SU1685480A1 - Вибрационный массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  массообменных процессов. Цель изобретени  - интенсификаци  массообмена путем регулировани  амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата. Вибрационный мэссообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубками дл  ввода и вывода фаз. По оси корпуса расположена вертикальна  штанга 6 с перемешивающими элементами, котора  имеет возможность совершать возвратно-посту- па .ельноз движение в направлении оси корпуса . Вибропривод вертикальной штанги включает приводной вал 8, цилиндрическую втулку 9, шарнирно размещенную в обойме 10 шатуна 11. Втулка 9 выполнена с внутренним отверстием, большим, чем диаметр приводного вала.8, и св зана посредством шарнирных г г 14, 15 с крестовиной 16, жестко укрепленной на приводном валу. Между цилиндрической атулкой и приводным валом в направлении смещени  втулки установлены пружины 17, 18, работающие на сжатие. Шатун 11 шарнирно св зан с вертикальной штангой 6, на которой установлена пружина 21, одним концом закрепленна  на втулке 22, свободно перемещающейс  по штанге. Втулка 22 шарнирно св зана с подвижной частью винтовой пары 23, неподвижна  часть которой жестко закреплена на крышке корпуса аппарата. 2 ил. СП с

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  массообменных процессов и может быть использовано, например, дл  перемешивани , растворени ,эмульгировани , выщелачивани  в различных отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - интенсификаци  массообмена путем изменени  амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата.

На фиг.1 изображен вибрационный мас- сообменный аппарат, общий вид; на фиг.2 - исполнительный механизм вибропривода в одном из рабочих положений, общий вид.

Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2, 3 дл  ввода фаз и 4, 5 дл  их вывода. По оси корпуса расположена вертикальна  штанга 6 с перемешивающими элементами 7, котора  имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение в направлении оси корпуса . Вибропривод вертикальной штанги включает приводной вал 8, цилиндрическую втулку 9. шарнирно размещенную в обойме 10 шатуна 11. Цилиндрическа  втулка 9 выполнена с внутренним отверстием, большим , чем диаметр приводного вала 8, и снабжена диаметрально противоположными стойками 12, 13, концы которых св заны посредством шарнирных т г 14, 15с крестовиной 16, жестко укрепленной на приводС

00

ел ь

00

о

ном валу 8. Шарнирные т ги 14, 15 позвол ют цилиндрической втулке 9 эксцентрично смещатьс  относительно приводного вала 8. Между цилиндрической втулкой 9 и приводным валом 8 в направлении смещени  в гулки установлены пружины 17,18, работающие на сжатие. Шатун 11 шарнирно св зан с вертикальной штангой 6, Приводной вал 8 установлен в подшипники, которые размещены на раме 19,жесткоукрепленной на крышке 20 корпуса аппарата. На вертикальной штанге б установлена пружина 21, один конец которой жестко св зан со штангой , а другой - с втулкой 22, свободно установленной на штант, Втулка 22 шарнирно св зана с подвижной частью винтовой пары 23, неподвижна  часть которой жестко закреплена на крышке 20 корпуса armapaia.

Вибрационный массообмеипый аппарат работает следующим образом.

Сверху в корпус 1 по патрубку 2 подаетс  т жела  фаза, а снизу по патрубку 3 - легка  (жидка ) фаза, котора , поднима сь по аппарату, распредел етс  между перемешивающими элементами 7. Отвод легкой фазы осуществл етс  по патрубку А. а т желой - по патрубку 5. После начала подачи фаз включаетс  приводной вал 8 вибропривода . Затем вращением подвижной части винтовой пары 23 пружина 21 посредством втулки 22 поджимаетс  (раст гиваетс ) относительно вертикальной штанги 6. Через шатун 11 и его обойму 10 пружина 21 передает давление на цилиндрическую втулку G. При любом угле поворота приводного вала 8 с крестовиной 16 шарнирные т ги 14, 15 допускают эксцентричное смещение цилиндрической втулки 9 перпендикул рно оси приводного вала 8. Лини  смещени  проходит под углом 45° к крестовине 16. Составл юща  силы давлени , действующей на цилиндрическую втулку 9, направлена вдоль пружин 17 18 и периодически мен етс  по величине, будучи пропорциональной синусу угла поворота приводного вала 8. Под действием составл ющей цилиндрическа  вгулкз 9, преодолева  упругость пружин 17, 18, также периодически вместе с обоймой 10 мен ет эксцентриситет относительно оси приводного вала 8. Таким образом, цилиндрическа  втулка 9 по отношению к шатуну 11  вл етс  эксцентриком с переменным эксцентриситетом. Значение эксцентриситета пропорционально силе давлени  обоймы 10 шатуна и синусу угла поворота приводного вала 8. UJaiyn 11, будучи шарнирно св занным с вертикальной штангой 6, сообщает ей колебательное движение за счет изменени  эксцентриситета цилиндрической втулки 9 и угла поворота

приводного вала 8. Чем сильнее поджата или раст нута пружина 21 подвижной частью винтовой пары 23, тем больше эксцентриситет втулки 9 и амплитуда колебаний

вертикальной штанги 6. Значение амплитуды колебаний, завис щее от механических параметров всей колебательной системы аппарата и обрабатываемых фаз, целиком определ етс  величиной статического сжа0 тип или раст жени  пружины 21 винтовой парой 23.

Вертикальна  штанга 6 с перемешивающими элементами 7 имеет значительную инертную массу, поэтому дл  снижени  ди5 намических нагрузок на вибропривод в период его запуска, необходимо винтовой парой23 установить цилиндрической втулке 9 нулевой эксцентриситет перед включением приводного вала 8. И только после запу0 ска вибропривода увеличивать амплитуду колебаний до требуемого значени .

Перемешивающие элементы 7, будучи перфорированными, в процессе колебательного движени  возбуждают в дисперс5 ной среде множество затопленных турбулентных струй. Они вызывают активное дробление и перемешивание фаз, что увеличивает поверхность их контакта и уменьшает диффузионное сопротивление,

0 При рациональном выборе амплитуды колебаний , настройка которой производитс  без остановки работы аппарата, эги процессы протекают быстрее и о более полном обье- ме. В результате увеличиваетс  скорость

5 прохождени  тепло- и массообменных процессов , а также химических превращений, что ведет к снижению энергозатрат на получение конечного продукта.

Вибрационный массообменный аппа0 рат прост по конструкции. Дл  изготовлени  привода аппарата не требуетс  специального машиностроительного оборудовани . С учетом технологических возможностей по сравнению с известными аппаратами, допу5 скаюа ими регулирование амплитуды при работающем виброприводе, он отличаетс  меньшей металле- и энергоемкостью и простотой обслуживани . Детали вибропривода имеют только шарнирные соединени ,

40 поэтому в целом аппарат надежен и износостоек в работе. Аппарат эффективен дл  осуществлени  и интенсификации многих технологических процессов, в гом числе выщелачивани , цементации, сорбцкюнных и

55 экстракционных процессов, процессов взаимодействи  жидкостей и суспензий с газами .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Вибрационный массообменный аппа- рат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, вертикальную штангу с перемешивающими элементами, установленную с возможностью циклического перемещени  вдоль своей оси, патрубки дл  подачи и вывода легкой и т желой фаз, эксцентриковый вибропривод вертикальной штанги, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации массообмена путем изменени  амплитуды осевых колебаний вертикальной штанги без остановки работы аппарата, аппарат снабжен винтовой парой и пружиной, один конец которой соединен с вертикальной штангой, а другой по

   средством втулки, установленной на вертикальной штанге с возможностью вертикального перемещени , с подвижной частью винтовой пары, неподвижна  часть которой зак реплена на крышке корпуса, при этом вибропривод выполнен в виде цилиндрической втулки, концентрично установленной снаружи приводного вала и снабженной диаметрально противорасположенными стой-. кзми, соединенными посредством шарнирных т г с крестовиной, закрепленной на приводном валу, и пружинами, соединенными с приводным валом.

   10

   J Фиг.1

   Редактор В.Данко

   10 9 13

   Фиг 2 Корректор Т.Палий