Устройство для аэрации жидкости

Устройство для аэрации жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для смешивания газов с жидкостями, может быть использовано в любой отрасли машиностроения для аэрации закалочных жидкостей и повышает эффективность процесса аэрирования жидкостей. Устройство для аэрации жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с форсунками 22, снабженными трубками подвода закалочной жидкости и сжатого воздуха. В корпусе установлен вал 2. на котором закреплены турбина 11 для прокачки аэрируемой жидкоРо5очая смесь О ел ел ел 4 VJ Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 5/12, 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

70 7 (21) 4711212/26 (22) 04.04.89 (46) 15.06.91. Бюл. М 22 (71) Научно-производственное объединение

"Атом котломаш" (72) Г. Д. Синявцев, А. А. Жданов и И. Б.

Кузнецов (53) 66.069.82(088.8) (56) Патент Великобритании М 1532566, кл.

В 01 F 3/04, 1978.

Патент США М 4519959, кл. В 01 F 3/04, 1985.

Патент США (Ф 4272461, кл. В 01 F 3/04, 1981. доза Ы,» 1655547 A l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам для смешивания газов с жидкостями, может быть использовано в любой отрасли машиностроения для аэрации закалочных жидкостей и повышает эффективность процесса аэрирования жидкостей. Устройство для аэрации жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с форсунками 22, снабженными трубками подвода закалочной жидкости и сжатого воздуха, В корпусе установлен вал 2, на котором закреплены турбина 11 для прокачки аарируемой жидкои

17

14

1l

1655547

40 сти снизу вверх, центрифуга и центробежный насос, На лопатках насоса жестко закреплен прямой усеченный конус, имеющий в меньшем основании диск с наклонными прорезями, Перемычки между прорезями диска имеют угол атаки, равный углу атаки лопаток турбины

11. Над перфорированным элементом на кронштейнах опоры вала жестко закреплен распылитель. На уровне центробежного насоса в корпусе выполнены тангенциальные заборники, связанные трубками с упомянутыми форсунками. Последниеустановлены подтурбиной под углом к плоскости ее вращения. Вал 2 выИзобретение относится к устройствам для смешивания газов с жидкостями, может быть использовано в любой отрасли машиностроения, например, для аэрации закалочных жидкостей, применяемых для термообработки широкой номенклатуры cTBllbHbtx изделий.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса аэрации.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 — крепление форсунок к корпусу; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг, 2; на фиг. 4 — расположение форсунок относительно корпуса; на фиг, 5 — устройство, разрез; на фиг. 6 — вид Б на фиг, 5; на фиг. 7— сечение  — В на фиг. 5; на фиг. 8 — сечение

à — Г на фиг. 5; на фиг, 9 — сечение Д вЂ” Д на фиг. 5; на фиг. 10 — сечение Š— E на фиг. 5; на фиг. 11 — сечение Ж вЂ” Ж на фиг. 10.

Устройство для аэрации закалочной жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, в котором коаксиально с возможностью вращения в опорах установлен полый вал 2.

Верхняя опора представляет собой радиальный подшипник скольжения, состоящий из вкладыша 3, помещенного в обойму

4, установленную в корпусе 1 посредством кронштейнов 5. К нижней плоскости верхнего подшипника крепится распылитель 6. Нижняя опора — радиально-упорный подшипник скольжения — также содержит вкладыш 7, обойму 8, кронштейны 9, а нижний конец вала 2 дополнительно оснащен подпятником 10. Нижняя поверхность обоймы 8 выполнена конусной, Непосредственно над нижней опорой на валу

2 жестко закреплена турбина 11, состоящая из лопаток, вваренных между ступицей 12 и наружным кольцом 13. Над турбиной по ходу аэрированной жидкости на валу 2 жестко закреплена центрифуга, рабочим элементом которой являются лопасти 14, приваренные к валу 2 и наружному кольцу 15.

Выше места приварки рабочих лопастей 14 центрифуги выполнены продольные отвер5

35 полнен полым и в его стенках в зоне между центрифугой и центробежным насосом выполнены продольные отверстия, предназначенные для удаления избытка воздуха из этой зоны, Форсунки установлены попарно диаметрально, причем каждая пара смещена относительно соседней, Предложенное устройство позволяет получать равномерную газожидкостнуюдисперсию и оптимизировать охлаждающие свойства закалочной среды, позволяет отказаться от использования электрического привода, повышает эксплуатационные качества устройства. 11 ил. стия 16, посредством которых сообщается внутреннее пространство полого вала 2 с приосевой зоной корпуса 1. Непосредственно над отверстиями 16 к валу 2 приварены внутренние кромки лопаток 17 центробежного насоса. На уровне центробежного насоса в корпусе 1 выполнены отверстия 18, которые являются входными отверстиями тангенциальных заборников 19. На лопатках 17 центробежного насоса сверху жестко закреплен направляющий аппарат в виде прямого усеченного конуса 20 (обращенного большим основанием к направлению подъема аэрированной жидкости). В меньшем основании конуса 20 жестко закреплен перфорированный элемент 21, выполненный в виде диска, внутренняя часть которого приварена к валу 2. Диск 21 имеет радиальные наклонные прорези по всему периметру, а перемычки между прорезями имеют углы атаки, равные углу атаки лопаток турбины 11, В нижней части корпуса 1 под турбиной 11 под углом к плоскости ее вращения установлены средства подвода жидкости в виде форсунок 22, соединенные шлангами 23 с выходами тангенциальных заборников 19.

Корпус форсунки 22 имеет отверстие ввода трубки 24 подачи сжатого воздуха, подводимого к форсунке шлангом 25 и при помощи хомута 26 и болта 27 крепится к корпусу аэратора 1 через подпятник 28 гайкой 29. Отверстия 30 для крепления форсунок

22 в корпусе устройства выполнены попарно, диаметрально противоположно. Причем угол между соседними парами форсунок равен а= и

360 г 360 2 и k u где n — число форсунок; к — число лопаток турбины.

Например, если форсунок четыре, а лопаток двадцать (см, фиг. 4), угл ы а1 и а2 между

1655547 парами форсунок соответственно равны

9Qî go и 9Qî + 9о

Указанное взаимное смещение форсунок, определяемое угловым шагом лопаток турбины, обеспечивает обязательное попадание активной струи форсунок по крайней мере на одну пару лопаток, что облегчае запуск устройства.

Устройство работает следующим образом.

Через трубку 24 подведенный по шлангу 25 сжатый воздух подается на лопатки турбины 11 и заставляет ее вращаться, Вместе со сжатым воздухом на лопатки попадает и закалочная жидкость, инжектированная из корпуса форсунки 24 за счет падения давления на срезе сопла форсунки при истечении сжатого воздуха из сопла трубки 24, При соударении полученной струи воздуха с инжектированной в нее закалочной жидкостью происходит интенсивная аэрация среды. Вместе с тем происходит интенсивное дробление воздушных пузырей самими лопатками приводной турбины 11. Вращение турбины 11 обеспечивает осевую прокачку эакалочной жидкости через аэратор вместе с поднимающимися пузырьками, играющими роль эрлифта на стадии запуска аэратора. На жидкость дополнительно действует центробежная сила, развиваемая лопатками 14 центрифуги, что приводит к вытеснению воздуха в центральную (осевую) зону и удалению его через отверстия 16 из полости аэратора, Периферийные участки потока закалочной жидкости, чаименее насыщенные воздухом, при подъеме до уровня лопаток 17 центробежного насоса под их воздействием попадают через отверстия 18 в тангенциальные заборники 19 и по шлангу 23 вновь подаются в корпус 22 форсунки и далее на лопатки 11 рабочей турбины.

Установкой в корпусе аэратора центробе>кного насоса преследуется две цели: первая — периферийные объемы закалочной жидкости, наименее насыщенные воздухом, возвращаются на вход аэратора и дополнительно аэрируются; вторая — повышается давление внутри корпуса форсунки 22, и за счет этого масса жидкости, попадающей на рабочие лопатки турбины 11, увеличивает ее тяговое усилие.

Осевой поток жидкости, наиболее насыщенной воздухом, сужаются усеченным конусом 20, увеличивающим скорость потока,-обрабатывается перфорированным элементом 21, размельчающим воздушные пузырьки, и подается на неподвижный распылитель

5 6, где дополнительно дробится полученная газожидкостная смесь.

Таким образом. данное устройство позволяет получать более равномерную газожидкостную дисперсию и оптимизировать

10 охлаждающие свойства закалочной среды, позволяет отказаться от использования электрического привода, повышает эксплуатационные качества устройства.

15 Формула изобретения

Устройство для аэрации жидкости, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, средства подвода жидкости, патру20 бок подвода сжатого воздуха, размещенный в нижней части корпуса, и коаксиально установленный в корпусе посредством опоры с кронштейнами вал, на котором закреплена турбина, отл ич а ю ще еся тем, что,с

25 целью повышения эффективности процесса аэрации, оно снабжено последовательно закрепленными на валу над турбиной центрифугой, центробежным насосом и установленным сверху на лопатках насоса направляющим

30 аппаратом в виде прямого усеченного конуса, меньшее основание которого выполнено с наклонными прорезями, при этом перемычки между прорезями имеют угол атаки, равный углу атаки лопаток турбины, устрой35 ство снабжено распылителем, жестко закрепленным s корпусе над усеченным конусом, вал выполнен полым с продольными отверстиями для удаления избытка воздуха, выполненными в промежутке между центрифугой и

4р центробежным насосом, средство подвода жидкости выполнено в виде форсунок, соединенных с патрубком подвода газа, в корпусе на уровне центробежного насоса выполнены тангенциальные заборники, связанные с

45 форсунками,афорсункиустановлены попарно,диаметрально и под углом к плоскости вращения турбины, а каждая пара форсунок смещена относительно соседней на угол

360 360 а= + „2 где и — число форсунок;

k — число лопаток турбины.

1655547

1655547

1655547

1655547

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 2011 Тираж410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Т. Круглова

Техред М.Моргентал Фае./f

Корректор Л, Бескид