Устройство для расщепления слюды

 

Изобретение относится к расщеплению легко расслаивающихся материалов , преимущественно слюд, и может быть использовано при подготовке слюдяной массы в производстве слюдобумаг, теплои гидроизоляционных материалов. Изобретение направлено на повышение эффективности работы за счет обеспечения измельчения до требуемого фракционного состава, а также на использование любого вида слюдосырья. На торце сопла диаметром d и длиной (0,7- 1,3)d со стороны входа выполнены наложенные одна на другую вогнутые выемки конического сечения с углом при вершине конуса 70 - 110°, центры которых в плане совпадают с осью сопла, а продольные оси перпендикулярны оси сопла, одна радиусом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 02 С 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784026/33 (22) 11. 12.89 (46) 15,12,91, Бюл. Р 46 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышленности "Гипронинеметаллоруд" (72) Н,И,Киселев> Т,И.Новогородская и В,Н.Сапожников (53) 621.926,47 (088,8) (56) Соболев В,В. Слюдопласты и их применение. Л.: Энергоатомиздат, 1985, с. 101-103. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЩЕПЛЕНИЯ

СЛЮДЫ (57) Изобретение относится к расщеплению легко расслаивающихся материалов, преимущественно слюд, и может быть использовано при подготовке слюдяной массы в производстве слюдобумаг, тепло- и гидроизоляционных материалов, Изобретение направлено на повышение эффективности работы за счет обеспечения измельчения до требуемого фракционного состава, а также на использование любого вида слюдосырья. На торце сопла диаметром d и длиной (0,71,3)d со стороны входа выполнены

Изобретение относится к расщеплению легко расслаивающихся материалов,. преимущественно слюд, и может быть использовано при подготовке слюдяной массы в производстве слюдобумаг, тепло- и гидроизоляционных материалов, „„SU„„1697881 А1

2 наложенные одна на другую вогнутые выемки конического сечения с углом при вершине конуса 70 — 110, центры которых в плане совпадают с осью сопла, а продольные оси перпенликулярны оси сопла, одна радиусом (5-6)d и глубиной (0,5-0,7)d лругая радиусом (28-32)d и глубиной (0,32-0,34)d, причем угол расхождения от оси сопла боковых сторон выемок составляет 30-40, на торце о сопла со стороны выхода выполнена вогнутая выемка конического сечения с углом при вершине конуса 70110, центр которой в плане совпадает с осью сопла, а продольная ось перпендикулярна оси сопла радиусом (5-6)d и глубиной (0,5-0,7)d, при этом продольная ocb выемки перпендикулярна в плоскости торца сопла о спрыскной трубы 10-20 . Кроме того, на внутренней поверхности расщепляющей камеры в шахматном порядке размещены ряды пирамид с соотношением высот рялов от 1 2 4 до 1 5 25, ори- Ж ентированных одной иэ граней в сто- С© рону спрыскной трубы, Устройство может быть установлено с воэможностью Я() о поворота от вертикали на угол до 35 . (ф

2 э.п. ф-лы, 9 ил, Цель изобретения - повышение эффективности работы эа счет обеспечения измельчения до требуемого фракционного состава.

На фиг.1 изображено устройство, сечение; на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В на!

697881

Фиг.1 (струи условно повернуты в плоскость сечения); а на фиг.4 — сопло, продольный разрез, на фиг. 5 — то же вид с торца на Фиг.6 — то же, Ф 1

5 поперечный разрез, на Фиг,7 - то же, план, на фиг.8 — разрез Г-Г на

Фиг,7, на фиг,9 - разрез Д-)! на фиге 5е

Устройство состоит из корпуса 1, представляющего собой трубу„ например, прямоугольного сечения и расщепляющей камеры 2, Внутри корпуса

1 установлена перегородка 3, разделяющая корпус 1 на два неравных obbема — загрузочную шахту 4 и классификационную часть 5, Часть одной боковой стенки 6 корпуса 1, образующей классификационную часть 5, обнижена. К кромке 7 этой стенки примыкает спивная воронка 8 с патрубком 9 слива суспензии слюды

10, На боковых стенках корпуса 1 в районе центра масс установлены опоры 11, допускающие поворот кор- 25 пуса вокруг их осей, Обьем расщепляющей камеры 2 образован плоскими стенками 12, плоской стенкой 13 и листом переменной кривизны 14, Верхняя часть листа 14 изогнута в виде козырька,15, На листе 14 в обьеме расщепляющей камеры 2 в шахматном порядке установлены ряды, например, 3-гранных пирамид l6„ 17, 18, ориентированных одной из острых граней в сторону спрыскной трубы 19., размещенной внизу расщепляющей кареры 2, В данной конструкции показан пример размещения трех рядов пирамид.

Крепление пирамид 16, 17, 18 к лис- 40 ту 14 производится с помощью, например, резьбового стержня на основании пирамид, либо на сварке, Высоты пирамид в рядах 16, 17, 18 по мере удаления от спрыскной трубы 19 в зависимости от размеров расщеппяющей камеры 2 выполняются с соотношением между собой (16,17:18) от 1:2:4 до

1:5:25, На спрыскной трубе 19 установлены сопла 20 (в примере кон50 кретной конструкции их два) и краны

21, 22 воды 23, В нижней точке расщепляющей камеры 2 размещен сливной кран 24, Спрыскная труба 19 через кран 21 сообщается с магистралью

55 высокого давления, а через кран 22с оптически прозрачным (например, поли хлорвиниловым) трубопроводом

25 слива в бак оборотной воры.

Спрыскная труба 19 вставлена в трубу 26, которая наглухо сварена с листами 12, 13 и 14, На торцах трубы 26 установлены уплотнения 27, герметиэующие зазор между трубами

19 и 26. Для установки сопл 20 в трубе 19 в трубе 26 предусмотрены окна 28. Окна 28 выполнены овальной

Формы с тем, чтобы труба 19 имела воэможность поворота вокруг своей оси, На боковых стенках 12 сделаны отверстия, закрытые смотровыми стеклами 29, которые зафиксированы планками 30, Каждое сопло 20 выполнено в риде плоского диска толщиной (0,7-1,3) d со взаимно параллельными торцами с монтажной резьбой на наружной цилиндрической поверхности и цилинррическим отверстием 31 по центру (где d - диаметр цилиндрического отверстия 31), На торце со стороны входа выполнены наложенные одна на другую две вогнутые выемки 32 и

33 конического сечения с углом при вершине конуса cL =70-110, В плане о центры выемок лежат на оси отверстия

31. Оси выемок перпендикулярны оси сопла. Выемка 32 выполнена радиусом

r = (5-6) d и глубиной (0,5-0,7) d > а выемка 33 большим радиусом R = (28-») ° d и глубиной (0,32

0,34) d. Угол g расхождения от оси сопла каждой боковой стороны о выемки 32, 33 составляет 30-40

На противоположном торце выхода выполнена вогнутая выемка 34 радиусом г = (5-6) d и глубиной (0,50,7) d конического сечения с углом при а вершине конуса М = 70-110 . В плане центр выемки 34 лежит на оси отверстия 31, а продольная ось выемки перпендикулярна оси сопла и продольная осям BLleMQK HB торце входа сопла, Сопло с помощью глухих отверстий 35 вворачивают в спрыскную трубу 19 и оставляют в положении, при котором длинная ось вогнутой выемки

34 составляет с осью спрыскной грубы угол p = l0-20, причем длинные оси всех вогнутых выемок 34 ролжны иметь наклон в одну сторону.

Вогнутые выемки поробных конфигураций получают, например, с помощью дисковой фрезы риаметром 2 (5-6) d (2(28-32) 43 с заточкой на

"конус" — углом при вершине, например, в 90 путем подачи ее по центру о

1697881 сопла в его тело на величину (О, 50, 7) с1 Ã (0 > 32-0, 34) d J и для выемок

32, 33 последующего поворота сопла в плоскости торца на угол наприо

> мер, 35

Перед началом работы устройства открывается кран 21 и вода 23 через спрыскную трубу 19 и сопла 20 заполняет объем дезинтегратора до уровня

3}, определяемого пространственным положением кромки 7 боковой стенки

6, и переливается через него в сливную воронку 8.

В случае питания устройства оборотной водой или подмешивания к воде

23 оборотной воды кран 22 приоткрывается настолько, чтобы в оптически прозрачном трубопроводе 25 внутреннего диаметра 4-8 мм было заметно движение жидкости, Такой дренаж предупреждает забивание трубы 19 слюдой оборотной воды. Выемки 32 и 33 на торце входа сопла предотвращают забивание отверстия сопла слюдой оборотной воды.

С поступлением кристаллов слюды в загрузочную шахту 4 последние, опускаясь под собственньсм весом. в неподвижной воде, попадают ь расцепляющую камеру 2, где образуется слюдяная масса, которая, пройдя классификацион y>o часть 5 корпуса 1, переливается через кромку 7 в воронку

8 и удаляется через патрубок 9, Каждое из сопл 20 формирует плоскусо водяную струю, пространственная ориентировка которой соответствует положению продольной оси вогнутой выемки на выходном торце сопла.

Благодаря ориентировке оси этой выемки под углолс к горизонту струи 36, 37 образуют в объеме расщепляющей камеры пакет плоских струй, Например, сопло с диаметром отверстия

2,5 мм при 6 кгс ° см давления воды дает на расстоянии 100 мм струю шириной 150 мм и толщиной 1-2 мм, Попытки получить более тонкие струи

- приводят к неустойчивости струи и ее разрушению. Оптимальный угол наклона плоских струй> т,е, продольных осей вогнутых выемок на торце выхода о соплаq к оси трубы 19 составляет 15 .

При таком угле наклона достижимы толщина пакета параллельных струй, не превышающая высоты последнего ряда пирамид 18 и в то же время, расстояние между соседними струями, оптимальное с точки зрения максимального эжекционного эффекта.

Конкретные размеры расщепляющей

5 камеры 2 определяют необходимое число сопл 20, Угол веера струй 36, 37 и величину гидравлического давления воды подбирают так, чтобы каждая струя перекрывала (в плане) первый

10 1 яд пи ра мид

Эжектируемая смесь из воды и кристаллов слюды имеет свободный подход к каждой стороне каждой струи благодаря тому, что до первого ряда пирамид вееры струй 36, 37 не перекрывают (фиг,3) все сечение расщепляющей камеры 2. Струи 36, 37,. эжектируя примыкающие к ним слои воды, разгоняют их, Эжектируемая среда. попадая между струями 36 и 37, испытывает дополнительный эжекционньсй эффект как за счет двойного воздействия (от каждой струи), так и за счет эффекта сжатия между струями

25 36, 37. Сжатие возникает как результат "слипания" двух параллельно движущихся струй (возникает "замкнутый круг" ), двойной эжекционный эффект вызывает увеличение скорости среды между струями, что сопровождается снижением давления в этом месте по сравнению со статическим давлением вне пакета струй, в результате чего

"струи стремяться сблизиться" и плотнее "захватывают" эжектируемую среду), Наклон пакета струй к горизонту облегчает доступ поступающей сверху эжектируемой среды к струям по сравнению с вариантом горизонтально ориентированного пакета плоских струй, когда сопла 20 разносятся по вертикали, и длинные оси выемок 34 ориентируют горизонтально. Кроме того, 45 в этом варианте возникает необходимость оснащения устройства дополнительным механизмом синхронного поворота сопл, Пакет струй 36, 37, встретив на

50 своем пути пирамиды 16, 17, 18, контактируют с листом 14, который, изменяя плавно направление суммарного потока, с помощью козырька 15 формирует в объеме расщепляющей камеры круговой вихрь, поток 38, 55

Эффективность способа расщепления слюды проявляется в следующем„Частички слюдьс, спускаясь из загрузочной шахты 4 в расщепляющую камеру 2, 169788

Поэтому в классификационной части 5 корпуса 1 создается постоянный вертикально направленный поток воды 39, Скорость такого потока пропорциональна производительности сопл 20 и обратно пропорциональна сечению классификационной части 5 корпуса 1.

Величина скорости восходящего потока определяет крупность фракций частиче расщепленной слюды, которые могут быть "подняты", унесены потоком 39 до кромки перелива 7, Более крупные .частички "оседают" и тем самым вновь попадают в расщепляющую камеру 2, где подвергаются дальнейшему расщеплению,, Трехгранное сечение пирамид выбрано с точки зрения достижения наибольшей турбулентности потока при обтекании их по сравнению, например, с 4", 5-гранными сечениями. Изменение производительности и фракционного состава уносимых потоком 39 частичек слюды, а также спектра (характера) распределения фракций, осуществляется изменением места контакта пакета струй 36, 37 с перпендикулярно стоящими потоку пирамидами 18 путем поворота вокруг своей оси спрыскной трубы 19, Например, для "мягких" слюдоматериалов типа флогспита пакет струй направляется на верхнюю часть пирамид 18, минуя при этом пирамиды 16 и 17..

Соответственно, в случае, например, расщепления кристаллов искусственного фторфлогспита спрыскная труба поворачивается так, чтобы пакет

30

45

55 (1 захватываются вихрем 38, затем стру- ями 36, 37 и эффективно разгоняются ими вместе с водой, Проходя зону пирамид 16, 17, 18, частички слюды подвергаются воздействию ударной нагрузки, возникающей при взаимодействии их с острыми гранями пирамид, а также при обтекании потоком тре, угольного профиля пирамид. 10

Происходит расщепление слюдома,териала. Часть кристаллов слюды контактирует непосредственно с острыми гранями пирамид 16 17, 18; что сопровождается их интенсивным механическим разрушением, Избыток поступающей в дезинтегратор воды, определяемый производи,тельностью сопл 20, переливается че рез кромку 7 в сливную воронку 8, 1

8 струй обтекал все пирамиды 16, 17, 18. Обтекание пакетом струй пирамид у их основания сопровождается автоматичес ким увеличением турбулент ности в потоке вследствие увеличенной величины сечения пирамид у их основания.

В этом варианте включается "в работу" все турбулизирующие элементы

16, 17, 18, Частички слюды сталкиваются со всеми пирамидами 16, 17, 18 и помимо механического воздействия. подвергаются при этом ударным нагрузкам максимальной величины, В качестве дополнительного фактора корректировки фракционного состава слюдяной массы 10 предусмотрен наклон устройства от вертикальной о оси на угол до 35 за счет поворота, например, вокруг своих опор 11, При этом слюдяная масса 10 также, преодолев наиболее низко расположенную часть кромки 7, переливается в сливную воронку 8, откуда по патрубку 9 поступает, например, в сгустительнакопитель, Таким образом производится на- . стройка дезинтегратора и его работа в непрерывном режиме, Контроль направления пакета струй

36, 37 при регулировке устройства, а также текущий контроль за работой расщепляющей камеры 2 производится визуально через смотровые окна 29, Испытания устройства (ф 300 2400 мм, в том числе расщепляющая камера 220 210 " 400 мм, число сопел

3, давление воды 6 кг см ) показали эффективность его работы, Производительность по искусственному фторфлогспиту достигала 12 кг. u

По сравнению с известным, пригодным для расщепления только "мягких" слюдоматериалов, предлагаемое устройство позволяет расщеплять любые слюды и получать при этом слюдяную массу требуемого фракционного состава, Вместо 6 классов крупности слюдяных частиц по скорости восходящего потока (известного от (-0,05) до (+1,5) см с ) в устройстве по изобретению получаются 3 класса крупности частиц от (-0,05) до (+0 25) см с", Разброс размеров частиц, определяемый коэффициентом вариации, снижается с 504 у известного до 303, а с использованием нак10

1697881 лона корпуса предлагаемого устройства до 104. Это сказывается на качестве слюдяной бумаги, особенно по отклонению показателя поверхностной плотности бумаги от ее номинала в отдельных точках.

Конструкция устройства .учитывает крайне неудобное при эксплуатации подобного оборудования свойство слюдочастиц откладываться, оседать в разного рола карманах, полостях и отверстиях и выполнена самоочищающейся, Дренажный кран 22 и сочетание вогнутых выемок 32, 33 предотвращают отложение слюдочастиц в трубе 19 и отверстии 31 сопла 20.

Предлагаемое устройство просто и дешево в изготовлении> монтаже и обладает сроком службы, равным сроку службы металлоконструкции.

Формула изобретения

1. Устройство для расщепления слю- 25 ды, включающее корпус, загрузочную шахту, расщепляющую камеру, горизонтально ориентированную с возможностью поворота вокруг своей оси спрыскную трубу с соплами, торцы 30 цилиндрических отверстий которых со стороны входа и выхода перпендикулярны оси сопла, классификационную часть и сливную воронку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения измельчения до требуемого фракционного состава, сопла выполнены длиной (0,7-1,3) диаметра d, со стороны входа с наложенными одна на другую вогнутыми выемками конического сечения с углом при вершине конуса 70-110, центры которых в плане совпадают с осью сопла, продольные оси перпендикулярны оси сопла, одна радиусом (56) d и глубиной (0>5-0,7) d, другая радиусом (28-32) d и глубиной (0,320,34) d причем угол расхождения от оси сопла боковых сторон выемок составляет (30-40), на торце сопла со стороны выхода выполнена вогнутая выемка конического сечения с углом при вершине конуса 70-110, центр которой в плане совпадает с осью сопла, а продольная ось перпендикулярна оси сопла радиусом (5-6) d и глубиной (0,50,7) d, при этом продольная ось выемки перпендикулярна в плоскости торца сопла продольным осям выемок на торце входа сопла и составляет с осью спрыскной трубы угол 10-20

2, Устройство по п,1, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью использования любого вида слюдосырья, на внутренней поверхности расщепляющей камеры, противоположной соплам, в шахматном порядке размещены ряды многогранных пирамил с соотношением высот рядов от 1:2:4 до

1:5:25, ориентированных одной из граней в сторону спрыскной трубы.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что установлено с возможностью поворота о от вертикали на угол до 35 — -3М" д.- 11 у q У

)697P8>

6 -6

5 ФЬ

E 697881

1697881

r-г фС/У. У

Составитель Н,Ильиных

Редактор М, Недолуженко Техред JI.Сердцщова Корректор И,Самборская

Заказ 4676 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 1(>