Пристрій для видалення газів з рідини

Реферат: Пристрій для видалення газів з рідини містить горизонтально розташований циліндричний корпус, патрубок для підведення загазованої рідини, розташований у торцевій частині циліндричного корпусу, патрубок для відведення дегазованої рідини та патрубок для відведення газів, розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу. Крім цього, патрубок для відведення дегазованої рідини розташований в торцевій частині циліндричного корпусу, яка протилежна торцевій частині розміщення патрубка для підведення загазованої рідини, патрубок для відведення газів розміщений у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для підведення загазованої рідини та обладнаний відсмоктувальним засобом, при цьому корпус додатково обладнаний прорізом для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус, розташованим у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для відведення дегазованої рідини. UA 89848 U (12) UA 89848 U UA 89848 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Об'єкт, що заявляється, належить до пристроїв для видалення з рідини шкідливих і токсичних газів та може бути використаний в металургії, хімічній та інших галузях промисловості, зокрема для видалення діоксиду вуглецю з стічних вод газоочисток конвертерів та доменних печей. Найбільш близьким за сукупністю ознак до об'єкта, що заявляється, є вибраний як прототип пристрій для видалення газів з рідини, що містить горизонтально розташований циліндричний корпус, патрубок для підведення загазованої рідини, розташований у торцевій частині циліндричного корпусу, патрубок для відведення дегазованої рідини та патрубок для відведення газів, розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу. При цьому патрубок для відведення дегазованої рідини розташований в нижній частині циліндричної поверхні корпусу, причому патрубок для відведення газів і патрубок для відведення дегазованої рідини розташовані з того боку, який протилежний боку розміщення патрубка для підведення загазованої рідини (патент Російської Федерації № 2354434, МПК В01D19/00, опубл. 10.05.09). У об'єкта, що заявляється, і прототипу співпадають такі суттєві ознаки. Обидва пристрої містять горизонтально розташований циліндричний корпус, патрубок для підведення загазованої рідини, розташований у торцевій частині циліндричного корпусу, патрубок для відведення дегазованої рідини і патрубок для відведення газів, розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу. Аналіз технічних властивостей прототипу, обумовлених його ознаками, показує, що одержанню очікуваного технічного результату перешкоджають такі причини. Використання пристрою за прототипом характеризується недостатньо високою ефективністю видалення газів з рідини, особливо при їхній малій концентрації. В прототипі повітря, що знаходиться над поверхнею рідини, поступово буде видалено, і в корпусі залишаться тільки гази, що виділяються, парціальний тиск яких дорівнює атмосферному. При цьому інтенсивність переходу розчиненого газу з розчинника в газ, який знаходиться над поверхнею рідини (над поверхнею розділу фаз), знижується зі збільшенням парціального тиску газу, що виділяється над поверхнею рідини, та зі зменшенням площі поверхні розділу. Звідси інтенсивність виділення газу з рідини, парціальний тиск якого над поверхнею рідини дорівнює атмосферному, буде недостатньо високою. В основу об'єкта, що заявляється, поставлено задачу створити такий пристрій для видалення газів з рідини, в якому удосконалення шляхом введення нових елементів і нового взаємного розташування елементів дозволять при використанні об'єкта, що заявляється, забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності видалення газів з рідини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пристрої для видалення газів з рідини, що містить горизонтально розташований циліндричний корпус, патрубок для підведення загазованої рідини, розташований у торцевій частині циліндричного корпусу, патрубок для відведення дегазованої рідини та патрубок для відведення газів, розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу, згідно з технічним рішенням, що заявляється, патрубок для відведення дегазованої рідини розташований в торцевій частині циліндричного корпусу, яка протилежна торцевій частині розміщення патрубка для підведення загазованої рідини, патрубок для відведення газів розміщений у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для підведення загазованої рідини та обладнаний відсмоктувальним засобом, при цьому корпус додатково обладнаний прорізом для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус, розташованим у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для відведення дегазованої рідини. В окремих випадках виконання об'єкт, що заявляється, може характеризуватися тим, що: - патрубок для відведення дегазованої рідини виконаний у вигляді відкритого зверху лотка циліндричного профілю, при цьому проріз для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус розташований в торцевій частині корпусу з боку лотка для відведення дегазованої рідини над її поверхнею; - пристрій додатково обладнаний гідрозатвором, розташованим перед патрубком для підведення загазованої рідини; - корпус виконаний у вигляді лотка циліндричного профілю, обладнаного зверху знімним укриттям; - відсмоктувальний засіб виконаний у вигляді вентилятора або ежектора. При використанні об'єкта, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності видалення газів з рідини при зменшенні габаритів пристрою. Крім того, при використанні об'єкта, що заявляється, забезпечується досягнення додаткового технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності 1 UA 89848 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виділення газів з рідини за всією площею її поверхні. Розміщення патрубка для підведення загазованої рідини і патрубка для відведення дегазованої рідини в протилежних торцевих частинах циліндричного корпусу, розміщення патрубка для відведення газів у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для підведення загазованої рідини та його обладнання відсмоктувальним засобом, а також обладнання корпусу прорізом для забору атмосферного повітря, який розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для відведення дегазованої рідини, дозволяє найбільш ефективно організувати просмоктування атмосферного повітря через корпус над поверхнею рідини, забезпечуючи протитечію рідини і газів. При цьому забезпечується розбавлення газів, що виділяються з рідини, атмосферним повітрям, зменшення їхньої концентрації, зменшення парціального тиску в газовій фазі над поверхнею рідини, а також забезпечується запобігання потраплянню рідини в патрубок для відведення газів, збільшується швидкість і інтенсивність видалення газів з рідини за всією площею її поверхні, яка є межею між рідкою і газовою фазами та через яку відбувається виділення газу з рідини. Просмоктування повітря над поверхнею рідини в протитечійному режимі забезпечує підвищення інтенсивності переходу розчиненого газу з розчинника в газ, який знаходиться над поверхнею рідини (над поверхнею розділу фаз). Все це забезпечує підвищення ефективності видалення газів з рідини при зменшенні габаритів пристрою, що заявляється, в цілому. Обладнання патрубка для відведення газів відсмоктувальним засобом, наприклад вентилятором або ежектором, дозволяє забезпечувати необхідну витрату атмосферного повітря, яке надходить через проріз для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус, задане зниження концентрації газів, що видаляються з рідини, до безпечних величин, підвищення ефективності виділення газів з рідини та підвищення швидкості видалення газів з корпусу, а також зменшення габаритів пристрою, що заявляється, в цілому. Розміщення прорізу для забору атмосферного повітря поблизу патрубка для відведення дегазованої рідини з одного боку циліндричного корпусу, а патрубка для відведення газів поблизу патрубка для підведення загазованої рідини з іншого боку корпусу сприяє при створенні протитечії фаз більш рівномірному виділенню газів за всією площею поверхні рідини та їхньому видаленню з корпусу. Через створення протитечії фаз на ділянці, що наближена до виходу рідини з корпусу, концентрація газів у рідині значно нижче початкової, але і концентрація газів у повітрі, що проходить над поверхнею рідини, теж низька (повітря щойно надійшло в корпус). При цьому на ділянці, що наближена до входу рідини в корпус, концентрація газів у повітрі над поверхнею рідини вже значна (в цьому повітрі міститься весь газ, що виділився з рідини), але і концентрація його в рідини, що надходить в корпус, також велика (вода з газом тільки що надійшла в корпус). Крім того, таке взаємне розміщення патрубків і прорізу для забору атмосферного повітря дозволяє не використовувати на патрубку для відведення дегазованої рідини гідрозатвора або додаткових засобів для підвищення гідравлічного опору на виході рідини з корпусу з тим, щоб цей патрубок був повністю заповнений. Використання в об'єкті, що заявляється, на патрубку для відведення дегазованої рідини гідрозатвора або засобів для підвищення гідравлічного опору на виході рідини з корпусу зумовить виникнення ситуацій, при яких рівень рідини в пристрої, що заявляється, підніметься, і вона заповнить весь корпус, що, в свою чергу, призведе до зникнення поверхні розділу (поверхні, через яку відбувається виділення газу з рідини) та до неможливості видалення газів з рідини. Виконання патрубка для відведення дегазованої рідини у вигляді відкритого зверху лотка циліндричного профілю, а також розташування прорізу для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус в торцевій частині корпусу з боку лотка для відведення дегазованої рідини над її поверхнею дозволить конструктивно просто організувати місце підсмоктування атмосферного повітря без додаткових трудовитрат, а також забезпечує протитечійний режим руху рідини і газів, що сприяє більш повному видаленню газів з води. Додаткове обладнання пристрою, що заявляється, гідрозатвором, розташованим перед патрубком для підведення загазованої рідини, запобігає підсмоктуванню атмосферного повітря через патрубок для підведення загазованої рідини, що, в свою чергу, сприяє скороченню об'єму повітря, що підсмоктується, зменшенню навантаження на відсмоктувальний засіб, а також забезпечує просмоктування повітря від прорізу для забору атмосферного повітря і до патрубка для відведення газів над всією площею поверхні рідини та його насичення газом. Виконання корпусу у вигляді лотка циліндричного профілю, обладнаного зверху знімним укриттям, забезпечує можливість періодичного очищення корпусу від забруднень, а також здійснення, за необхідності, забору проб рідини. Виконання відсмоктувального засобу у вигляді вентилятора або ежектора характеризується 2 UA 89848 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 простотою їхнього встановлення безпосередньо на патрубку для відведення газів поблизу корпусу пристрою, що заявляється, а також їхньою високою ефективністю при регулюванні витрати атмосферного повітря, що відсмоктується, для забезпечення найбільш ефективного видалення газів з рідини при нестабільності її якісного по газу та кількісного складу. Суть об'єкта, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких зображено: - на фіг. 1 - поздовжній розріз пристрою, що заявляється, з патрубком для відведення дегазованої рідини; - на фіг. 2 - поздовжній розріз пристрою, що заявляється, з відкритим зверху лотком для відведення дегазованої рідини. На кресленнях проставлені такі позначення. 1 - корпус; 2 - патрубок для підведення загазованої води; 3 - патрубок для відведення дегазованої води; 4 - патрубок для відведення газів; 5 - вентилятор; 6 - проріз для забору атмосферного повітря; 7 - гідрозатвор; 8 - лоток для відведення дегазованої рідини. У конкретному прикладі виконання пристрій, наприклад, для видалення газів з стічних вод газоочистки конвертера складається з горизонтально розташованого циліндричного корпусу 1 з патрубком 2 для підведення загазованої води, патрубком 3 для відведення дегазованої води та патрубком 4 для відведення газів (фіг. 1). При цьому патрубок 2 для підведення загазованої води і патрубок 3 для відведення дегазованої води розташовані в протилежних торцевих частинах циліндричного корпусу 1, а патрубок 4 розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу 1 з боку розміщення патрубка 2 для підведення загазованої води та обладнаний відсмоктувальним засобом, наприклад вентилятором 5. Діаметр патрубка 3 та висота, на якій він розміщений в торцевій частині циліндричного корпусу 1, підбираються так, щоб вода не повністю заповнювала корпус 1 та щоб над поверхнею води завжди була порожнина для просмоктування повітря. Корпус 1 додатково обладнаний прорізом 6 для забору атмосферного повітря, розташованим у верхній частині циліндричної поверхні корпусу 1 з боку розміщення патрубка 3 для відведення дегазованої води. Крім того, пристрій, що заявляється, додатково обладнаний гідрозатвором 7, розташованим перед патрубком 2 для підведення загазованої води. В окремих випадках виконання патрубок для відведення дегазованої рідини може бути виконаний у вигляді відкритого зверху лотка 8 циліндричного профілю, при цьому проріз 6 для забору атмосферного повітря буде розташований у торцевій частині корпусу 1 з боку лотка 6 для відведення дегазованої рідини над її поверхнею (фіг. 2). Крім того, в окремому випадку виконання корпус 1 і патрубок 2, корпус 1 і патрубок 3 можуть бути виконані з однаковими площами поперечного перерізу (на кресленнях не показане). Пристрій, що заявляється, працює таким чином. Від газоочистки конвертера загазована вода самопливом підводиться через гідрозатвор 7 і патрубок 2 в корпус 1 та протікає всередині нього до патрубка 3, з якого направляється далі за призначенням. При цьому для забезпечення самопливу води корпус 1 розташований з ухилом, а використання гідрозатвора 7 запобігає підсмоктуванню повітря через патрубок 2 в корпус 1. При роботі вентилятора 5 атмосферне повітря засмоктується через проріз 6 в корпус 1, проходить над поверхнею води в напрямку, протилежному руху води, і через патрубок 4 відводиться з корпусу 1. Під час переміщення атмосферного повітря над поверхнею води повітря поглинає газ, що виділяється з води. За рахунок такого просмоктування повітря та завдяки тому, що витрата атмосферного повітря значно перевищує кількість газу, що виділяється, парціальний тиск газу над поверхнею води стає значно нижче того, який відповідає стану рівноваги (тобто такому стану, при якому дія парціального тиску над поверхнею води повністю перешкоджає виділенню газу з рідини), і газ інтенсивно виділяється з води за всією площею її поверхні та видаляється з корпусу 1. В разі виконання патрубка для відведення дегазованої рідини у вигляді відкритого зверху лотка 8 циліндричного профілю забір атмосферного повітря буде здійснюватись через вільний простір над поверхнею води, утворений в торцевій частині корпусу 1 з боку лотка 8 (фіг. 2). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Пристрій для видалення газів з рідини, що містить горизонтально розташований циліндричний корпус, патрубок для підведення загазованої рідини, розташований у торцевій 3 UA 89848 U 5 10 15 20 частині циліндричного корпусу, патрубок для відведення дегазованої рідини та патрубок для відведення газів, розташований у верхній частині циліндричної поверхні корпусу, який відрізняється тим, що патрубок для відведення дегазованої рідини розташований в торцевій частині циліндричного корпусу, яка протилежна торцевій частині розміщення патрубка для підведення загазованої рідини, патрубок для відведення газів розміщений у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для підведення загазованої рідини та обладнаний відсмоктувальним засобом, при цьому корпус додатково обладнаний прорізом для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус, розташованим у верхній частині циліндричної поверхні корпусу з боку розміщення патрубка для відведення дегазованої рідини. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що патрубок для відведення дегазованої рідини виконаний у вигляді відкритого зверху лотка циліндричного профілю, при цьому проріз для забору атмосферного повітря для його просмоктування через корпус розташований в торцевій частині корпусу з боку лотка для відведення дегазованої рідини над її поверхнею. 3. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний гідрозатвором, розташованим перед патрубком для підведення загазованої рідини. 4. Пристрій за пп. 1-3, який відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді лотка циліндричного профілю, обладнаного зверху знімним укриттям. 5. Пристрій за пп. 1-4, який відрізняється тим, що відсмоктувальний засіб виконаний у вигляді вентилятора або ежектора. 4 UA 89848 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5