SU1583369A1

SU1583369A1 - Aerator

Info

Publication number: SU1583369A1
Application number: SU884480127A
Authority: SU
Inventors: Александр Кириллович Курочкин; Раиль Бакирович Валитов; Юрий Владимирович Бадиков; Алексей Николаевич Докучаев; Геннадий Александрович Коврижников; Геннадий Александрович Сергеев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1990-08-07

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл насыщени жидкостей газом. Целью изобретени вл етс насыщение газом жидкости, наход щейс под большим чем газ давлением, а также интенсификаци процесса насыщени жидкости газом. Аэратор включает в себ корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, рабочее колесо 6 с радиальными капилл рными отверсти ми 7 и лопаст ми 8, центральную трубу 15, вмонтированную в коллектор 16, образующий кольцевую камеру 19 смешени с радиальным зазором, регулируемым с помощью сменного дроссельного кольца. Устройство снабжено статором 22, который своим прорезным кольцевым буртом с зазором охватывает выходы из радиальных капилл рных отверстий 7. Рабочее колесо 6, враща сь, закручивает своими лопаст ми 8 жидкость в корпусе 1 и выкидывает ее через выходной патрубок 3. При этом в зоне коллектора 16 и радиального зазора возникает центробежное поле, отбрасывающее крупные твердые частицы к периферии колеса 6. Часть рабочей среды впрыскиваетс через радиальный зазор в кольцевую камеру 19 смешени и эжектирует газ в рабочее колесо 6, где газожидкостна смесь поступает в радиальные капилл рные отверсти 7. Далее происход т нагнетание газожидкостной смеси к периферии рабочего колеса 6 и последующее диспергирование ее в зазоре и прорез х кольцевого бурта статора 22 до микронных размеров. Изобретение позвол ет упростить технологию изготовлени рабочего колеса 6, в частности его радиальных капилл рных отверстий 7, а также повысить производительность аэратора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.This invention relates to a device for saturating liquids with a gas. The aim of the invention is to saturate a liquid under a gas with a higher pressure than a gas, and also to intensify the process of saturating a liquid with a gas. The aerator includes a housing 1, an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, an impeller 6 with radial capillary holes 7 and blades 8, a central tube 15 mounted into a manifold 16, forming an annular mixing chamber 19 with a radial clearance adjustable by replaceable throttle ring. The device is equipped with a stator 22, which, with its slotted collar with a gap, covers the outlets from the radial capillary holes 7. The impeller 6, rotating, twists the fluid in the housing 1 with its blades 8 and throws it out through the outlet 16 and a radial gap, a centrifugal field arises, throwing large solid particles to the periphery of the wheel 6. A portion of the working medium is injected through the radial gap into the annular mixing chamber 19 and ejects gas into the impeller 6, where gas-liquid ect enters the radial capillary apertures 7. Next occur injecting liquid mixture to the periphery of the impeller 6 and its subsequent dispersion in the gap, and slits the annular shoulder of the stator 22 to micron size. The invention makes it possible to simplify the manufacturing technology of the impeller 6, in particular its radial capillary holes 7, as well as to increase the productivity of the aerator. 2 hp f-ly, 5 ill.

Description

образующий кольцевую камеру 19 смешени с радиальным -jroopoiu, регули руемым с помощью сменного дроссельного кольца. Устройство снабжено статором 22s который своим прорезным кольцевым буртом с зазором охватывает выходы из радиальных капилл рных отверстий 7, Рабочее колесо 6, враща сь , закручивает своими лопаст ми 8 «идкость в корпусе 1 и выкидывает ее через выходной патрубок 3. При этфм в зоне коллектора 16 и радиального зазора возникает центробежное поле, отбрасывающее крупные твердые частицы к периферии колеса 6. Часть рабочей среды впрыскиваетс через раforming an annular mixing chamber 19 with a radial-jroopoiu, adjustable with an interchangeable choke ring. The device is equipped with a stator 22s which, with its slotted collar with a gap, covers the outlets from the radial capillary holes 7. 16 and a radial gap, a centrifugal field arises, throwing large solid particles to the periphery of the wheel 6. A portion of the working medium is injected through the

диальный зазор в кольцевую камеру 19 смешени и эжектнрует газ в рабочее колесо 6, где газожидкостнач поступает в радиальные каш у рнгс отверсти 7. Далее происход и, че- тание газожидкостной смеси к периферии рабочего колеса 6 и последующее диспергирование ее в зазоре и прорез х кольцевого бурта статора 22 до микронных размеров Изобретение позвол ет упростить технологию изготовлени рабочего колеса 6, в частности его радиальных капилл рных отверстий 7, а также повысить производитель- ность аэратора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.a diagonal gap into the annular mixing chamber 19 and ejects gas into the impeller 6, where the gas-liquid enters the radial porridge at the RNS hole 7. Then, the gas-liquid mixture is read to the periphery of the impeller 6 and then dispersed in the gap and slotted annular collar of stator 22 to micron sizes The invention allows to simplify the manufacturing technology of the impeller 6, in particular its radial capillary holes 7, as well as to increase the productivity of the aerator. 2 hp f-ly, 5 ill.

Изобретение относитс к химическому машиностроению, в частности к устройствам дл насыщени жидкостей газом, и может использоватьс в микробиологической , химической, фармацевтической , строительной, пищевой, нефтеперерабатывающей и в других отрасл х народного хоз йства дл интенсификации процессов взаимодействи жидкости с газом.The invention relates to chemical engineering, in particular, devices for saturating liquids with gas, and can be used in microbiological, chemical, pharmaceutical, construction, food, oil refining and other folk industries to intensify the processes of interaction of a liquid with a gas.

Целью изобретени вл етс насы- щейие газом жидкости, наход щейс под большим чем газ давлением, а также интенсификаци процесса насыщени жидкости газом.The aim of the invention is a gas-saturated liquid under pressure than a gas, as well as an intensification of the process of saturating a liquid with gas.

На фиг. 1 схематически изображен аэратор, продольный разрез; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 ; на фиг. 4- узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - узел II на фиг. 1.FIG. 1 schematically shows an aerator, a longitudinal section; FIG. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one ; in fig. 4- node I in FIG. one; in fig. 5 — node II in FIG. one.

Аэратор содержит корпус 1 , снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками и приводом 4. На приводном валу 5 смонтировано рабочее колесо 6, снабженное радиальными капилл рными отверсти ми 7 дл газа и лопаст ми 8 дл всасывани в осевом направлении обрабатываемой жидкости.The aerator comprises a housing 1 provided with an inlet 2 and an outlet 3 with nozzles and an actuator 4. An impeller 6 is mounted on the drive shaft 5, equipped with radial capillary holes 7 for gas and blades 8 for sucking in the axial direction of the treated liquid.

Рабочее колесо 6 утоплено в корпус 1 и выполнено разъемным по радиальным капилл рным отверсти м 7 которые имеют стенки из материала, не обладающего адгезионными свойствами , например фторопласта.The impeller 6 is recessed into the housing 1 and is made detachable along radial capillary openings 7 which have walls made of a material that does not have adhesive properties, for example, fluoroplastic.

Между фланцами трубопровода 9 жидкости высокого давлени и входBetween the flanges of the pipeline 9 high pressure fluid and the inlet

ного патрубка 2 аэратора закреплен турбулизатор 10, снабженный окнами 11 и пустотелой стойкой 12, переход щей снаружи в газовый патрубок 13 с регулирующим вентилем 14, а изнутри в центральную трубу 15, вмонтированную свободным концом в коллектор с радиальным зазором 17, регулируемым с помощью сменного дроссельного кольца 38.The outlet pipe 2 of the aerator is fixed to a turbulizer 10, equipped with windows 11 and a hollow stand 12, passing from the outside into a gas pipe 13 with a regulating valve 14, and from the inside into a central pipe 15, mounted with a free end into a manifold with a radial clearance 17, adjustable using a removable throttle rings 38.

Коллектор 16 закреплен на рабочем колесе 6 с образованием кольцевой камеры 19 смешени , котора через переточные отверсти 20 соединена с кольцевой распределительной камерой 21 .The collector 16 is fixed on the impeller 6 with the formation of an annular mixing chamber 19, which is connected to the annular distribution chamber 21 through the overflow holes 20.

На выходе из радиальных капилл рных отверстий 7 рабочего колеса 6 смонтирован статор 22, который своим прорезным кольцевым буртом 23 охватывает с зазором 24 выходы из диальных капилл рных отверстий 7 рабочего колеса 6.At the outlet of the radial capillary holes 7 of the impeller 6, a stator 22 is mounted, which, with its slotted annular shoulder 23, covers with a gap of 24 exits from the diagonal capillary holes 7 of the impeller 6.

Прорезной кольцевой бурт 23 статора 22 и выходы из радиальных капилл рных отверстий 7 рабочего колеса б образуют диспергирующее устройство (не показано). The slotted collar 23 of the stator 22 and the outlets from the radial capillary holes 7 of the impeller b form a dispersing device (not shown).

При неработающем приводе 4 вентиль 14, регулирующий подачу газа в турбулизатор 10, центральную трубу 15 и в радиальные капилл рные отверсти 7, должен быть закрыт, иначе жидкость, наход ща с в трубопроводе 9 и в корпусе 1 под давлением большим чем газ, выдавитс по системе сообщающихс полостей радиальныхWhen the actuator 4 is not operating, the valve 14 regulating the flow of gas into the turbulizer 10, the central pipe 15 and the radial capillary holes 7 must be closed, otherwise the fluid in the pipe 9 and in the housing 1 under pressure greater than gas will be squeezed out the system of communicating cavities of radial

капилл рных отверстий 7,. кольцевой распределительной камере 21, переточным отверсти м 20 в кольцевую камеру 19 смешени и из нее по центральной трубе 15 в газовый патрубок 13 и вентиль 14 в газовую (или воздушную ) магистраль. Жидкость может также выдавитьс в газовую магистраль по системе радиальный зазор 17, кольцева камера 19 смешени , центральна труба 15, газовый патрубок 13, вентиль 14.capillary holes 7 ,. an annular distribution chamber 21, overflow ports 20 into the annular mixing chamber 19 and from there along the central pipe 15 into the gas port 13 and the valve 14 into the gas (or air) line. The fluid can also be squeezed out into the gas line through the system radial clearance 17, annular mixing chamber 19, central pipe 15, gas connection 13, valve 14.

Аэратор работает следующим образом .The aerator works as follows.

Включают привод 4. Открывают вентиль 14.Include the actuator 4. Open the valve 14.

Рабочее колесо 6, враща сь, закручивает своими лопаст ми 8-в вихри жидкую рабочую среду, наход щуюс в корпусе 1, и выкидывает ее в выходной патрубок 3, Поскольку передача энергии основному потоку рабочей среды осуществл етс за счет вихревого обмена с вторичным потоком, создаваемым рабочим колесом, то в зоне коллектора 16 и радиального зазора 17 возникает центробежное поле, которое отбрасывает крупные твердые инородные компоненты к периферии колеса , т.е. в основной поток, что исключает попадание их через радиальный зазор 17 в радиальные капилл рные отверсти 7 и забивание последних . Часть рабочей среды с мелкофракционными инородными компонентами впрыскиваетс через радиальный зазор 17 в кольцевую камеру 19 смешени и эжектирует газ в рабочее колесо 6. Распыленна через радиальный зазор 17 жидкость образует с газом газожидкостную смесь. Газожидкостна смесь по переточным отверсти ми 20 поступает в кольцевую распределительную камеру 21 и из нее в радиальные капилл рные отверсти 7. Здесь за счет действи центробежных сил происходит нагнетание газожидкостной смеси к периферии рабочего колеса 6 (эффект жидкостных поршней) и последующее диспергирование ее в зазоре 24 и прорез х кольцевого бурта 23 статора 22 до микронных размеров.The impeller 6, rotating, twists with its blades 8-vortices the liquid working medium in the housing 1 and throws it into the outlet nozzle 3, Since energy is transferred to the main flow of the working medium due to the vortex exchange with the secondary flow, created by the impeller, then in the zone of the collector 16 and the radial gap 17 a centrifugal field arises, which throws large solid foreign components to the periphery of the wheel, i.e. into the main flow, which excludes their penetration through the radial gap 17 into the radial capillary holes 7 and clogging of the latter. A portion of the working medium with finely divided foreign components is injected through the radial gap 17 into the annular mixing chamber 19 and ejects gas into the impeller 6. The liquid sprayed through the radial gap 17 forms a gas-liquid mixture with gas. The gas-liquid mixture enters the annular distribution chamber 21 and from it into the radial capillary holes 7 through the flow-through openings 7. Here, due to centrifugal forces, the gas-liquid mixture is injected to the periphery of the impeller 6 (the effect of liquid pistons) and then dispersed in the gap 24 and the slot x of the collar 23 of the stator 22 to micron size.

Изготовление радиальных капилл рных отверстий 7 из гидрофобного материала (не обладающего адгезионными свойствами) увеличивает насосный и нагнетательный эффекты при движении жидкостных поршней по радиальнымThe manufacture of radial capillary holes 7 from a hydrophobic material (non-adhesive) increases the pumping and pressure effects when the liquid pistons move along radial

капилл рным каналам рабочего колеса 6.Пример . Свободно вихревой 5 насос типа ФГС переоборудован в опытный образец аэратора, изображенного на фиг. 1. Аэратор имеет следующие параметры:impeller capillary channels 6. Example. A free-vortex 5 FGS type pump has been converted into a prototype of the aerator shown in FIG. 1. The aerator has the following parameters:

давление, МПа: газа за регулирующимpressure, MPa: gas for regulating

вентилем 140,14valve 140,14

жидкости в трубопроводе 90,27 жидкости на выходеfluid in the pipe 90,27 fluid outlet

5из патрубка 30,485 out of the pipe 30,48

Расход жидкости, мэ/минДо 120Liquid consumption, mee / min to 120

Расход газа, м /минДо 0,8Gas consumption, m / min to 0.8

Радиальный зазорRadial clearance

017, ммДо 0,07017, mmto 0.07

Зазор 24, мм0,5Gap 24 mm0,5

Сечение радиальных капилл рных отверстий 7, 5 Рабочее колесо- 6 изготовлено целиком из фторопласта 4 число оборотов рабочего колеса 3000 об/мин„The cross section of the radial capillary holes 7, 5 The impeller 6 is made entirely of fluoroplastic 4 impeller speed 3000 rpm „

При неработающем аэраторе, в случае открыти регулирующего венти- 0 л 14, жидкость из трубопровода 9 мгновенно заполн ет систему элементов 19-15-13-14, вытесн из нее газ.With the inoperative aerator, in the case of opening the regulating valve 0 l 14, the liquid from the pipeline 9 instantly fills the system of elements 19-15-13-14, displaces the gas from it.

При работающем аэраторе в га- 5 зовой магистрали 19-15-13-14 наблюдаетс разрежение до 0,04 МПа, которое регулируют путем подачи в нее через вентиль 14 воздуха с давлением до 0,14 МПа.When the aerator is operating in the gas line 19-15-13-14, a vacuum of up to 0.04 MPa is observed, which is regulated by supplying air through the valve 14 with a pressure of up to 0.14 MPa.

00

Отбор проб рабочей среды из выходного патрубка 3 показывает наличие в последней устойчивой до 2 мин гомогенной, мелкодисперсной гаэо-Sampling of the working medium from the outlet nozzle 3 shows the presence in the latter of a homogeneous, finely dispersed gas / gas that is stable for up to 2 minutes.

с жидкостной смеси (размеры пузырька газа составл ли 30-50 мкм). Причем давление газожидкостной смеси на выходе из патрубка 3 при открытом вентиле 14 падает до 0,42 МПа. При закп рытии регулирующего вентил 14 давление рабочей среды на выходе из патрубка 3 поднимаетс до прежней величины 0,48 МПа, а в пробах жидкости визуально наличие газа не отмечают .with a liquid mixture (the size of the gas bubble was 30-50 microns). Moreover, the pressure of the gas-liquid mixture at the outlet of the pipe 3 when the valve 14 is open drops to 0.42 MPa. When the control valve 14 is closed, the pressure of the working medium at the outlet of the nozzle 3 rises to the previous value of 0.48 MPa, and visually the presence of gas in the liquid samples is not observed.

Изобретение позвол ет упростить технологию изготовлени рабочего колеса 6, в частности его радиальных капилл рных отверстий 7, а такжеThe invention makes it possible to simplify the manufacturing technology of the impeller 6, in particular its radial capillary holes 7, as well as

5five

повысить производительность аэратора .improve the performance of the aerator.

Claims

1. An aerator comprising a housing, a drive shaft housed in the housing, an impeller equipped with radial holes for introducing gas into a liquid, with blades and a manifold for sucking the liquid to be treated, and a central pipe for feeding gas into radial holes mounted in the collector with a radial clearance, characterized in that, in order to saturate a liquid with a gas that is under pressure than a gas,

five

also intensification of the process of saturation of liquid with gas, the device is equipped with a stator with an annular slotted flange, covering with a gap the outlets from the radial holes, while the walls of the radial holes are made of a hydrophobic material.

2, the aerator according to claim. Characterized in that the radial clearance between the central tube and the collector is made adjustable, for example, using an interchangeable throttle ring.

3. An aerator in PP, 1 and 2, which is the fact that the working wall is made detachable in radial holes.

Thebes, 2

1533369 6-6

23

FIG. 3

Fiel

FIG. five