Установка для диспергирования суспензий

 

Изобретение относится к измельчению материалов и обеспечивает повышение степени диспергирования, производительности и надежности работы, а также снижение энергозатрат. Установка содержит герметизированную емкость 1 с днищем 2, выходным патрубком 3 с пробковым краном 4, крышкой 5, загрузочным патрубком 6 с пробковым краном 7, установленную на амортизаторах 8. Внутри емкости 1 на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом по центру закреплен ультразвуковой вибратор 11 с конусным стержнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14, переходящей в шаровую полость 15 с выходной цилиндрической полостью 16 втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем. 7 ил.

союз советсних социАлистически х

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM пРи Гкнт сссР (21) 4316630/31-33 (22) 16 10 87 т (46) IS.09.89. Бюл. Р 34 (71) Николаевский педагогический государственный институт им. В.Г.Белинского (72) В.И.Гуйтур (53) 621 ° 926.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1118402, кл. В 01 F 11/02, В 02 С 19/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1065214, кл. В 28 С 5/46, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1196276, кл, В 28 С 5/46, 1984. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится к измельчению материалов и обеспечивает повы„„SU„„350144 А1 (5D 4 В 02 С 19/18 В 28 С 5/46 шение степени диспергирования, производительности и надежности работы, а также снижение энергозатрат. Установка содержит герметизированную емкость 1 с днищем 2, выходным патрубком 3, с пробковым краном 4, крьппкой

5, загрузочным патрубком 6 с пробковым краном 7, установленную на амортизаторах 8, Внутри емкости t на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом по центру закреплен упьтразвуковой вибратор 11 с конусным стержнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14, переходящей в шаровую полость 15 с выходной ципиндрической полостью 16 втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем. 7 ил. С.

150744

Изобретение отноcèòся к иэмсJIüöeнию материалов, а именно к установкам для диспергирования суспензий, и может быть использовано, например, в промышленности строительных материалов для активации цементной суспенэии.

Цель изобретения — повышение степени диспергирования, производитель- 10 ности и надежности работы, а также снижение энергозатрат.

На фиг. 1 изображена установка для диспергирования суспензий, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 вид Л на фиг, 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг. 4 — полукруглая мембрана, вид сверху; на фиг..5 — полукруглая мембрана, вид сбоку; на фиг. 6 — вариант выполнения установ- 20 ки из одной секции; на фиг. 7 — вариант вЫполнения установки иэ двух секций, установленных друг под другом.

Установка для диспергирова гия 25 суспензий содержит герметизированную вертикальную емкость 1 с днищем 2, имеющим выходной патрубок 3 с пробковым краном 4, и с. крышкой 5, имеющей загрузочный патрубок 6 с пробковьп 30 краном 7, установленную на амортизаторах 8, внутри которой на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом 10 по цснтру закреплен ультразвуковой вибратор 11 с конусным стсржнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14,, переходящей в шаровую полость 15 с выходной 40 цилиндрической полостью 16 съемной (взаимозаменяемой) втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем.

Полукруглая мембрана 9 имеет ребро 18, обеспечивающее ей необходимую 45 жесткость для удерживания ультразвукового вибратора 11 с конусным стержнем 12 и шаровым наконечником 13.

К хомуту 19 ультразвукового вибратора 11 жестко (например, путем свар50 ки снизу) закреплен упор 20, представляющий собой форму заклепки, распиленной по диаметру на две части, основа 2 1 которого соответствует размерам полукруглого выреза 10 и высту55 пает из хомута 19 на толщину полукруглой мембраны 9. Дополнительная фиксация к хомуту 19 полукруглой мембраны 9 обеспечивается болтами 22

6 4 ((чя исключения разъединения полукруглой мембраны 9 и упора 20 °

Установка для диспергирования сус-, пензий работает следующим образом.

При включенных ультразвуковых вибраторах 11 и закрытом пробковом кране

4 по загрузочному патрубку 6 с открытым пробковым краном 7 под избыточным давлением подают суспензию, например водоцементную. Перемещаясь по полукруглым мембранам 9, ультразвуковым вибраторам 11, конусным стержням 12 и шаровым наконечникам 13, твердые частицы подвергаются диспергированию совокупным воздействием ультразвука, кавитации, турбулентного движения, соударения, трения, удара.

После заполнения свободного пространства вертикальной емкости l открывают по (лестью или частично пробковый кран 4 и суспензия, подвергнутая диспергпрованию, удаляется иэ емкости 1„ а llo загрузочному патрубку 6 подаются новые порции суспензии. С момента открытия пробкового крана 4 выходная цилиндрическая полость 16 работает как гидродинамический излучатель и суспензия дополнительно подвергается обработке у (ьтраэвуком и кавитацией.

Ультразвуковые вибраторы 11 находятся в суспензии, которая, нагреваясь, охлаждает их.

По окончании непрерывного процесса .-(испергирования суспензии выключгиот ультразвуковые вибраторы 11 (излучающие пакеты).

Промывка установки и возобновление ее работы аналогичны вышеописанному процессу. Полукруглый вырез 10 позволяет жестко крепить (подвешивать) ультразвуковой генератор 11 эа его край, что позволяет шаровым наконечникам 13, излучающим ультразвуковые волны, жестко прижимать твердые частицы к конусной поверхности конической полости 14 и разрушать их не только действием ультразвука, максимально передаваемого на эти частицы, но и каыитационным воздействием, трением и ударной эрозией.

Полукруглая мембрана 9 воспринимает ультразвуковые колебания от излучающего ультразвукового генератора 11 и под их действием, и также под действием массы ультразвукового генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13, подвешенных на ее конце (консольно), в свою

1507446 очередь совершает колебания по отно-. шению к точкам крепления ее в месте касания с внутренней стенкой емкости 1. Ультразвуковые и собственные

5 колебания полукруглой мембраны 9 усиливают колебания шарового наконечника 13, а также способствуют первичной активации (диспергированию) минеральных частиц при их попадании на по-10 лукруглую мембрану 9. Наклонное ее положение способствует перемещению и стеканию суспензии по ультразвуковому генератору 11, обеспечивая его охлаждение ° Под воздействием восприни-15 маемых ультразвуковых колебаний осуществляется дальнейшее непрерывное диспергирование твердых частиц под действием ультразвука, кавитации, механической эрозии и соударения частиц.

Крепление полукруглой мембраны 9 одним концом в отдельных точках к стенке емкости 1, а также прикрепление к другому ее концу ультразвуково- 25

ro генератора 11 упрощает эксплуатацию при обеспечении надежности работы установки, так как полностью отсутствуют любые виды быстро разрушающихся резиновых прокладок и сложных их креп лений к мембранам. Это конструктивное решение, таким образом, увеличивает КПД установки. Исключение длительных остановок для текущего ремонта позволяет увеличить производительность, Повсеместный путь соприкасания с поверхностями, излучающими ультразвуковые колебания, способствует повышению степени дисперсности твердых частиц и тщательному перемешиванию в кавитационных зонах, усиливающих степень диспергирования. Значительное дополнение к указанным источникам разрушения твердых частиц добавляет наличие трения между шаровым наконечником 13, излучающим ультразвуковые колебания, и твердой поверхностью конусной полости 14. Колебания шаро-. вого наконечника 13 вертикально-по50 ступательные, поэтому шаровая поверхность по отноштнию к жесткой конусной поверхности работает на удар со скольжением. Твердые частицы под шаровой наконечник 13 попадают при очередном

55 его колебании вверх. Кавитационные воздействия усиливают диспергирование твердых частиц в зоне шарового наконечника 13.

Ыаровые наконечники 13 t рвпятся резьбовым соединением, обеc ïå÷èâëè быстроту съема, и выполнял сН llç твердых и прочных металлов. Так, .t;!-. пример, для диспергирования (активации) цемента рекомендуется применять стальные или чугунные шаровые наконечники 13. В этом случае решаются две задачи: низкая стоимость и повышение качества суспензии продуктами износа. Аналогичные соображения по виду и качеству металла целесообразны также для отливки втулки 17 с конусйой 14, шаровой 15 и цилиндрической 16 полостями.

Лля исключения крепления втулок 17 они должны плотно стыковаться прп наличии двух и более секций, а их наружные контуры должны соответствовать внутренним контурам емкости 1.

Соосное расположение ультразвукового генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13 исключает действие боковых усилий, т.е, упрощает соединение полукруглой мембраны 9 с излучающим ультразвуковым генератором 11.

Ыаровая полость 15 определена экспериментально. В шаровой полости 15 имеет место особо мощное воздействие кавитации, и Tÿêèì образом, производится тщательное перемешивзппе суc пензии и дополнительное диспергиронание.

Выходное отверстие, в данном случае цилиндр, ческая полость 16, работает как гидродинамический излучатель, т.е. также имеет место дополнительное

Р диспергирование твердых частиц.

Использование данной установки для диспергирования суспсвзий позволяет по сравнению с известной повысить степень дисперсности твердых частиц

»а 10-15Õ, производительность Hà 20К и более, исключить расход воды для охлаждения излучающих пакетов ультразвуковых генераторов и экономить до 30Е электроэнергии, о р и у л а и з о б р е т е и и я

Установка для диспергирования суc пензий, содержащая установленную на амортизаторах герметизировавпую вертикальную емкость с входным и выходным патрубками, имеющими запорно-раздаточную арматуру, и размещенные внут150744б ри емкости рабочие секции, каждая из которых снабжена установленным вертикально ультразвуковым вибратором с конусным стержнем о т л и ч а юЭ 5 щ а я с я тем, что, с целью повышения степени писпергирования, производительности и надежности в работе, а также снижения энергозатрат, каждая рабочая ..екция снабжена втулкой, ус-,1О тановлеиной н нижней ее части и выполненной с конической, шаровой и цилиндрической полостями, сообщенными между собой, и полукруглой мембраной, один конец. которой закреплен в емкости над втулкой, а другой ее конец связан с установленным под ней ультра звуковым вибратором, конусный стержень которого выполнен со съемным шаровым наконечником, размещенным в конической полости втулки.

1507446

Фиг. 7

Составитель В.Ревва

Редактор А.Долинич Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Т.Папий

Заказ 5487/12 Тираж 543 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101