устройство для гашения пены, включает цилиндроконический корпус циклона 1 с установленным по его центру подводящим патрубком 2, снабженным торцовой заглушкой 3. На боковой поверхности подводящего патрубка распорюжены тангенциально подсоединенные мелевые сопла 4 с диффузорами 5, продолжением которых являются изогнутые направляющие пластины б, представляющие собой часть боковой поверхности кругового цилиндра. Направляющие пластины расположены с зазором по касательной к внутренней поверхности корпуса циклона что достигается плавным сопряжением из радиусов. Коническая часть корпуса циклона оканчивается камерой 7 с патрубком 8.Для отвода газа служит установленный в верхней части корпуса циклона конический патрубок 9.

Устройство работает следующим образом.

Образовавшаяся в аппарате пена через вертикальный подводящий патрубок 2поступает под некоторым и,збыточным давлением в щелевые сопла 4, где поток пены приобретает высокую скорость в сужающемся канале. При этом происходит быстрое- падение давления в пузырбках пены, которые деформируются и разрушаются в наиболее узком сечении канала. Несимметричность щелевых сопел способствует возникновению ценTpo6e iKHoro эффекта, что приводит к отделению жидкости от газа. Жидкость оттесняется потоком газа к внешним стенкам сопел, где она движется в виде пленки, а газ вместе с мелкими каплями жидкости занимают остальную часть поперечного сечения каналов. При движении потока в диффузорах 5 происходит частичное восстановление давления, что обуславливает сравнительно низкоегидравлическое сопротивление устройства. На выходе из диффузоров пленка жидкости движется по цилиндрической поверхности направляющих пластин б, откуда она плавно переходит по касательной на внутреннюю пбверхность корпуса циклона 1. Капли жидкости, содержащиеся в газе, под действием центробежной силы оседают на стенде корпуса циклона, поirOK газа оттесняется к центральной части циклона и выходит из него через конический патрубок 9. Пленка жидкости стекает закрученным потоком по конической части корпуса циклона в камеру 7, откуда выводится через патрубок 8.

Наличие дополнительных щелевых сопел с диффузорами, тангенциально установленных на подводящем патрубке расположенном центрально внутри корпуса циклона, позволяет в несколько раз повысить производительность устройства. Так, при установке на подводящем патрубке, б-щелевых сопел с .диффузорами объемная производительность по газу возрастает с 450 до 2700 при незначительном увеличении габаритов устройства.

Использование предложенного устройства позволяет также повысить степень разделения мелкодисперсной устойчивой пены вследствие увеличения времени ее пребывания .в поле центробежных сил, что явJJяeтcя основным условием повышения эффективности центробежной сепарации.

Кроме того, при использовании предложенной конструкции в крупногабаритных ферментерах значительно снижается металлоемкость сепарационного оборудования. Например, для ферментера объемом 1300 м количество пеногасителей сокращается с 60 до 10, при эток их металлоемкость снижается в 2 раза.

Формула изобретения

Устройство для гашения пены, выполненное в виде циклона, подводящий патрубок которого имеет тангенциально расположённое щелевое сопло с диффузором, размещенным в корпусе циклона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и степени разделения пены, подводящий патрубок установлен центрально внутри корпуса циклона, заглушен с торца и снабжен дополнительными щелевыми соплами с диффузорами, при этом последние снабжены изогнутыми направляющими пластинами для обеспененной жидкости, расположенными с зазором по касательной .к внутренней поверхности корпуса циклона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Способы и устройства для пеногашения в микробиологической промышленности. Обзор. М., ОНТИТЭИмикробиопром, 1973, с. 49-56.

2.Авторское свидетельство СССР I 582271, кл. С 12 В 1/18, 1977

(прототип).