устройство для дегазации вещества

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предложенное изобретение относится к области энергетики и машиностроения и может быть использовано в комплексах и системах, где требуется дегазация вещества.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство для дегазации вещества, включающее вертикальный цилиндрический корпус с конической верхней частью, в которой коаксиально установлена внутренняя камера эквидистантной формы, образующая своей наружной поверхностью совместно с корпусом кольцевую полость, сообщающуюся с патрубком подачи под давлением горячего воздуха, а внутренней поверхностью - камеру с наклонным, выполненным с отверстием днищем, в которой размещены вертикальная труба с отверстиями и дырчатые плиты (см. авторское свидетельство СССР №1724311).

Основным недостатком изобретения согласно а.с. СССР №1724311 является низкая интенсивность процесса дегазации.

Кроме того, известна установка для удаления газа из жидкости, включающая камеру контактирования, патрубки ввода жидкости и десорбционного газа, газожидкостный смеситель и снабженная камерой предварительной дегазации, установленной над камерой контактирования, гидрозатвором, соединяющим обе камеры и трубопроводом отбора десорбционного газа, соединяющим камеру контактирования с газожидкостным смесителем (см. авторское свидетельство СССР №1214141).

Недостатком указанной установки является неэффективное разделение газожидкостной смеси по причине неоптимальных условий для процессов массообмена потоков жидкости и десорбционного газа.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является вакуумный дегазатор согласно а.с. СССР №1223951, включающий корпус с коаксиально расположенным центральным приемным трубопроводом для подвода вещества, предназначенного для дегазации, и периферийными конусными тарелками, патрубок отвода дегазированного раствора, снабженный гофрированной обечайкой с перфорацией и цилиндрической камерой.

Основными недостатками указанного вакуумного дегазатора являются высокая материалоемкость, сложность изготовления дегазатора и поддержания процесса дегазации, а также высокая себестоимость изготовления и энергоемкость процесса дегазации.

Задачей, на решение которой направленно предложенное изобретение, заключается в повышении эффективности процесса дегазации, в частности улучшении качества дегазации, обеспечении непрерывности дегазации и простоты поддержания процесса дегазации, а также снижении удельной материалоемкости, упрощении конструкции устройства и его изготовления, а значит, в повышении надежности работы устройства в целом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Указанная задача решена благодаря тому, что устройство для дегазации, включающее вакуумный резервуар, содержащий подающий патрубок для подачи газосодержащего вещества и отводящий патрубок для отвода дегазированного вещества, и распределитель потока газосодержащего вещества, расположенный в вакуумном резервуаре, дополнительно содержит приемный резервуар, установленный под вакуумным резервуаром; питающий клапан, установленный в подающем патрубке; перепускной клапан, установленный между вакуумным резервуаром и приемным резервуаром и сообщающийся с ними, причем вакуумный резервуар выполнен с возможностью его вакуумирования и наддува через ниппель, расположенный в верхней части вакуумного резервуара; отводящий патрубок расположен в нижней части премного резервуара; распределитель потока газосодержащего вещества выполнен в виде плоского диска, выполненного с возможностью вращения посредством электропривода, и расположен в верхней части вакуумного резервуара, а вакуумный и приемный резервуары каждый снабжены определительными средствами для определения уровня дегазируемого вещества соответствующего резервуара.

Благодаря тому, что распределитель потока газосодержащего вещества выполнен в виде плоского диска, выполненного с возможностью вращения посредством электропривода, и расположен в верхней части вакуумного резервуара обеспечено равномерное распределение дегазируемого вещества посредством его разбрызгивания в вакууме тонким слоем на стенки вакуумного резервуара с последующим стеканием этого вещества в нижнюю часть вакуумного резервуара. Под действием вакуума и центробежной силы, действующей на дегазируемое вещество, происходит полное и быстрое выделение газа из вещества. Таким образом обеспечено повышение эффективности процесса дегазации, в частности улучшение качества дегазации, за счет обеспечения непрерывности дегазации и простоты поддержания процесса дегазации. Непрерывность дегазации и ее простота в предложенном устройстве обеспечена не только признаками, относящимися к распределителю потока вещества, но также всей совокупностью отличительных признаков. Наряду с эффективностью дегазации обеспечивается также и упрощение конструкции устройства и его изготовления с повышением надежности работы устройства в целом, главным образом, благодаря предложенному взаимному расположению клапанов, патрубков и резервуаров, возможности вакуумирования или наддува вакуумного резервуара, а также благодаря определительным средствам для определения в вакуумном и приемном резервуарах уровня дегазируемого вещества.

Кроме того, в устройстве конец подающего патрубка направлен в сторону диска (10) и параллельно его плоскости.

Такое размещение патрубка дополнительно обеспечивает эффективность дегазации, поскольку струя дегазируемого вещества поступает на всю поверхность вращающегося распределителя потока вещества, таким образом разбрызгивание происходит со всей поверхности диска.

Предпочтительно, перепускной клапан сообщается с вакуумным и приемным резервуарами посредством приемного патрубка и выпускного патрубка соответственно.

Предпочтительно, в отводящем патрубке установлены сливной клапан и кран.

Предпочтительно, предлагаемое устройство содержит пневмоцилиндры для управления питающим клапаном, перепускным клапаном и сливным клапаном соответственно.

Предпочтительно, определяющие средства представляют собой датчики уровня. Датчики обеспечивают увеличение точности и объективности определения уровня вещества в резервуарах без визуального контроля уровня вещества в резервуарах с использованием человеческих ресурсов и без влияния человеческого фактора.

ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.

На фиг.1 изображено предложенное устройство для дегазации в продольном разрезе вдоль вертикальной центральной оси;

на фиг.2 изображен общий вид предложенного устройства для дегазации;

на фиг.3 изображен вид сверху устройства для дегазации;

на фиг.4 изображено частичное сечение предложенного устройства по линии А-А на фиг.3.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО ССЫЛКАМИ НА ЧЕРТЕЖИ.

Устройство для дегазации включает вакуумный резервуар 1, непосредственно в котором происходит дегазация, и приемный резервуар 2, в который собирается дегазированное вещество, причем дегазируемое вещество представляет собой текучую среду. Резервуар 1 содержит подающий патрубок 19 для подачи дегазируемого вещества в резервуар 1. Питающий клапан 9 установлен в подающем патрубке 19 и предназначен для управления подачей дегазируемого вещества в резервуар 1. Резервуар 1 сообщается с резервуаром 2 посредством перепускного клапана 3. Переключение перепускного клапана 3 обеспечено посредством пневмоцилиндра 4.. Посредством ниппеля 5, установленного в верхней части резервуара 1, обеспечено вакуумирование резервуара 1 или его наддув в диапазоне от минус 0,05 МПа (0,53 кгс/см²) до 0,4 МПа (4 кгс/см²), причем указанный диапазон рассматривается относительно атмосферного давления. В резервуаре 1 размещен распределитель потока дегазируемого вещества в виде диска 10, выполненного с возможностью вращения посредством электропривода 11. Конец подающего патрубка 19 направлен в сторону диска 10. При таком размещении патрубка относительно диска 10 струя дегазируемого вещества поступает на всю поверхность вращающегося диска 10, с которой происходит разбрызгивание вещества на стенки резервуара 1 тонким слоем.

В устройстве для дегазации обеспечена возможность постоянной подачи в резервуар 2 воздуха под давлением 0,3 МПа (3 кгс/см²) через ниппель 6. Резервуар 2 снабжен отводящим патрубком 15 для отвода дегазированного вещества из резервуара 2. В отводящем патрубке 15 снаружи резервуара 2 установлены последовательно сливной клапан 7 и кран 8 для выпуска наружу из резервуара 2 дегазированного вещества. Определительные средства для определения уровня дегазируемого вещества в резервуарах 1, 2 представляют собой датчики 12 уровня.

Рабочий цикл дегазации вещества в предлагаемом устройстве для дегазации имеет следующие этапы.

Этап 1. Газосодержащее вещество поступает в предварительно вакуумированный вакуумный резервуар 1 через питающий клапан 9, далее оно поступает на диск 10, вращаемый посредством электропривода 11. При вращении диска 10 происходит разбрызгивание дегазируемого вещества на стенки резервуара 1 тонким слоем, из которого под вакуумом, например минус 0,05 МПа, выделяются растворенные газы. При этом слой вещества тонкой пленкой стекает в нижнюю часть резервуара 1. Перепускной клапан 3 в это время перекрыт, и обеспечена постоянная подача воздуха через ниппель 6 в резервуар 2 под давлением 0,3 МПа.

Этап 2. При достижении веществом верхнего предельного уровня в резервуаре 1 или нижнего предельного уровня в резервуаре 2 питающий клапан 9 перекрывается, а перепускной клапан 3 открывается, и в резервуаре 1 вместо вакуума путем наддува через ниппель 5 создается давление 0,4 МПа, т.е. избыточное по отношению к давлению в резервуаре 2, т.е. 0,3 МПа. Таким образом, дегазируемое вещество перетекает из резервуара 1 в резервуар 2. Под давлением 0,3 МПа в резервуаре 2 происходит непрерывное вытеснение дегазированного вещества из резервуара 2 наружу через сливной клапан 7 и кран 8.

Этап 3. Затем, при достижении веществом нижнего предельного уровня в резервуаре 1 или верхнего предельного уровня в резервуаре 2, перепускной клапан 3 перекрывается, а питающий клапан 9 открывается, при этом в резервуаре 1 создается вакуум, например 0,05 МПа, и процесс дегазации вещества продолжается.

В случае если вещество достигает верхнего предельного уровня сразу в обоих резервуарах, то питающий клапан 9 перекрывается и остается закрытым до тех пор, пока уровень вещества в резервуаре 2 не упадет до нижнего предельного значения, после чего рабочий цикл дегазации возобновляется с этапа 2.

В случае если вещество достигает нижнего предельного уровня сразу в обоих резервуарах, то перекрывается сливной клапан 7 для исключения попадания воздушных пузырей в подготовительный материал и остается закрытым пока уровень вещества в резервуаре 1 не достигнет верхнего предельного уровня, после чего рабочий цикл возобновляется с этапа 2.

В изложенном рабочем цикле дегазации обеспечена непрерывность процесса удаления газов из вещества. Использование изобретения позволяет повысить производительность устройства дегазации благодаря непрерывности процесса, сократить энергетические затраты и упростить конструкцию.

1. Устройство для дегазации, включающее вакуумный резервуар (1), содержащий подающий патрубок (19) для подачи газосодержащего вещества и отводящий патрубок (15) для отвода дегазированного вещества, и распределитель (10) потока газосодержащего вещества, расположенный в вакуумном резервуаре (1), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приемный резервуар (2), установленный под вакуумным резервуаром (1);
питающий клапан (9), установленный в подающем патрубке (19);
перепускной клапан (3), установленный между вакуумным резервуаром (1) и приемным резервуаром (2) и сообщающийся с ними,
причем вакуумный резервуар (1) выполнен с возможностью его вакуумирования и наддува через ниппель (5), расположенный в верхней части вакуумного резервуара (1);
отводящий патрубок (15) расположен в нижней части приемного резервуара (2);
распределитель (10) потока газосодержащего вещества выполнен в виде плоского диска (10), выполненного с возможностью вращения посредством электропривода, и расположен в верхней части вакуумного резервуара (1),
а вакуумный и приемный резервуары каждый снабжены определительными средствами для определения уровня дегазируемого вещества в соответствующем резервуаре.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец подающего патрубка (19) направлен в сторону диска (10).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перепускной клапан сообщается с вакуумным и приемным резервуарами посредством приемного патрубка (13) и выпускного патрубка (14) соответственно.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в отводящем патрубке (15) установлены сливной клапан (7) и кран (8).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит пневмоцилиндры (4) для управления питающим клапаном (9), перепускным клапаном (3) и сливным клапаном (7) соответственно.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что определяющие средства представляют собой датчики (12) уровня.