Вибрационный контактный аппарат

Вибрационный контактный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских.

Социалистических

Республик (11) бФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.75 (21) 2304535/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень ¹ 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (51) M. Кл. -

В 01D 3/30

Государственный комитет (53) УДК 66.015.23..05 (088.8) по делам изобретении и открытий (72) Авторы изобретения Н. И. Гельперин, В. Л. Пебалк, Н. А. Громов, А. Е. Костанян, А. А. Винтер, И. Я. Городецкий, Б. H Парфанович, С. М. Мерман и В. И. Пашинин (71) Заявитель (54) ВИБРАЦИОННЫЙ КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к конструкциям контактных (массообменных, реакционных) аппаратов с вибрационными перфорированными тарелками.

Известны массообменные колонны, в ко- 5 торых .перемешивание контактирующих фаз осуществляется пакетом перфорированных горизонтальных тарелок различных конструкций, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении продоль- 10 ной оси аппарата (1).

Известен вибрационный контактный аппарат, выполненный в виде цилиндрического корпуса, внутри которого на двух вертикальных штангах (штоках), совершаю- 15 щих противонаправленное возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси аппарата, в чередующейся последовательности закреплены горизонтальные перфорированные тарелки. При этом каждая тарел- 20 ка движется в противоположном направлении по отношению к ближайшим соседним тарелкам, и все тарелки выполняют возвратно-поступательное движение лишь в вертикальной плоскости (2). 25

Однако в таком аппарате осуществляется перемешивание лишь в продольном направлении и практически отсутствует поперечное,перемешивание, а также имеют место большие механические нагрузки на шейки 30 коленчатого вала, несущие штанги (штоки). Такая конструкция перемешпвающего устройства приводит к тому, что с увеличением амплитуды и частоты вибраций тарелок возрастает продольное турбулентное пер емешивание взаимодействующих фаз, ухудшающее эффективность аппарата. Огсутствие поперечного перемешивания способствует увеличению поперечной неравномерности потоков фаз (возникновению внутренних байпасов, каналообразовани1о и т. п.), также снижающей эффективность аппарата. Большие нагрузки на несущие штоки шейки коленчатого вала, обусловленные тем, что штоки с прикрепленными на них тарелками находятся в «подвешенном» состоянии, ограничивают высоту аппарата и увеличивают энергетические затраты.

Кроме того наличие в нем двух выходных валов, следовательно, и двух сальников предъявляет исключительно жесткие требования к точности изготовления верхней крышки аппарата и усложняет конструкцию привода.

Цель изобретения — повышение эффективности контактного аппарата путем интенсификации поперечного и уменьшения продольного перемешивания.

С этой целью штоки снабжены равнопле597113

3 чими рычагами с неподвижными поворотными осями, противоположные концы рычагов шарнирно прикреплены к штоку. IlepQopzpoaavze>e тарелки выполнены эллиптическими. Кроме того, тарелки имеют прямоугольные или квадратные отверстия с отбортовкой в виде направляющих лопаток под yrлом 10 — 90". 11лоскости лопаток рекомендуется располагать перпендикулярно направлению поперечного движения. В предлагаемом аппарате каждая из перфорированных тарелок по отношению к ближайшим соседним совершает встречное возвратно-поступательное движение одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, благодаря чему достигается интенсивное поперечное перемешивание фаз, увеличение поверхности контакта и уменьшается поперечная неравномерность потсков. Крепление штоков на противоположных концах равноплечих рычагов существенно уменьшает нагрузки на них, так как создается уравновешенная система из двух (или двух групп) штоков с тарелками. 11ри этом уменьшаются затраты энергии, требуемой для создания активного контакта фаз.

Эллиптическая (овальная) форма перфорированных тарелок позволяет уменьшить плохо перемешиваемую область в аппарате между его стенками и кромками тарелок и исключает возможность образования внутренних байпасов.

Выполнение перфорации тарелок в виде отверстий с отбортованными под углом

10 — 90 направляющими лопатками способствует более интенсивному поперечному перемешиванию и контакту фаз.

На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А — А фиг. 1; на фиг. 3 — вариант крепления тарелок к штангам.

Внутри цилиндрического корпуса 1 аппарата размещены вертикальные штанги 2 и

3, шарнирно прикрепленные к противопо.ложным концам равноплечих рычагов 4, поворотные оси 5 которых неподвижны. На штангах 2 и 3 в чередующейся последовательности по высоте аппарата жестко смонтированы перфорированные тарелки 6 и 7. Пр ичем втарелках 6, закрепленных на штанге 2, имеются специальные овальные отверстия 8 для свободного движения штанги 3, а в тарелках 7, закрепленных на штанге 3, имеются аналогичные отверстия

9 для движения штанги 2.

Поворотные оси 5 рычагов 4 закреплены на двух опорах 10 в нижней и верхней частях аппарата. Тарелки 6 и 7 расположены таким образом, что большая ось эллипса перпендикулярна направлению поперечного движения.

Возможен другой вариант крепления тарелок к штангам. Например, штанги, несущие соседние тарелки, кроме нижнего и верхнего рычагов 4, могут быть шарнирно

65.связаны также и в промежуточных сечениях аппарата. При этом на опоре 10 закреплена лишь поворотная ось верхнего рычага

4. Таким образом вся система штанг и тарелок может быть прикреплена лишь к крышке аппарата, что облегчает его монтаж и разборку. Для предотвращения смещения центральной вертикальной оси шарнирной системы рычагов 4 вдоль этой оси установлен неподвижный направляющий вал 11, проходящий через центры рычагов

4. Длина вала 11 может быть также ограничена сверху последним (нижним) рычагом 4. В этом варианте тарелки 6 и 7 имеют прямоугольные отверстия с отбортованными направляющими лопатками. Кроме того, в тарелках, кроме отверстий 8 и 9, имеются аналогичные отверстия для вала

11 (если последний проходит через все рычаги 4). Форма перфорированных тарелок

6 и 7 может быть как эллиптической, так и круглой.

Вибрационный контактный аппарат работает следующим образом.

После начала подачи фаз в аппарат одному из равноплечих рычагов, предпочтительно верхнему, с помощью кривошипношатунного привода сообщается колебательное движение вокруг его неподвижной поворотной оси. При этом штанги, шарнирно связанные с концами (плечами) рычагов, совершают возвратно-поступательное движение. Штанги сдвинуты одна относительно другой по фазе на 180 одновременно ввертикальной и горизонтальной плоскостях.

Соседние тарелки, закрепленные на разных штангах, совершают аналогичные движения, приводя взаимодействующие фазы в состояние интенсивного контакта.

Колебания тарелок в вертикальном направлении происходит с амплитудой S, а в горизонтальном — с амплитудой Sq. Величины амплитуд S> и Sq могут, кроме изменения эксцентриситета кривошипно-шатунного механизма, меняться еще и путем изменения длины равноплечих рычагов и угла их наклона.

Благодаря тому, что перфорированные тарелки овальной формы с отбортованными под углом 10 — 90 направляющими лопатками совершают противонаправленные относительно ближайших соседних тарелок возвратно-поступательные движения одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, происходит интенсивное поперечное перемешивание потоков фаз, режим движения их приближается к поршневому, увеличивается скорость массообмена, в результате чего возрастает эффективность аппарата, А так как штоки (штанги) с соседними тарелками установлены на противоположных концах равноплечих рычагов, уменьшаются нагрузки на вал вибропривода и затраты энергии, а также обеспечивается возможность создания более высоких

597113 аппаратов, обладающих большей эффективностью.

Формула изобретени я

1. Вибрационный контактный аппарат, имеющий вертикальный корпус, внутри которого на двух вертикальных штоках в чередующейся последовательности закреплены горизонтальные перфорированные тарелки, отлич ающийся тем, что, с целью повышения эффективности аппарата путем интенсификации поперечного и уменьшения продольного перемешивания, штоки снабжены равноплечими рычагами с неподвижными поворотными осями, противоположные концы рычагов шарнирно прикреплены к штокам.

2. Аппарат по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что перфорированные тарелки имеют эллиптическую форму.

3. Аппарат по пп, 1 и 2, отлич ающийс я тем, что тарелки имеют прямоугольные или квадратные отверстия с отбортовкой в виде направляющих лопаток под углом

10 — 90 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпачева С. М. и другие. Пульсирующие экстракторы. 1964, с. 91.

2. Авторское свидетельство СССР № 98048, кл. В Old 11/04, 1953.

597113 т q

Составитель С. Баранова

Техред А. Камышникова

Корректор В. Петрова

Редактор Т. Колодцева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1135/1 Изд. № 369 Тираж 876 Подписное

ИПО <<Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5