Устройство для диспергирования глины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сьветских

Социалистических

Республик (tg) II 003 993 (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 130581 (21) 3293924/23-26 (51) М. Кл.з с присоединением заявки Нов

В 01 F 13/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень Мо 9 (53) УДЯ 667. 661. . 13 (088. 8) Дата опубликования описания 07.03.83 ("

В.С.Ямщиков, A.È.Øóëüãèí и Н.В.ЧЕрКфший

j (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (54у УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГЛИНЫ

Изобретение относится к конструкциям устройств для смешения и диспергирбвания материалов и может быть использовано в керамической промыш.:ленности для обогащения полезных ископаемых, в пройзводстве глинопорошков, применяемых в качестве наполнителей в бумажной и резиновой промышленности, для приготовления глинистых растворов, используемых при бурении, а также для выщелачивания и экстракции в химической промьднленности.

Известно устройство.для диспергирования.глины, содержащее полую колонну с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, установленный по оси стержень, на котором закреплены перфорированные тарелки и возбудитель колебаний 1 .

Наиболее близким к изобретению по конструкции и достигаемому эффекту является устройство для диспергирования глины, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстийуфильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов (2 ).

Общим недостатком известных устройств является то, что они не позволяют создать высокую интенсивность воздействия колебаний на глину по причине значительной инерционности стержня с закрепленными на нем перфорированными тарелками, которые приводят в движение весь объем жидкости, не вызывая в ней действия таких мощных факторов диспергирования глины, как знакопеременное давление, кавитацию, турбулентные потоки. Низкая интенсивность воздействия приво-: дит к эабиванию отверстий перфорированных тарелок глиной и к прекращению процесса диспергирования. целью изобретения является интенсификация процесса эа счет дополнительного ввода газообразного реагента в перерабатываемый материал и улучшение фильтрования суспензии, а также повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстге для диспергирования глины, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступатель1001991 ного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий, фильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов, шток выполнен полым с отверстиями, расположенными под тарелками, фильтрующая перегородка выполнена цилиндрической, размещена соосно под корпусом и снаб жена установленным снаружи ее ци- 10 линдром.

Дополнительно устройство снабжено электроискровыми разрядниками, закрепленными на внутренней поверхности корпуса между тарелками, генератором электрических импульсов, электрически подсоединенным к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси., соединенным с полым штоком, а также оно снабжено устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевого желоба с наклонным в сторону выгрузки основанием и установленным под фильтрующей перегородкой. 25

На фиг. 1 изображен продольный раэр-з устройства, "на фиг. 2 - сечение A-А на фиг. 1.

Уст1ойство для диспергирования глины содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, шток 2, установленный по оси корпуса с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, перфорированные тарелки 3, закрепленные на штоке 2 и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий 4, цилиндрическую фильтрующую перегородку 5 и вибропривод б.

Шток 2 выполнен полым, на его участках под тарелками выполнены отвер- 40 стия, а фильтрующая перегородка 5 размещена соосно под корпусом и снабжена коаксиально установленным снаружи нее цилиндром 7.

Дополнительно устройство снабжено 4 электроискровыми разрядниками .8, закрепленными на внутренней поверхности корпуса между тарелками 3, генератором 9 электрических импульсов, электрически подсоединенным к разряд- ® никам 8, и источником 10 горячей газообразной смеси, соединенным с полым штоком 2, а также устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевого желоба 11 с наклонным в сторону выгрузки основанием 12, установленным соосно под фильтрующей перегородкой 5, а вибропривод б выполнен с поршнем 13, размещенным по оси корпуса под фильтрующей перегородкой 5 в отверстии 14, выполненном в верхней части кольцевого желоба 11.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 заполняется водой и включается вибропривод 6, приводящий в 65 колебательное движение поршень 13 посредством штока 15. От источника 16 горючего газа и источника 17 воздуха или кислорода через смеситель 18 горючая газовая смесь по системе 19 подачи газообразной смеси поступает во внутреннюю полость штока 2, откуда через отверстия поступает в жидкость.

Под действием мощных вертикальных колебаний в жидкости возникают равновесные уровни газовых пузырьков.

Из подаваемой в жидкость горючей газовой смеси образуются равновесчые слои газовых пузырьков, приходящиеся на зоны, в которых расположены перфорированные тарелки 3 и электроискровые разрядники 8.

От генератора 9 .импульсов высокого напряжения осуществляется периодическое и непрерывное зажигание горючей смеси в равновесных слоях посредством электроискровых разрядников 8. Изменением соотношения горючего газа и воздуха (или кислорода ) в горючей газовой смеси добиваются ее взрывообраэного или непрерывного. горения в равновесных слоях. . Глина совместно с водой подается внутрь корпуса 1 через загрузочное приспособление 20. Под действием знакопеременного давления, возникающего в жидкости при возбуждении колебаний, происходит разрушение структурных связей между агрегатами глинистых частиц, а под действием гидростатического давления столба воды происходит интенсивное набухание не защищенных силами структурных связей глинистых частиц, т.е. происходит разупрочнение глины. Возникающая под действием знакопеременного давления кавитация в поровом растворе глины и во вмещающей жидкости приводит к ее разрушению. Определенную роль играет размывание внешних слоев глины турбулентными потоками жидкости.

Особо размывающее действие усиливается при образовании равновесных слоев газовых пузырькОв за счет многочисленных их столкновений с глиной. Образование равновесных слоев делает объем. жидкости неоднородным и по его высоте существуют скачки давления, которые приводят к дроблению глины. Электроискровое зажигание горючей газовой смеси и ее горение резко интенсифицирует набухание, дроС ление и диспергирование глины. Дроб-" ление и диспергирование глины проис ходит на перфорированных тарелках 3, причем на каждой из тарелок происхо-. дит дробление глины до размеров меньших или равных размерам отверстий 4.

Куски глины с меньшими размерами падают на нижележащие тарелки 3. Проходя последовательно ряд тарелок с

1001991

35 размерами .отверстий 4, уменьшающимися сверху вниз, глина дробится до требуе мой крупности. По мере уменьшения размеров кусков глины возрастает скорость диспергирования и на уровне нижней тарелки 3 глина диспергирует полностью, в результате чего образуется глинистая суспензия, которая отводится из корпуса через фильтрующую перегородку 5, патрубок 21 и направляется на обезвоживание или сушку. 10

В зоне расположения фильтрующей перегородки 5 действуют мощные колебания жидкости, смывающие частицы размером больше размеров .ее ячеек, что наряду с действием знакопеременного давления, обусловливающего нормальные к поверхности перегородки

5 колебания жидкости, приводит к непрерывной ее регенерации и эффективному отводу глинистой суспензии.

Песчаные частицы, размером меньше размеров отверстий нижней тарелки 3, через кольцевое отверстие 14 между кромкой попадают во внутреннюю часть разгрузочного. желоба 11, чему способ-25 ствует выпуклая поверхность поршня 13 и, передвигаясь под действием колебаний жидкости и упругой мембраны 22 по нижнему основанию 12 желоба 11,. имеющего наклон в сторону разгрузки материала, скапливаются в его нижней части, откуда периодически выпускаютcs через отводящий патрубок 23.

Каменистые и органические включения, остающиеся на перфорированных тарелках 3, периодически удаляются при поднятии штока 2 с закрепленными ,на нем тарелками.

Испытания предложенного устройства показали, что оно обеспечивает эффективное диспергирование глины и 40 высокую степень дисперсности глинистых частиц.

Формула изобретения

1. Устройство для диспергирования глины, содержащее вертикальный ци- 45 линдрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с воэможностью возвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий, фильтрующую перегородку вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет дополнительного ввода газообразного реагента в перерабатываемый материал и улучшения фильтрования суспензии, шток выполне. . полым с отверстиями, расположенными под тарелками, фильтрующая перегородка выполнена цилиндрической, размещена соосно под корпусом и снабжена установленным снаружи ее цилиндром.

2. Устройство по и. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности, оно снабжено электроискровыми разрядниками, эакреплснными на внутренней поверхности корпуса между тарелкамн, генератором электрических импульсов, электрически подсоединенным к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси, соединенным с польм штоком.

3 ° Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено устройством выгрузки %Материалов, выполненным в виде кольцевого желоба с наклонным в сторону выгрузки основанием и установленным под фильтрующей перегородкой, а вибропривод снабжен поршнем, размещенным соосно под фильтрующей перегородкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1; Карпачева С.М. и др. "Пульсирую-. щие экстракторы", Атомиздат, М., 1964, с. 91-93.

2. Патент Японии 9 7634, кл. 13 С 31, опублик. 1963.

Составитель A.Òàðàñîâ

Редактор Н.Аристова Техред О.Иеце Корректор М.Демчик

Заказ 1б77/3 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4