Устройство для уменьшения содержания газа в жидкости

(19) (11) 0 19/00 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н ПАТЕНТУ(21) (22) (31) (32) (33) (46) (71) (72) (53) (56) 3898655/23-222.05.85Р 3419305.724.05,84 Цель изобретения - повышение зффективности процесса. Устройство содержит центробежный насос,. по оси которого отделяется частичный поток жидкости, поступающий по полому валу насоса с осевой камерой в виде трубыВентури в дегазационную камеру, В дегазационной камере может быть установлен вспомогательный центробежныйнасос или устройство для распыленияжидкости в виде системы трубок илидискового корпуса со шлицами, Жидкость из дегазационной камеры возвращают в трубопровод перед насосом.16 з,п,ф-лы) 9 ил. Бюл. 1 2ерч В.В, (Ж)с Роффельсен ((088,8)Г И) 1923826)00, 1979,О ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯЖИДКОСТИие может использораслях промьппленн 30,05.89 Спиро Ре Франциск 66.069.8 Патент Ф 01 1) 19 УСТРОЙСТ ГАЗА В(57)в,ра ОДЕ ться Изобрете личных о и еля в виде ант выполнения распределитдискового корпуса,Устройство содержит размещенныйна трубопроводе 1 центробежньп насос,содержащий корпус 2, рабочее колесо3 на приводном валу 4 с осевой камерой 5 и лопастями 6, впускной 7 и выпускной 8 патрубки. По оси рабочегоколеса выполнен всасывающий трубопровод 9 для отбора частичного потока.жидкости. Рабочее колесо 3 имеет .вспомогательные лопасти 10, располоенные снаруж диаль Корпу тел ьнь в зоннасо трубоп одводящ соплом й труб Устроеет м гательн мерой 5 ционную ам 1тносится к устройство е жания газа в Изобретение о Удля уменьшения с д ркости,Целью изобретения является повышение эффективности процесса,На фиг,1 изображено устройство дляуменьшения содержания газа в жидкости; на фиг,2 - схема работы устройства для уменьшения содержания газа вжидкости в системе циркуляции жидкости; на фиг.3 - вариант выполненияустройства с вспомогательным центробежным насосом; на фиг.4 - вспомогательные лопасти, развертка; на фиг,5 -вариант выполнения устройства с расположенным в корпусе дегазатора устройством распыления; на фиг.6 - вариант выполнения распределителя из трубок; на фиг7 - вариант выполнениятрубок 11-образного сечения с расширенными концами; на фиг,8 и 9 - варина рабочем колесе равпускного патрубка 7. а выполнен с вспомогароводом 11, Устройство ую трубу 12 с впрыски, соединяющую вспомоопровод 11 с осевой каство содержит дегаза, соединенную с вса 1484281О 20 25 30 35 Щ 50 55 сывающим трубопроводом 9 и имеющую впускную 15, газовую 16 и жидкостную 17 зоны и выпускной трубопровод 18 для дегазированцой жидкости. Осевая камера 5 выполнена в виде сопла Вентури. Выпускной трубопровод 18 соединен с трубопроводом 1 перед насосом. Проходное сечение трубопровода 1 в -. месте соединения с трубопроводом 18 может быть меньше проходного сечения трубопровода(Фиг,2), На приводном валу 4 рабочего колеса 3 соосно установлен вспомогательный центробежный насос 19 (Фиг,З), который размещен между всасывающим трубопроводом 9 и дегазационной камерой 14, Рабочее колесо вспомогательного насоса 19 выполнено с диаметром, большим диаметра рабочего колеса 6 основного насоса. Камера 14 сообщена с насосом 19 посредством радиального соединительного отверстия 20, размещенного во впускной эоце 5 (Фиг.) или в газовой зоне 16 камеры 14 (Фиг.З). Камера 14 может быть сцабжеца расположенным под отнерстием 20 отражателем 2 (Фиг,З),Устройство может быть снабжено спиральной вставкой 22, расположенной в трубопроводе 1 перед центробежным насосом. Вспомогательные лопасти О могут быть уст,:.новлецы наклонно (Фиг,4), Устройство целесообразно снабдить устройством 23 распыления, расположенным в газовой зоне 16 дегазациоцной камеры 14 и выполненным в виде закрепленного на приводном валу 4 на"оса распределителя 24 жидкости с расположенными вокруг него радиально отбойными листами 25 (Фиг,5). Распределитель 24 жидкости соединен с полым приводным валом 4 посредством отверстий 26, Распределитель 14 целесообразно выполнить иэ трубок 27, закрепленных на приводном валу 4, причем вал 4 закрыт с торца (Фиг.6). Трубки 27 могут быть выполнены с П- образным поперечным сечением с расширенными выходными концами 28 (Фиг.7), аспределитель 24 жидкости может быть выполнен также в виде дискового корпуса (фиг.8 и 9) с поперечными шпицами 29 на боковой поверхности. Одна иэ стенок 30 корпуса может быть закреплена ца приводном валу 4. 1 лицы 29 могут быть выполнены расширяющимися изнутри наружу (фиг.8). Неподвижная стенка 31 дискового корпуса может быть снабжена направляющими листами 32 (Фиг.9) Для регулировки проходного сечения отверстия 20 используютустановочный винт 33. Камера 14 снабжена впускным клапаном 34 для выпуска газа. В камере 14 можно установитьспиральные проволоки 35 для успокоения жидкости. На внутренней стенкевпускного патрубка 7 могут быть расположены радиальные лопасти 36 (Фиг.З). Доступ к внутренней части насоса осуществляют через защищенное посредством резиновой мембраны смотровое отверстие 37, Дисковый корпус с помощьювтулки 38 (фиг.9) насажен на конецприводного вала. Верхняя граница 39 жидкости в дегазаторе подцерживается постояннойс помощью поплавка 40 (Фиг. 5),который через рычажный механизм 41взаимодействует с клапаном 34,Устройство работает следующим образом.Поток жидкости поступает по трубопроводу 1 в корпус 2 центробежного насоса, Частичный поток жидкости, насыщенный микропузырьками, отводится состороны разрежения лопастей 6 насосав осевую камеру 5 приводного вала 4и проходит по валу в дегазационную камеру 14, где микроцузырьки из частичного потока удаляют,.При этом ис-,пользуется эФФект кавитации на стороне разрежения лопастей 6 насоса.Вследствие высоких скоростей вращениянасоса (около 2800 об/мин) возникаюткратковременные гидравлические ударыи происходит внезапное падение давления, которое на теневой стороне, т,е.непосредственно позади лопастей 6 насоса, вызывает почти абсолютный вакуум и ведет к кратковременным явлениям кипения воды. Внезапное падение давления во много раз увеличивает содержанне микропузырьков в частичном потоке при входе во всасывающий трубопровод 9, на что оказывает влияние,помимо мощности двигателя или насоса,Форма лопастей 6 и вспомогательных лопастей 10 насоса, а также их число,размеры и расположение,Так как частичный поток в замкнутой системе снова подводят в основнойпоток по трубопроводу 18, в основномтрубопроводе остается жидкость безсвободного воздуха, которая можетпоглощать газы или газовые подушкииэ трубопровода, образующиеся вследствие цегерметичцости и в областяхповышенных температур. Наличие в трубопроводе 1 спиральной вставки 22способствует отделению бедного микропузырьками основного потока, Частичный поток может отсасываться или впрыскиваться в дегазационную камеру 14. Частичный поток жидкости может быть создан также иэ инжекторного потока, подаваемого от периферии рабочего колеса 3 насоса 2 через вспомогательныйтрубопровод 11 к осевой камере 5, Инжекторный поток, входящий с большойскоростью в осевую камеру 5, увлекает за собой смесь воды и воздуха изтрубопроводаи впрыскивает смесь вдегазационную камеру 14,Особенно эффективным является рабочее колесо с направленными радиально вовнутрь лопастями 36, которые вызывают значительные гидравлическиеудары и быстро доводят воду до кипения.Вспомогательный насос 19.создаетнеобходимое давление всасывания длячастичного потока жидкости и приводится в действие приводным валом основного насоса, Поток жидкости извспомогательного насоса 19 поступаетчерез радиальное соединительное отверстие 20 во впускную зону 5 дегаэационной камеры. Если в случае пуска в ход основного насоса во вспомОгательный насос 19 попадают болеекрупные газовые пузырьки, чем микропузырьки частичного потока из насоса19, то газовая подушка, неизбежно образующаяся в верхней области корпуса насоса, удаляется иэкорпуса насоса через отверстие 20 вгазовую зону 16. При этом отражатель21 (фиг.3) защищает чувствительныемеханические части в зоне дегаэации,Наиболее благоприятные соотношениядавления всасывания достигаются тогда, когда диаметр рабочего колесавспомогательного насоса больше, чемдиаметр рабочего колеса основного насоса. Наличие вспомогательных лопастей 10 в области впускного патрубка, расположенных на рабочем колесе радиально наружу, и наличие вспомогательного трубопровода 1 в корпусе насоса, которые через подводящую трубу с впрыскивающим соплом направляют инжекторный поток в выполненную в виде сопла Вентури осевую камеру рабочего колеса, позволяет избежать необходимостиво вспомогательном центробежном насосе при одновременном более быстром5освобождении газов из жидкости. Г 1 ежду соплом Вентури и впрыскивающимсоплом происходит внезапное падениедавления, способствующее дегазации,Дальнейшая дегазацця происходит в об.10 ласти разрежения сопла Вентури, Вовращающемся сопле Вентури центробежная сила вызывает освобождение газовых пузырьков и концентрирование ихв центре,15 Освобождение микропузырьков можетбыть еще более усилено при наклонномрасположении вспомогательных лопастейрабочего колеса, Благодаря этомуповьшается не только скорость цирку 20 ляции в частичном потоке, но и выходная скорость инжекторного потока вовпрыскивающем сопле подводящей трубы,вследствие чего достигается большееускорение масс, которое усиливает раз 25 режение в сопле Вентури. Большаявыходная скорость улучшает эффект увеличения содержащей газ воды из всасывающей трубы рабочего колеса. В зависимости от числа вспомогательных лоЗ 0 пастей могут быть созданы (в зависимости от числа оборотов двигателя)высокочастотные пульсирующие скоростижидкости, которые оптимизируют эффектВентури и почти исключают загрязнениеподводящих трубопроводов. Инжекторныйпоток отводится иэ напорной камеры вобласти выпускного патрубка центробежного насоса во вспомогательныйтрубопровод, так что имеющееся в на 40 порной камере повышенное давление поддерживает интенсивность импульсов, генерированных вспомогательными лопастями. Вспомогательные лопасти оптимизируют ускорение ин.".екпионного пото 45В основном же разница между давлениемвыпускного патрубка и разрежением впу -скного патрубка достаточна для того,,чтобы вытеснить поток воды из напорного пространства во вспомогательныйтрубопровод.В корпусе дегаэационной камеры 14расположено устройство 23 распылеяля,которое имеет на выступающем внутрькамеры 14 полом приводном валу 4 насоса распределитель 24 жидкости срасположенными в радиальной плоскостивокруг него отбойными листами 25. Рас пределитель жидкости предпочтительносвязан через отверстия с полым простран-ством или с центральным отверстием приводного вала, полый приводной вал при этом закрыт со стороны торца, если отверстия выполнены на боковой поверхности .вала. При вращении приводного валажидкость течет под действием центробежной силы, посредством распределителя направляется наружу и при выходе 10 оказывается в газовой зоне камеры 14 в контакте с отбойными листами 25, которые в большом количестве расположены на возможно наименьшем расстоянии от распределителя вокруг него. Жидкость, выходящая из распределителя, при этом размельчается неподвижными отбойными листами и превращается в туман, в котором отсутствуют микропуэырьки. Корпус камеры 14 может 20 быть выполнен с газовой зоной, во много раз большей жидкостной зоны.Распределитель жидкости может быть выполнен из трубок, распределенных по перифериина приводном валу, зак рытом со стороны торца, которые то каплям распыляют воду. Распределитель жидкости также может быть образован распределенным по периметру закрытого со стороны торца приводного вала П-образными трубопроводами с расширенными или притупленными торцами на выходе. Благодаря этому жидкость, выходя в виде тонкой пленки, благоприятствует удалению микропузырьков, причем КПД тем больше, чем тоньше пленка жидкости.Тонкая пленка воды достиГается также с помощью распределителя жидкости, выполненного в виде дискового корпуса с поперечными шлицами на боковой поверхности. Благодаря шлицам, предпочтительно расширяющимся изнутри наружу, например с углом, приблизительно равным 15 , может быть уменьшено даваление воды, выбрасываемой через шлицы иэ внутреннего пространства корпуса.В связи с тем, что может быть оп-д тимизировано движение воды при входе в шлицы, дисковый корпус может преимущественно иметь неподвижную стенку с расположенными на ней направляющими листами.Таким образом, внутри устройства возникает особая циркуляция жидкости, 55 в которой микропузырьки освобождаются со стороны разрежения основного и вспомогательного насосов, в пределах камеры 14 отделяются от жидкости, ав противном случае вновь подводятсяв центральную область всасывающейтрубы основного насоса.Газовые пузырьки, поднимающиеся вкамере 14, передаются оттуда через автоматически работающий спускной клапан34 в атмосферу,Во время пуска в действие устройства большие газовые пузырьки, попадающие во впускной трубопровод центробежного насоса, могут также попастьво вспомогательный центробежный насос 19, что оказывает вредное влияние на работу насоса. Поэтому зонаповышенного давления вспомогательногоцентробежного насоса 19 соединеначерез отверстие 20 с газовой зоной 16камеры 14. Поперечное сечение потокачерез соединительное отверстие 20контролируется с помощью установочного винта 33 (фиг.3).После отвода из вспомогательногоцентробежного насоса большого количества газа поперечное сечение соединительного отверстия 20 уменьшают настолько, чтобы осталось лишь маленькое остаточное отверстие для вероятных более поздних газовых утечек. Побразно согнутый лист (отражатель)21 защищает клапан 34 по типу каплеотражателя, прежде всего от загрязнения.Винт 33 может быть установлен так,чтобы имелось относительно небольшоеустановившееся остаточное отверстие,соединяющее пространство повышенногодавления.и газовое пространство, дляперетока больших газовых пузырьков, Приэтом содержащая гаэ вода непрерывно течет через отверстие 20 и капает на отражатель 21. Эта смесь из воды и микропузырьков затем капает в полностьюуспокоенную зону, Поступающие в газовое пространство микропузырьки могутбыть отведены через клапан 34,Доступ к рабочему колесу 3 с цельюочистки может быть осуществлен через,например, защищенное посредством резиновой мембраны смотровое отверстие37 в корпусе 2 центробежного насоса,соосное оси рабочего колеса.Формула изобретения1. Устройство для уменьшения содержания газа в жидкости, включающее размещенный на трубопроводе центробежный насос, содержащий корпус, рабочее колесо на приводном валу с г осевой камерой и лопастями, впускной и выпускной патрубки и всасывающий трубопровод для отбора частичного по - тока жидкости, размещенный по оси рабочего колеса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено 0 вспомогательными лопастями, расположенными снаружи на рабочем колесе радиально в зоне впускного патрубка, корпус насоса выполнен с вспомога-:;. тельным трубопроводом, при этом устройство снабжено подводящей трубой с впрыскивающим соплом, соединяющей вспомогательный трубопровод с осевой камерой, и дегазационной камерой, соединенной с всасывающим трубопрово дом и имеющей впускную газовую и жидкостную зоны и выпускной трубопровод для дегазированной жидкости, а осевая камера выполнена в виде сопла Вентури. 252. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что выпускной трубопровод для дегазированной жидкости соединен с трубопроводом перед центробежным насосом. 303. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что проходное сечение трубопровода в месте соединения с выпускным трубопроводом меньше проходного сечения трубопровода,4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено соосно установденным на приводном валу рабочего колеса вспомогательным центробежным насосом, размещенным 40 между всасывающим трубопроводом и .дегазационной камерой, при этом рабочее колесо вспомогательного насоса выполнено с диаметром, большим диаметра рабочего колеса насоса, 45 5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дегазационная камера сообщена с вспомогательным насосом посредством радиального соединительного отверстия.6, Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что соединительное отверстие размещено во впускной зоне дегазационной камеры. 7. Устройство по п,5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что соединительноеотверстие размещено в газовой зонедегазационной камеры,8. Устройство по п.7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дегазационнаякамера снабжена расположенным под соединительным отверстием отражателем,9. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабженоспиральной вставкой, размещенной втрубопроводе перед центробежным насосом.10. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что вспомогательные лопасти установлены наклонно.1. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено устройством распыления, расположенным в газовой зоне дегазационнойкамеры и выполненным в виде закрепленного на приводном валу насоса распределителя жидкости с расположенными вокруг него радиально отбойнымилистами.12. Устройство по п,11, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распределитель жидкости соединен с полым приводным валом посредством отверстий.13, Устройство по п,11, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распределитель жидкости выполнен из трубок,закрепленных на приводном валу, причемвал закрыт с торца.14. Устройство по п.13, о т л ич а ю щ е е с я тем, что трубки выполнены с 1-образным поперечным сечением с расширенными выходными концами.15. Устройство по п,11, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что распределитель жидкости выполнен в виде дискового корпуса с поперечными шлицами вбоковой поверхности, одна из стеноккоторого закреплена на приводномвалу,16. Устройство по п.15, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что шлицы вы-,полнены расширяющимися изнутри наружу17. Устройство по п,15, о т л ич а ю щ .е е с я тем, что неподвижнаястенка дискового корпуса снабженанаправляющими листами..1484281 едактор И.Рыбченко Техред М. Корректор Л.Пилипе Ходанич Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород гарин аказ 2856/58 Тираж 599 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5