Устройство для пеногашения

)5 В 0 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕ У Ь 35 учно-исслед тут серной и водом и Про "Туркменми вательскии ромышленодствен ал" им И.Мясогутов и А,М.Г тельство СССРО 19/02, 1988,ЛЯ ПЕНОГАШЕ(71) Всесоюзный наи проектный инстиности с опытным заное объединение50-летия ТССР(54) УСТРСЙСТВО Д Изобретение относится к устройствам для разрушения технологической и других видов пены перед подачей ее в обезвоживающие аппараты, например вакуумфильтры или сгустители и может использоваться при обогащении полезных ископаемых.Цель изобретения - повышение эффективности процесса пеногашения, Поставленная цель достигается тем, что в, устройстве для пеногашения на корпусе установлен аппарат для аэрозольной подачи реагентов, в верхнюю часть которого подают перегретый пар, который при входе в аппарат рассекается на отдельные струи и засасывает реагент, а при выходе образовавшегося аэрозоля он направляется во вкладыш, под которым расположена сетка с отверстиями 1,5 - 3,0 мм, верхний конец которой крепится непосредственно к соплу Лаваля, а нижний установлен на расстоянии 0,3 - 0,5 длины сопла, а угол раскрытия струи в сопле более 15.(57) Сущность изобретения; устройство содержит корпус, веотикальный вал, в котором установлены лопатки. На корпусе установлен аппарат, в верхнюю часть которого подают перегретый пар, а образовавшийся аэрозоль направляется во вкладыш, под которым расположена сетка с отверстиями 1,5 - 3,0 мм, Верхний конец сетки крепится к соплу Лаваля, а нижний установлен на расстоянии 0,3 - 0,5 длины сопла, причем угол раскрытия струи в сопле Лаваля более 15. 3 ил. На фигуре 1 изображено устройство для пеногашения, на фигуре 2 - узел А фиг, 1, на фигуре 3 - сечение по Б - Б фиг.2.Устройство содержит корпус 1, входной патрубок 2, патрубок 3 отвода пульпы, коническую сетчатую вставку 4, вертикальный вал 5, диски 6, перфорированные лопатки 7, 3 приводной шкив 8, электромотор 9, поддер- СЬ живающую перегородку 10, дифференци- Я альный клапан 11, уплотнения 12, лопатки К) 13, сальник 14, опорный подшипник 15, про- О свет 16 между лопатками 7 и 13, трубопровод для подачи перегретого пара 17, пороги 18, выполненные со срезом 19 к оси камеры 20 и с продольными прорезями 21, трубопровод для подвода реагентов 22 с ответвлениями 23, 24, вкладыш 25 с вихревой камерой 26 и проходным отверстием 27, сопло Лаваля 28, сетка 29, с креплениями в точках В и Г, нижняя часть (диффузор) сопла Лаваля 30, угол а - угол раскрытия струи 31, (диффузора сопла Лаваля 30) узел креп ления 32 аппарата для аэрозольной подачи реагентов к корпусу 1.Устройство работает следующим образом.Пенный продукт из флотационной машины или сборников по входному патрубку 2 тангенциально вводится во внутоеннюю часть вставки 4 конической формы с сетчатыми стенками и равномерно распределяется по всему объему. Поскольку вставка имеет сетчатые стенки, то часть воздушных пузырьков под действием сил трения о поверхность и центробежных сил разрушает и жидкость уходит под сетку, а компоненты твердой фазы, которые до разрушения воздушных пузырьков удерживались на ее поверхности, скользят по поверхности сетки (сверху вниз) и через отверстия также попадают вниз корпуса 1.На пенный продукт действуют инерционные и центробежные силы, которые передаются воздушным пузырькам от перфорированных лопаток 7, 13 установленных на диске 6.Укрепленные на диске 6 и приводимые в движение посредством вертикального вала 5 через приводной шкив 8 от электромотора 9, лопатки жестко сидят на диске, не меняют своего положения и осуществляют сброс твердого, которое образуется после разрушения пенного продукта,Под действием центробежных и инерционных сил в устройстве для пеногашения произошло частичное гашение пены, но в результате постоянного действия токов воды в направлении к утолщенным участкам происходит всасывание в них этой же воды. Такимобразом, на разрыв пузырьков и на степень их разрушения начинает оказывать влияние давление Гиббса, капиллярное давление, величина которого определяется из уравнения:2 сгж - г(1) где Р - капиллярное давление;ож - г - величина поверхностного натяжения на границе жидкость - газ;г - радиус кривизны поверхности пузырька,Повысить эффективность пеногашения возможно если в направлении участка всасывания воды, которая повышает устойчивость флотационной пены, не всасывалась вода, Чтобы снизить капиллярное давление внутри т,н. треугольника Гиббса, необходимо в жидкую фазу ввести какой-то реагент или аэрозоль. Для этого в аппарате для аэрозольной подачи реагента посредством патрубка 17 подведен перегретый пар, кото 50 55 душными пузырьками приводит к их мгновенному разрушению. В таблице показана эффективность гашения пенной массы, прошедшей обработку в устройстве для пеногашения, На эффективность пеногашенияоказывает влияние и расстояние крепления сетки в сопле Лаваля, и диаметр отверстий сетки, и угол раскрытия струи на выходе из сопла Лаваля.Эффективность пеногашения при обработке пены в устройстве для пеногашения рый проходя через пороги 18 выполненные со срезом 19 к оси камеры 20, с продольными прорезями 21 в месте ввода реагента с трубопровода 23 создает участок с пониженной скоростью движения перегретого пара, что создает необходимые условия для смешения реагента с перегретым паром.Перегретый пар, смешавшись с введенным реагентом и находясь в состоянии "отдельных" струй, направляется в вихревую камеру 26, расположенную во вкладыше 25, а образовавшийся аэрозоль с вихревой камеры 26 поступает в проходное отверстие 27 и далее на сетку 29, расположенную в верхней части сопла Лаваля 28 и прикрепленнуюк нему при помощи специальных затяжек В и Г. Аэрозоль вместе с перегретым паром, пройдя через сетку 29, направляется в нижнюю часть сопла Лаваля 30, где еще сильнее 20 обогащается реагентом, подведенным к соплу при помощи трубопроводов 24, 22. Подготовленный аэрозоль (технологический аэрозоль) выходит из сопла Лаваля с углом раскрытия струи, более 15 в устройство для 25 пеногашения на верхнюю крышку, которойкрепится аппарат для аэрозольной подачи реагентов при помощи болта 32. Регулировка степени смешения перегретого пара с реагентом, который засасывается из тру бопровода 23 осуществляется путем ввинчивания или вывинчивания вкладыша 25 посредством резьбы.При чрезмерном давлении (или разрежении) в устройстве открывается дифферен циальный клапан 11 и воздух уходит ватмосферу. На лабораторном стенде были проведены испытания работоспособности устройства для пеногашения, с определением эффективности пеногашения, при кон такте флотационной пульпы с аэрозольюреагентов, приготовленной из перегретого пара; и керосина, Анализ показывает, что устайовка работоспособная, нагрузка по флотационной пульпе соответствует нагруз ке нг аппарат по аэрозоли, расход аэрозолясоставляет 0,2-0,3 м /м флотационнойз зпульпы, В аппарате удается получить аэрозоль с крупностью частичек до 2 мкм до 60-70 О/О, Контактирование аэрозоля с воз1762963 Результаты наблюдений работы установки для пеиогашения мгл/п Показатели заявленного решения Показатели прототипа а.с. Г 1428413 Устойчи. Эффективностьпеногаше-., а Работа аппарата для аэроэольного авода реагента в пульпу Производительностьпо пульпем/час Эффективность пеУстойчи" востьпены,аостепены,сек,Поведение пенного слоя при контакте с аэрозолью Угол Расход перегретого пара на 1 кг реагента (керосина) Дисперсность аэрозоля, нкм Расстояниекреплениясетки отдлины сопла) с Диаметротверстий на раскрытия иогашения сек сетке,струи,грал. 160 До 2 мим - 6522-4 нкм - 302сверх 4 мкн52 0,2 с 187 65,0 0,5 кг/1 кг 1,0 12 72,5 1 5,0 Пенный слойразрушаетсяна 852 167 73,8 181 64,1 До 2 мкм - 7022-4 ики - 26сверх 4 нкн .42 2 5,0 0,5 кг/1 кг 1,0 12 Пеннни слоиразрусшетслна 872 0,2 1 с 189 68,7 75,9 До 2 нкм " 72 2-4 мкм - 272 1,5 15 117 Пенный слойразрушаетсяна 90 3 5,0 0,3 кг/ кг 0,3 1 с 67,8 4 5,0 81,7 184 До 2 мкн . 912-4 мкм " 18 0,4 1 с 1,5 25 0,3 кг/ кг 109 Пеннын слой разрушается н 87 ь 104 84,5 До 2 нкм - 7122"4 икм - 272 0,3 кг/1 кг 72,2 Пенный слойразрушаетсяна 902 5 5,0 0,5 1 с 3,0 35 6 5,0 3,0 45 83,2 До 2 нкм - 72 2-4 нкн - 262 0,5 кг/ кг 186 63,1 0,3 1 с 07 Пенный слойразрушаетсянз 918 До 2 мкм - 748 2-4 икм - 24 0,5 кг/1 кг 4,0 13 74,6 62,8 7 5,0 169 189 Пенный слойразрушаетсяна 89 0,2 1 с 8 5,0 165 До 2 мкн - 70 2"4 мкм " 29 0,5 кг/1 кг 1,5 14 72,70,5 Пенмый слой разрушаетсяна 874 О, 1 с 191 0,5 кг/1 кг 168 187 9 5 01 О 5,0 72,0 До 2 мкм - 712 2-4 мкм " 272 Не замеряпось 0,2 1 с 1,5 71,0 12 0,3 кг/1 кг 186 65,0 До 2 икм - 708 2-4 нки - 282 Не занерялось 0,4 1 с 160 1,0 72,9 составляет 75,9 - 84,5% против 63,1-72,2% для прототипа. Объяснением наблюдаемого эффЕкта пеногашения может служить следующее. В момент когда "оттягивающее" действие на поверхности пленки "вах", а это 5 возникает тогда, когда токи воды в направлении к утолщенным участкам достигли предельного значения и должно произойти всасывание в них воды, в это время в корпус 1 подается подогретая аэрозоль, которая 10 стремится к осаждению и, встретив на своем пути пленку, мгновенно адсорбируется ею. Если г(формула 1) слишком мал, то давление Р возрастает настолько, что газы пузырька (в соответствии с законом Генри) 15 снова растворятся. Условие нарушения устойчивого состояния зародыша пузырьков состоит в том, что давление газа внутри пузырей должно быть больше внешнего давления газа, при котором происходило 20 насыщение жидкости. Так как в нашем случае процесс образования аэрозоля происходит под влиянием перегретого пара и низшей фазой реагента является перегретый пар, то в момент соприкосновения с 25 пленкой пены происходит условие нарушения устойчивости пены, Так, например, устойчивость пены находится на уровне 181 - 191 сек, (гр.11) в случае гашения пены в прототипе и совершенно другая устойчи вость при гашении ее при работе предложенного аппарата. В данном случае устойчивость пены составляет 104 - 169 сек.,достигая оптимального значения (104 - 117 секгр.9) при оптимальном значении параметров аппарата: угол раскрытия струи, диаметр отверстий на сетке, расстояние крепления сетки, В это же время и эффективность пеногашения достигает оптимального значения - 75,9 - 84,5% (гр 10),Таким образом, в устройстве для пеногашения, при оптимальных значениях параметров: расстояние крепления сетки 0,3 - 0,5 длины сопла, диаметр отверстий на сетке 1,5 - 3,0 мм и угол раскрытия струи в сопле более 15 О удается достичь эффективного пеногашения.Формула изобретения Устройство для пеногашения, включающее корпус с входным патрубком, дифференциальным клапаном, вертикальным валом, внешними перфорированными и внутренними лопатками, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности гашения пены, устройство снабжено вертикальным аппаратом для подачи перегретого пара, установленным на корпусе и снабженным в верхней части порогами со срезом и продольными прорезями, под которыми установлен трубопровод для подвода реагента, вкладыш, наклонная сетка с отверстиями 1,5 - 3,0 мм и сопло Лаваля, при этом верхний конец сетки прикреплен к соплу Лаваля, нижний конец установлен на расстоянии 0,3-0,5 длины сопла, а угол раскрытия диффузора сопла Лаваля более 15.. Муска Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 3404 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5