Устройство для диспергирования и смешивания материалов

 

Изобретение относится кгорноперерабатывающей промышленности и может быть использовано для приготовления тонкодисперсных систем, диспергирования, смешивания, эмульгирования реагентов. Целью изобретения является повышение Изобретение относится к горной, в частности к горноперерабатывающей промышленности , и может быть использовано для приготовления тонкодисперсных систем, диспергирования глинисто-песчаных горных пород, смешивания, эмульгирования и растворения в воде реагентов различного рода, а также для подготовки пульпы к флотации. Цель изобретения - повышение степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензий. 2 степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии. Устройство состоит из источника колебаний 1, корпуса 2, подводящего 3 и отводящего 4 патрубков и насадки 5 с цилиндроконическими отверстиями 6. Цилиндроконические отверстия размещены по окружности и выполнены с последовательным увеличением их диаметров. Под действием источника колебаний в суспензии формируется низкочастотное акустическое поле и на выходе цилиндрических частей отверстий насадки образуются вибрационные затопленные струи. Разница гидродинамических сопротивлений для отверстий с различными диаметрами цилиндрической части приводит к турбулентному вращательному движению суспензии. Обработанная суспензия отводится через патрубок 4 за счет избыточного давления в камере 7 корпуса 2. 3 ил. Н а фиг. 1 представлен вертикальный разрез устройства для диспегирования и смешивания материалов; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1 в случае двух цилиндроконических отверстий; на фиг.З - сечение по А-А на фиг.1 в случае шести цилиндроконических отверстий. Устройство содержит источник колебаний 1, корпус 2, подводящий 3 и отводящий 4 патрубки, насадку 5 с цилиндроконическими отверстиями 6, обращенными большими основаниями к источнику колебаний 1, размещенными по окружности с последоваv Р t ГО о о о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712242/26 (22) 29.06,89 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11 . (71) Московский горный институт. (72) В;С.Ямщиков, А.И,Щульгин, M.Т.Заховаев, О.В.Скворцов, M,В.Махоткин и Л.И,Назарова (53) 66,063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1001991, кл. В 01 F 13/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1333396, кл. В 01 F 11/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1599075, кл. В 01 F 11/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВА.НИЯ И СМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, (57) Изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано для приготовления тонкодисперсных систем, диспергирования, смешивания, змульгирования реагентов.

Целью изобретения является повышение

Изобретение относится к горной, в частности к горноперерабатывающей промышленности; и может быть использовано;цля приготовления тон«одисперсных систем, диспергирования глинисто-песчаных горных пород, смешивания, змульгирования и растворения в воде реагентов различного рода, а также для подготовки пульпы к флотации.

Цель изобретения — повышение степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии. Ы«1720699 А1 (Я)5. В 01 F 11/00, В 01 F 5/06 степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии. Устройство состоит из источника колебаний 1, корпуса 2, подводящего 3 и отводящего 4 патрубков и насадки 5 с цилиндроконическими отверстиями 6. Цилиндроконические отверстия размещены по окружности и выполнены с последовательным увеличением их диаметров. Под действием источника колебаний в суспензии формируется низкочастотное акустическое поле и на выходе цилиндрических частей отверстий насадки образуются вибрационные затопленные струи. Разница гидродинамических сопротивлений для отверстий с различными диаметрами цилиндрической части приводит к турбулентному вращательному движению суспенэии., Обработанная суспензия отводится через патрубок 4 за счет избыточного давления в камере 7 корпуса 2. 3 ил.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез устройства для диспегирования и смешивания материалов; на фиг.2 — сечение по А — А на фиг,1 в случае двух цилиндроконических отверстий; на фиг,3 — сечение по

А-А на фиг.1 в случае шести цилиндроконических отверстий. стройство содержит источник колебаний 1, корпус 2, подводящий 3 и отводящий 4 патрубки, насадку 5 с цилиндроконическими Отверстиями 6, обращенными большими основаниями к источнику колебаний 1, размещенными по окружности с последова1720699 тельным увеличением их диаметров. При этом корпус 2 разделен насадкой 5 на камеры; верхнюю 7 и нижнюю 8.

Устройство работает следующим образом. После заполнения корпуса 2 суспензией включают источник колебаний 1. В суспензии формируется низкочастотное акустическое поле, и на выходе цилиндрических частей отверстий 6 насадки 5 формируются вибрационные затопленные струи.

Насадка 5 обладает гидродинамической анизотропией сопротивлений движению суспензии в различных направлениях, Так, при движении источника колебаний 1 вверх объем суспенэии, прошедшей через насадку

5, больше обьема суспензии, прошедшего через насадку 5 при движении источника колебаний 1 вниз. Таким образом осуществляется направленное виброперемещение суспензии. Обработанная суспензия отводится через отводящий патрубок 4 за счет избыточного давления в камере 7 корпуса 2.

Отверстия 6 насадки 5 имеют различные диаметры цилиндрических частей, т,е. различные местные гидродинамические сопротивления, причем величина потерь напора на местных сопротивлениях обратно пропорциональна сечению вытекающего потока суспензии,т. е. площадки цилиндрической части отверстия. Таким образом, чем больше диаметр отверстия, тем меньше гидродинамическое сопротивление и потери напора и тем больше расход.

Для двух отверстий насадки 5 (фиг.2), одно из которых имеет больший диаметр цилиндрической части, наблюдается следующая картина.

При движении источника .колебаний 1 вверх на выходе отверстий 6 формируются вибрационные гидродинамические затопленные цилиндрические струи. Напор на выходе отверстия с большим диаметром цилиндрической части больше напора на выходе второго отверстия. В силу различных сопротивлений наблюдается и разница в передаче колебаний через отверстия. Это приводит к формированию в камере 1 корпуса 2 сложного, неравномерного. последовательно изменяющегося гидродинамического профиля, эффекта "запаздывания" стурй, что вызывает интенсивное вращательное движение суспензии в вертикальной плоскости. Сущность вращательного движения заключается в органиэации неоднородной структуре виброакустического поля за счет градиентов действия вибрэционных затопленных струй и инерционных свойств суспензии, сдвижений линий токов. Вращение суспензии будет происходить в сторону от отверстия с большим диа5

55 метром цилиндрической части к отверстию с меньшим диаметром.

Вращательное движение суспензии увлекает кавитационные-пузырьки, и они, осциллируя и пульсируя в. поле создаваемого вибрационными струями давления, провозводят дополнительное воздействие на суспензию. При этом каждый пузырек является своего рода излучателем колебаний, воздействующих на микроструктуру суспензии. Схлопывающиеся кавитационные пузырьки вызывают мощные микроударные волны, разрушающие частицы твердой фазы суспензии; пульсирующие с собственной частотой пузырьки интенсифицируют процесс межфазного массопереноса; осциллирующие с частотой возбуждающих колебаний пузырьки усиливают общий уровень турбулизации потоков суспензии, и, наконец, движущиеся во вращающемся потоке пузырьки увеличивают перемешивание фаз и компонентов суспенэии .

На фиг.З представлейо сечение варианта насадки 5 в установке, представленной на фиг.1, которая содержит шесть цилиндроконических отверстий, причем их диаметры последовательно Увеличиваются по часовой стрелке. В данном случае движение суспензии имеет более сложный вид за счет суперпозиции действий вибрационных эа" топленных струй. Наблюдается также циклический направленный поток суспензии, но в данном случае он представляет собой сложение локальных (системы двух отверстий) вращательных движений в единый поток, движущийся как в вертикальной, так и в горизОнтальной плоскостях.

При суперпозиции действия вибрационных затопленных струй циклический поток суспензии направлен от отверстия с большим диаметром цилиндрической части к меньшему (как в Случае двух цилиндроконических отверстий), что приводит к общему вращательному движению суспензии. В том месте, где происходит обратный переход от отверстия с максимальным диаметром к минимальному, наблюдается пучность гидродинамического потока, но при этом вращательное движение суспензии остается направленным, а турбулиээция возрастает.

Одновременное движение суспензии в горизонтальной и вертикальной плоскостях является объемным движением, при этом увеличивается общее коли4ество кавитэционных пузырьков, удерживаемых в суспенэии потоками, что увеличивает турбулизацию и эффективность диспергирования.

1720699 отводящий патрубки и насадку с размещенными по окружности цилиндроконическими отверстиями. о т л и ч э ю щ е е с я тем, что. с целью повышения степени дисперсности

5 и устойчивости дисперсных систем за счет . интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии, отверстия в насадке выполнены с последовательным увеличением их диаметров.

Изобретение позволяет повысить степень дисперсности систем, повысить устойчивость приготавливаемой суспензии, снизить длительность процесса.

Формула изобретения

Устройство для диспергирования и смешивания материалов, включающее источник колебаний, корпус. подводящий и

5

РА

ФигЗ

Составитель Л.Сладкова

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Н. Козлова

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

Заказ 909 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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