Устройство для нагревания сепарируемых суспензий и эмульсий

/02, В 01 О 17/04 1)5 В 0 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К 8).ИБосенко А.М, Машиныкробиологических произ 982, с. 103-104. РЕВАНИЯ СЕИ ЭМУЛЬСИЙ к аппаратуре жидких сред и водительность я процесса семульсий путем(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГ ПАРИРУЕМЫХ СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится для нагревания и разделения позволяет повысить произ процесса нагрева и упрощени парирования суспензий и э(56) Бортников Ии аппараты миводств, Минск, 1, %18й политехнический инстиго комсомола Белоруссии совмещения нагрева и выделения газов из жидкой среды. Устройство содержит распределитель 1 пара в виде вертикальной цилиндрической трубы с равномерно расположенными отверстиями 4 и размещенный внутри кожуха 2, имеющего патрубки 3 для подачи пара. Отверстия 4 выполнены под углом с наклоном в одну сторону относительно радиальных линий в поперечном сечении и в сторону потока жидкости. В верхней части распределителя установлен приемник 5 с выводными трубами для жидкости 6 и газа 7, причем торец трубы распределителя расположен в приемнике выше нижней трубы 6 для отвода жидкости и ниже верхней трубы 7 для отвода газов, К нижней Б части распределителя 1 присоединена 0-образная труба 8, 2 ил.10 15 20 30 35 40 45 50 Изобретение относится к аппаратуре для нагревания и разделения жидких сред и может быть использовано во многих областях промышленности, в частности микробиологической для нагревания дрожжевой суспензии с одновременным выделением из нее газов.Известны нагреватели для нагрева различных жидких сред острым паром, например бесшумный сопловый. Бесшумный сопловый нагреватель размещается у дна емкости. Для устранения гидравлических ударов и лучшего перемешивания паровое сопло устанавливается в диффузоре, При вязких средах производительность этого аппарата резко падает. Требуется отстой газов. Нагрев среды в больших обьемах затруднен.Известен нагреватель типа нагревательной колонки для нагревания жидких сред, например для сепарируемых суспензий и эмульсий, содержащий распределитель пара, выполненный в виде цилиндрическОй трубы и установленный вертикально, причем перфорированная част распределителя с равномерно расположенными отверстиями размещена внутри кожуха с патрубками для подачи пара,Принцип нагрева среды основан на смешении жидкой среды с острым паром. Нестерильная жидкая среда подается вихревым насосом в распределитель пара - цилиндрическую трубу, Труба распределителя пара имеет множество отверстий диаметром 2 мм, через которые поступает острый пар, Среда нагревается от начальной температуры до заданной (130 - 140 С).Однако данное устройство не обеспечивает равномерный нагрев при подаче среды самотеком и в больших объемах. При самотечной подаче возникает ламинарное течение в трубе распределителя с разными скоростями пристенных слоев потока. Часть потока, имеющая меньшую скорость, нагревается до более высоких температур и при нагреве выше 100 С возникает местный перегрев. где пар не конденсируется и выбрасывается в атмосферу, вызывая гидроудары. Это ограничивает производительность нагрева, а также не обеспечивает равномерный нагрев по объему потока, Кроме того, в известной конструкции внутри трубы распределителя пара не удерживается постоянный уровень столба жидкости,что усложняет проведение устойчивого нагрева среды до заданной температуры, так как необходимы дополнительные устройства для регулирования расхода жидкости. После нагрева жидкой среды для последующего процесса сепарирования требуется отстой, так как известное устройство не обеспечивает выделения газов из суспензий и эмульсий,Целью изобретения является повыше ние производительности процесса нагреваи упрощение последующего процесса сепарирования путем совмещения процесса нагрева и выделения газов из жидкой среды.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для нагревания сепарируемых суспензий и эмульсий, содеркащее распределитель пара, выполненный в виде вертикальной цилиндрической трубы с равномерно расположенными отверстиями и размещенный внутри кожуха, имеющего патрубки для подачи пара, снабжено О-образной трубой, присоединенной к нижней части распределителя, отверстия распределителя пара выполнены под углом с наклоном в одну сторону от радиальных линий в поперечном сечении и под углом наклона в сторону потока жидкости, в верхней части распределителя установлен приемник с выводными трубами для жидкости и газа, при чем торец трубы распределителярасположен в приемнике выше нижней трубы для отвода жидкости и ниже верхней трубы для отвода газов,О-образная труба служит гидроэатвором от проникновения воздуха в распределитель и поддерживает в нем постоянное давление при определенной температуре.Струи парэ, направленные отверстиями с углом наклона в одну сторону от радиальной линии в поперечном сечении и в сторону потока создают вращательное движение потоку, При вращении в потоке возникают центробежные силы, которые отбрасывают жидкость к стенкам трубы, а газы вытесняются к центру, образуя газовый столб, Одновременно центробежные силы затормаживают движение пристенных слоев в осевом направлении, Струи пара, одновременно направленные в сторону движения потока, усиливают динамику пристенных слоев, Верхний торец трубы распределителя пара расположен между верхней и нижней трубами приемника для того, чтобы жидкость на выходе из трубы распределителя не забрасывалась в трубу для отвода газа и для того, чтобы в нижней части образовать кольцевой сборник для жидкости и этим не допустить перемешивания жидкости с газом на выходе из распре делителя.Вращательное движение потока по спирали позволяет выделить газы из жидкости, которые попадают в нагреватель с пенообразной массой или выделяются в процессе нагрева иа жидкой среды. Уплотненныепристенные слои потока и вращательное ихдвижение ускоряют конденсацию струй пара, что дает возможность устойчиво осуществлять нагрев до заданной температуры в больших объемах, За счет усиления динамики пристенных слоев потока уровень жидкости в О-образной трубе со стороны входаснижается относительно торца трубы распределителя. Это дает возможность устанавливать устройство на большей высоте и подавать на эту высоту жидкую среду безпомощи насоса. Нагретая жидкая среда не требует отстоячто упрощает непрерывный технологический процесс разделения суспензий и эмульсий сепарированием при более,качественном разделении и при больших нагрузках нэ сепаратор.На фиг. 1 изображено устройство для нагревания суспензий и эмульсий, общий вид; на фиг. 2 - перфорированная часть распределителя, поперечное сечение.Устройство содержит распределитель 1 пара в виде вертикальной цилиндрической трубы, размещенной внутри кожуха 2 с патрубками 3 для подачи пара. Отверстия 4 распределителя 1 пара расположены равномерно.и выполнены под углом с наклоном в одну сторону от радиальной линии в поперечном сечении и в сторону потока жидкости. Угол наклона может быть выбран 1 - 30 О. В верхней части распределителя установлен приемник 5 с выводными трубами для жидкости б и газа 7. К нижней части распределителя 1 присоединена О-образная труба8. Для отвода суспензий, эмульсий и промывки системы при профилактике и ремонте имеется патрубок 9.Устройство работает следующим образом.Жидкость самотеком поступает в 0-образную трубу, заполняет распределитель и переливается в приемник 5, Ее уровень нэ входе устанавливается по высоте верхнего торца трубы распределителя. Пар по патрубкам 3 заполняет пространство распределителя по отверстиям трубы, При подаче жидкости струи пара, направленные отверстиями 4 с углом наклона, придают потоку вращательное и поступательное движениепо спирали снизу вверх. Под действием центробежных сил жидкость на выходе иэ трубы распределителя разбрасывается на стенки приемника 5 и по ним стекает в кольцевой сборник, э из него в нижнюю трубу бдля жидкости. Газ, вытесненный к центру трубы, свободно выходит в верхнюю трубу 7 для газа. Уровень жидкости на входе 0-образной трубы 8 понижается по мере повышения температуры среды за счет большей подачи пара и усиления динамики потоку, 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Формула изобретенияУстройство для нагревания сепарируемых суспенэий и эмульсий, содержащее но во всех случаях перекрывает вход воздуха в трубу распределителя,П р и м е р. Распределители пара выполнены из трубы нержавеющей стали диаметром 310 мм, толщина стенок 3 мм, длинаперфорированной части 1000-1200 мм, расстояние между отверстиями 10 мм, отверстия выполнены в каждом распределителепод разным углом наклона. Для определения четкости выделения газов из суспензийзамерялась температура стенок выводныхтруб приемника. При четком выделении газов выводная труба для жидкости, заполненная на 1/2, 1/3 часть живого сеченияпотока, не прогревалась в верхней части дозаданной температуры и в то же время верхняя труба для газа нагревалась до заданной температуры равномерно по всейповерхности, что подтверждает наличие выделения газов иэ жидкой среды. Производительность устройства определяласьизвестным способом по показаниям датчика расхода суспензии на вторую стадию сепарирования. С целью упрощенияизготовления распределителя диаметры отверстий выполнены уменьшающимисякверху по движению потока.,Результаты промышленных испытанийустройства для нагревания сепарируемыхдрожжевых суспенэий приведены в табл, 1,Из табл, 1 видно, что при углах наклона0 град по прототипу уже при нагреве 80 Споявляются гидроудары, тогда как при наличии наклона отверстий гидроударов не наблюдается, режим нагрева сохраняетсястабильно, отделение газов обеспечивается. Производительность по нагреву возросла в 1,5 раза.В табл, 2 приведены сравнительныеданные, полученные на стадии сепарирования при нагревании суспенэий непосредственно в емкости предлагаемым и известнымустройствами,При подключении предлагаемого устройства на заводах БВК при одинаковомпротоке и температуре нагрева количествоработающих сепараторов уменьшается,Вследствие удаления иэ среды газов, разделение суспензии сепарированием происходит более четко и устойчиво.Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность по нагреву суспензии, и эмульсий, повыситьпроизводительность сепараторов приуменьшении потерь готового продукта. Приэтом упрощается процесс сепарирования.ектор М.Максимишинец аказ 1622 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 распределитель пара, выполненный в виде вертикальной цилиндрической трубы с равномерно расположенными отверстиями и размещенный внутри кожуха, имеющего патрубки для подачи пара, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения произво. дительности процесса нагрева и упрощения последующего процесса сепарирования путем совмещения нагрева и выделения газов из жидкой среды, оно снабжено О-образной 10 трубкой; отверстия распределителя пара выполнены под углом с наклоном в одну сторону от радиальных линий в поперечном сечении и под углом наклона в сторону потока жидкости, в верхней части распределителя установлен приемник с выводными трубами для жидкости и газа, причем торец трубы распределителя расположен в приемнике выше нижней трубы для отвода жидкости и ниже верхней трубы для отвода газов, а к нижней части распределителя присоединена О-образная труба.