Устройство для приготовления жидких неоднородных сред

 

Изобретение касается приготовления жидких неоднородных средств, в частности шликерных масс, и может быть использовано в химической промышленности, порошковой металлургии и электротехнической промышленности. Оно обеспечивает повышение качества приготовляемой среды и производительности процесса. Устройство для приготовления жидких неоднородных сред содержит вакуумируемый корпус 1 с мешалкой 2. Вне корпуса 1 размещен источник ультразвука с концентратором и излучателем 8, выполненным в виде пластины дугообразной формы. Один конец пластины погружен в приготовляемую среду. Дугообразная пластина излучателя в поперечном сечении может иметь форму лотка. В одном из вариантов выполнения устройство снабжено дополнительным источником ультразвука, соединенным с дополнительным излучателем в виде пластины. Последняя размещена под верхним концом пластины излучателя 8. В процессе перемешивания порошка с пластификатором частицы массы в виде пленки поступают на пластину излучателя 8, с которой падают или в массу, или на нижележащую пластину. Обе пластины могут поворачиваться вокруг оси крепления в вертикальной плоскости. Дополнительный источник ультразвука может быть закреплен на верхней поверхности дополнительного излучателя. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) {И) (51)5 В 01 F 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф с

Урааг масси

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4322857/31-26; 4322858/31-26 (22) 02. 11.87 (46) 07.01.90. Бюл, ¹ 1 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения Уральского отделения АН СССР и Институт электрохимии Уральского отделения

АН СССР (72) P.П.Почтарев, В.А.Байков, А.Д.Неуймин и В.А.Аржанников (53) 66.084 (088.8). (56} Агранат Б.А. и др. Ультразвук в порошковой металлургии. - М.: Металлургия, 1986 с. 119 и 130. Там же, с. 126, рис. 64.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

Ж)ЯКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД (57) Изобретение касается приготовления жидкйх неоднородных средств, в частности шликерных масс, и может быть использовано в химической промьппленности, порошковой металлургии и электротехнической промьппленности.

Оно обеспечивает повышение качества приготовляемой среды и производитель" ности процесса. Устройство для приготовления жидких неоднородных сред содержит вакуумируемый корпус 1 с мешалкой 2. Вне корпуса 1 размещен источник ультразвука с концентратом

1533747 и излучателем 8, выполненным в виде пластины дугообразной формы. Один конец пластины погружен в приготовляемую среду. Дугообразная пластина излучателя в поперечном сечении может иметь форму лотка. В одном извариантов выполнения устройство снабжено дополнительным источником ультразвука, соециненным с дополнительным излучателем в виде пластины. Последняя размещена под верхним концом пластины излучателя 8,, В процессе, Изобретение относится к приготовлению жидких неоднородных сред, в частности к приготовлению шликерных масс. Наиболее эффективно изобрете1 йие может быть использовано в производстве керамических материалов, в химической технологии: и порошковой металлургии,, В электротехническои промышленности изобретение может быть использовано для приготовления электроизоляционных компаундов.

Цель изобретения - повышение качества продукта и проиэводительнос. ти приготовления путем интенсификации процесса.

На фиг.1 схематично представлено устройство, общин вид", HB AMr .2 разрез А-А на фиг.1, "на фиг.3 — устройство с дополнител ..ым излучате- . лем колебаний, вариант исполнения; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 — разрез В-В на фиг„3; на фиг. 6 — источник ультразвука „ на фиг.7 и 8 — дугообразная плас.тина излучателя колебаний, варианты сече-ний.

Устройство для приготовления жид-ких неоднородных сред состоит из цилиндрического вакуумируемого корпуса 1 с рубашкой для обогрева (не показана), мешалки 2, вращающейся на вертикальном валу 3 посредством привода 4. Корпус 1 имеет штуцер 5 для вакуумирования внутренней полости. Снаружи корпуса размещен источник 6 ультразвука с концентратором, соединенный с помощью стержня (волновода) 7 с излучателем 8 колебаний в виде пластины дугообразной формы.

Корпус 1 имеет загрузочное устройство 9 и сливной клапан 10. Одна часть пластины 8 погружена в среду, а втоперемешивания порошка с пластификатором частицы массы в виде пленки поступают на пластину излучателя 8, 5 с которой падают или в массу, или на нижележащую пластину. Обе пластины могут поворачиваться вокруг оси крепления в вертикальной плоскости. Дополнительный источник ультразвука может быть закреплен на верхней поверхности дополнительного излучателя.

6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1 рая выступает над средой. Пластина

8 может иметь форму лотка.

20 На фиг.7 и 8 приведены два варианта формы дугообразной пластины излучателя 8. В зависимости от технологии изготовления пластина излучателя может быть выполнена той или другой

25 формы.

В качестве источника ультразвука рекомендуется использовать магнитострикционный преобразователь, например, типа ПИС-15А-18 с частотой

20000 Гц, мощностью 4,5 кВт. На этой частоте эффективная толщина озвучиваемого слоя массы на поверхности излучателя 8 составляет 0,75-4,2 мм.

В другом варианте исполнения устройство снабжено дополнительным источником 11 ультразвука, размещенным снаружи корпуса 1, который соединен волноводом 12 с излучателем 13, выполненным в виде плоской пластины, 4О расположенной горизонтально внутри корпуса. Излучатель 13 размещен над поверхностью среды (под второй вы- . ступающей над средой частью основного излучателя 8 колебаний).

Дополнительный источник ультразвука может быть соединен с кромкой пластины дополнительното излучателя

13 (фиг.5).

Основной излучатель 8 колебаний и/или дополнительный излучатель 13 установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно оси крепления.

В одном иэ вариантов дополнительный источник ультразвука соединен с верхней поверхностью дополнительного излучателя колебаний (фиг.6).

Устройство работает следующим образом.

Формула изобре.тения

1. Устройство для приготовления жидких неоднородных сред, например

5 15337

В корпус 1 через загрузочное устройство 9 загружают пластификатор и порошок в необходимой пропорции для приготовления шликера. Затем включают привод 4 мешалки 2 и производят перемешивание массы. Одновременно с включением привода мешалки включают источник 6 ультразвука, на-. чинают вакуумирование полости корпу10 са, которое осуществляется через штуцер 5 с помощью вакуумного насоса (не показан).

Во время перемешивания порошка с пластификатором частицы массы совершают сложное движение — вращательное, радиальное и поступательное в вертикальной плоскости. Вращательному движению элементарных объемов массы способствуют лопасти мешалки, 20 радиальному перемещению — центробежная сила, а перещению в вертикальной плоскости — излучатель 8 ультразвуковых колебаний, выполненный в виде пластины дугообразной формы. 25

Шликер, попадая на пластину излучателя 8, который имеет форму лотка, поднимается по лотку пластины

8 слоем толщиной 3-4 мм и, сливаясь с

r:åðõíåé кромки пластины 8, падает

30 обратно. Во время:прохождения массы по нижней, погруженной в среду поверхности излучателя 8 под действием ультразвуковых колебаний произходит предварительное диспергирование массы. Агломераты порошка разрушаются, а отдельные частицы порошка покрываются пластификатором, .при этом воздушные пузырьки выносятся вместе с массой к верхей части дугообразной

40 пластины 8, на которой начинается выделение пузырьков газа из массы.

В верхней части дугообразной пластины 8 продолжается интенсивное диспергирование агломЕратов массы под действием напряжения сдвига, которые окончательно разрушают агломераты частиц и выгоняют воздух из слоя. на поверхность, способствуя удалению его через штуцер 5 в вакуумную систе50 му

Ввиду того, что пластика 8 имеет форму лотка, только определенное ло- кальное количество массы (слой толшиной 3-4 мм) проходит обработку в данный момент.

Излучатель 8 выполнен дугообразным для того, чтобы способствовать перемещению массы шликера из внут47 6 ренних слоев к поверхности в виде тонкой пленки, которая интенсивно прорабатывается. Именно поэтому мощность источника ультразвука может быть выбрана минимальной.

В случае выполнения устройства по варианту, изображенному на фиг.3, шликер с пластины излучателя 8 попадает на пластину дополнительного излучателя 13 и растекается по ней в виде пленки толщиной 4-5 мм. Такой слой интенсивно озвучивается во всеМ объеме. В нем от воздействия ультразвуковых колебаний возникают высокие напряжения сдвига, которые окончательно разрушают агломераты частиц и выгоняют воздух из слоя, на поверхность, способствуя удалению его через штуцер 5 в вакуумную систему. Таким образом, на поверхности излучателя 13 происходит интенсивное окончательное диспергирование и вакуумирование локального объема массы.

На фиг.4 и 5 приведены два варианта формы дугообразной пластины излучателя 8. В зависимости от технологии изготовления пластина излучателя

8 может быть выполнена той или другой формы.

Излучатели 8 и 13 имеют возможность поворачиваться вокруг горизонтальной оси путем поворота источника ультразвука вручную или с помощью двигателя {не показан). Это позволяет регулировать толщину слоя массы на поверхности излучателей 8 и 13. Источник 11 ультразвука, соединенный с плоской пластиной, может быть размещен на боковой стенке корпуса или на крышке корпуса. Выбор того или другого варианта обуславливается конструктивными требованиями при разработке оборудования.

В корпусе 1 устройства может быть размещено несколько пар излучателей

8 и 13.

Использование изобретения обеспечивает одновременное диспергирование и вакуумирование массы в тонком слое, что повышает качество продукта и производительность его получения.

1533747 шлнкерных масс, содержашее вакуумируамый корпус о мешалкой, вращающейся вокруг вертикальной оси, и излучатель колебаний, установленный с воаможностью постоянного контакта со средой и соединенный с источником ультразвука, о т л и ч а.ю щ е е— с М тем, что, с целью повышения качества продукта и производительности приготовления путем интенсификаций процесса, излучатель копебаний выполнен в виде дугообразной в продольном сечении пластины, одна часть ко горой погружена в среду, а другая выступает над средой.

2, Устройство по п.1,, о т л и"— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным источиком ультразвука, соединенным с дополнительным излучателем колебаний в виде пластины размещенной над поверхностью среды под выступающей над средой частью основного излучателя колебаний.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что основной излучатель колебаний имеет форму лотка. ч. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с ятем, что основной излучатель колебаний установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно оси крепления.

5, Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительный излучатель колебаний устан6влен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно оси крепления. б. Устройство по п,2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что дополнительный источник ультразвука соединен с кромкой дополнительного излучателя колебаний.

7. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что дополнительный источник ультразвука соединен

25 с верхней поверхностью дополнительно- го излучателя колебаний.

1533747

Уродец

Ж7ССЫ

1533747

Составитель Т.Круглова

Редактор А.Мотыль. Техред Л.Серд окова Корректор М.Шароши

Заказ б Тираж. 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35„ Раушская наб., д. 4/5

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