Массообменное устройство

 

1. МАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее резервуар для жидкости , соединенный с источником вакуума, нагревательные элементы, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, оно снабжено пульсатором, разделенным гибкой мембраной на две равные емкости, верхняя из которых снабжена патрубками с клапанами, один из которых подсоединен к источнику сжатого газа, а другой - к источнику вакуума, нижняя емкость снабжена трубой, нижняя часть которой расположена в резервуаре, и вентилем для выпуска воздуха. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема кипящей перемешиваемой жидкости, верхняя часть трубы выполнена расширенной. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диафрагменными насадками, установленными в нижней части трубы на ее внутренней поверхности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК г511 4 В 01 Э 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3879931/31 — 26 (22) 08.04.85 (46) 15.10.86. Бюл. № 38 (71) Институт технической теплофизики

АН УССР (72) А. А. Долинский, А. А. Корчинский, А. А. Конфорович, И. В. Палиенко и П. И. Кузьменко (53) 66.061.5 (088.8) (56) Аксельруд Г. А., Лысянский В. М.

Экстрагирование (система твердое тело— жидкость) . М.: Химия, 1974, с. 226 — 232. (54) (57) 1. МАССООБМЕ ННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резервуар для жидкости, соединенный с источником вакуума, нагревательные элементы, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса

„„SU„„1263281 А1 массообмена, оно снабжено пульсатором, разделенным гибкой мембраной на две равные емкости, верхняя из которых снабжена патрубками с клапанами, один из которых подсоединен к источнику сжатого газа, а другой — к источнику вакуума, нижняя емкость снабжена трубой, нижняя часть которой расположена в резервуаре, и вентилем для выпуска воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема кипящей перемешиваемой жидкости, верхняя часть трубы выполнена расширенной.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диафрагмен ными насадками, установленными в нижней части трубы на ее внутренней поверхности.

1263281

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов и может найти применение в пищевой, химической и медицинской отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена и увеличение объема кипящей перемешиваемой жидкости.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема конструкции массообменного устройства; на фиг. 2 — то же, с расширенной верхней частью трубы; на фиг. 3 — то же, с расположенными в нижней части трубы на ее внутренней поверхности диафрагменными насадками; на фиг. 4 — электрическая схема, по которой проводился контроль процесса массообмена.

Массообменное устройство (фиг. 1) содержит резервуар 1 с нагревателями 2 жидкости, в которую введен пульсатор, состоящий из двух равных емкостей — верхней 3 и нижней 4, разделенных гибкой мембраной 5. Верхняя емкость содержит патрубки, снабженные клапанами 6 и 7, один из которых (6) подсоединен к источнику сжатого газа 8, а другой 7 — к вакуумнасосу 9. Нижняя емкость 4 соединена с трубой О, погруженной в перемещаемую жидкость.

Нижняя емкость и непогруженная в жидкость часть трубы снабжена нагревателями ! 1. Нижняя емкость имеет также вентиль

12 для выпуска воздуха в начальный момент работы, когда гибкая мембрана стремится коснуться поверхности нижней емкости.

Могут быть использованы труба 10 с расширенной верхней частью 13 (фиг. 2) и диафрагменные насадки 14 (фиг. 3).

Массообменное устройство работает следующим образом.

В начальный момент открывают вентиль 12, для выпуска воздуха из нижней емкости, когда гибкая мембрана стремится прижаться к поверхности нижней емкости, затем подают повышенное давление через клапан 6 от источника сжатого газа 8, чтобы гибкая мембрана 5 прижалась к поверхности нижней емкости 4. Затем вентиль

12 перекрывают. Включают клапан 7, подсоединенный к вакуум-насосу 9, при этом мембрана 5 стремится прикасаться к поверхности верхней емкости 3, проходя через свое первоначальное положение. При этом перемешиваемая жидкость в трубе 10 поднимается. Затем снова включается клапан 6, соединенный с источником сжатого газа 8, при этом жидкость в трубе 10 вытесняется в резервуар 1. Таким образом, происходит процесс импульсного массообмена.

Пример 1. Проводились сравнительные опыты по определению интенсификации перемешивания на предлагаемом массообменном

10 устройстве (фиг. 1) и устройстве-прототипе.

Для определения времени полного перемешивания использовались дистиллированная вода и марганцевокислый калий. Контроль проводился визуально.

Данные опытов по перемешива.нию сведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, по результатам проверенных испытаний можно судить о том, что при использовании массообменного устройства процесс перемешивания проходил интенсивнее.

Пример 2. Проводились сравнительные эксперименты по определению интенсификации массообмена при экстрагировании из свекловичной стружки на устройстве прототипа и массообменном устройстве фиг. 2. При

25 контроле процесса экстракции использовалась электросхема фиг. 4. В резервуаре 15 помещались электроды 16, данные о рН жидкости, который зависит от процесса экстракции, снимались со вторичного приборапотенциометра 17. Опыты проходили следующим образом: в дистиллированную воду загружалась свекловичная стружка и проводился процесс массообмена.

Как видно из табл. 2, по результатам проведенных экспериментов можно судить о том, что при использовании массообменного устройства процесс массообмена проходит гораздо интенсивнее.

Пример 3. Проводились сравнительные эксперименты по определению интенсификации массообмена при экстракции чая на устройстве прототипа и массообменном устройстве (фиг. 3). Контроль процесса экстракции проводился по электросхеме фиг. 4.

Данные опытов приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, по результатам проведенных экспериментов можно судить

45 о том, что при использовании массообменного устройства процесс массообмена проходит гораздо интенсивнее.

1263281

Таблица 1

Температура Частота Время перемешивао

С импульсов ния, с

1/мин

Давление

Разрежение

Аппараты

0,50

15

Прототип

ПредлагаеМый

40

0,50

Таблица 2

Емкость, Свек- ТемпеВремя процесса мин

Часто та им

Аппараты ловичратура процесса, С ата ние, ата вода, кг ная струж ка

560

58 О, 2 — 40 — 299100

Прототип 50

Предлагаемый

560

58 0,2 2 15

80 297140

Таблица 3

ТемпеРаз- Давре- леЕмкость, кг

Время процесса, мин

Частота

Чай, кг

Аппарат импульсов, 1/мин жение, ата ние ная ата вода, кг

Прото20 0,250 58 0,2 — 25

2420

30 тип

Предлагаемый 30

2413

20 0,250 58 0,2 2 8

Дистиллированная

Дистиллированратура, ОС

Разре Давжение, лепульсов, 1/мин нергомкость, Дж/кг

Энергоемкость кДж/кг

1263281 у иz. 2.Риz.3

Редактор Н. Горват

Заказ 5461)4

Составитель А. Миронов

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4