Устройство для приготовления суспензий

 

Союз Соввтскик

Социапистичвских

Рвспубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву = (22)Заявлено 30.03.76(21) 2341591/29-33 с присоединением заявки J4 259 1 1 17/29-33 (23) и риоритет—

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень No 11

Дата опубликования описания 28.03.80 (51)М. Кл.

В 28 С 5/16

В 01 F 3/12 (53) УДК 621.929 .5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. П. Тихонов и Л. И. Прокопов (73) Заявитель.

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам для приготовлени строительных растворов.

Известно устройство, содержащее емкость с установленным внутри нее

% перемешивающим органом и измельчающим устройством (1).

Наиболее близким техническим решением является устройство для .приготов10 лени я с ус пензий, с оде ржащее емкость с крышкой, имеющей внутреннюю тороидную поверхность, перемешивающий орган, закрепленный на приводном вертикальном валу, сетчатую перегородку, усеченный конус с конфузом на меньшем основании, подводящий и отводящий патрубки 12 .

Однако в укаэанных устройствах происходит только смешение суспензии и отсутствует процесс циспергирования.

Целью изобретения является повышение дисперсности суспенэий и снижение удельной энергоемкости.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для приготовления суспензий, содержащем емкость с крышкой, имеющей внутреннюю тороидную поверхность, перемешивающий орган, закрепленный на приводном вертикальном валу, сетчатую перегородку, усеченный конус с конфузом на меньшем основании, подводящий и отводящий патрубки, перемешиваюший орган выполнен в виде дисков с прикрепленными к их нижней поверхности лопатками, расположенных друг над другом с ооразованием равных по сечению нагнетательных кольцевых каналов, конус снабжен закрепленными на его внутренней поверхности и охватывающими нижние диски отбойными кольцами, емкость выполнена I с перегородкой, разделяющей ее на полости, нижняя из которых имеет подводящий патрубок и дополнительный патрубок для подачи сыпучих материалов, а верхняя соединена с крышкой, причем сетчатая перегородка размешена между последними и соединена

3 7227 по периметру с емкостью и крышкой, которая расположена концентрично относительно вертикального вала и имеет на внутренней тороидной поверхности наклонные лопатки, причем лопатки верхних

5 дисков выполнены с поперечными рифлениями и отверстиями, диаметр которых уменьшается с увеличением диаметра диска, емкость в нижней части полости имеет поплавковый клапан, а подводя- 10 щий патрубок расположен к ней тангенциально.

На фиг. 1 изображен вертикапьный разрез, устройства, вид спереди; на фиг. 2— то же, вид сбоку. 15

Устройство содержит емкость 1, перемешивающий орган 2 HB вертикальном. валу, крышку 3 с внутренней тороидной поверхностью, сетчатую перегородку 4, отделяющую полость крышки 3 от верх- 20 ней полости емкости 1, усеченный конус

5 с конфузом 6 на меньшем основании, перегородку 7, разделяющую емкость на полости: нижнюю — предварительного смешения 8 и верхнюю — готовой суспензии 9, патрубок 10 подвода жидкости, расположенный тангенциально к нижней полости, патрубок 11 для подвода порошка в нижнюю полость, поплавковый клапан 12, смон..ированный на конце

30 патрубка 10 в нижней полости емкости 1, патрубок 13 для удаления готовой суспензии, бункер 14 для сбора инородных включений, осаждающихся на сетчатой перегородке 4.

Перемешивающий орган 2 выполнен . в виде расположенных друг над другом дисков 15, 16 и 17 таким образом, что нагпетательные кольцевые каналы 18, 19 и 20 между дисками и усеченным конусом равны по сечению между собой.

Диски 15, 16 и 17 снабжены лопатками 21, прикрепленными к их нижней поверхности и выполненными с поперечными рифлениями 22 и отверстиями 23, диаметр 45 которых уменьшается с увеличением диа.метра диска. Усеченный конус 5 снаб— жен закрепленными на его внутренней поверхности и охватывающими нижние дис.ки отбойными кольцами 24 и 25. На внут- 50 ренней тороидной поверхности крышки установлены наклонные лопатки 26.

Устройство работает следующим образом.

В полость 8, через патрубок 10, 55 установленный тангенциально, подается жидкость, а через патрубок 1 1 — порошкообразный материал, где они предварительно смешиваются за счет вращательного движения жидкости. В результате разряжения в конфузоре 6 при вращении перемешивающего органа 2 смесь всасывается в усеченный конус 5, разгоняется лопатками 21 диска 17 и выбрасывается через кольцевой зазор 20 на отбойное кольцо 24. Поток смеси отбойным кольцом направляется к центру диска 16, где скорость его замедляется из-за малой линейной скорости лопаток диска у оси. Часть потока под действием силы тяжести падает на верхнюю поверхность диска 17, разгоняется и вновь подается на отбойное кольцо 24.

Другая часть потока под действием центробежны? сил движется вдоль лопаток диска 16, снабженных рифлениями 22 и отверстиями 23. При движении жидкости вдоль лопаток во впадинах между рифлениями будет образовываться вакуум, приводящий к кавитации, которая способствует интенсивному диспергированию частиц в слоях суспензии, контактирующих с поверхностью лопаток. Для равномерного диспергирования смеси по объему необ— ходимо осуществлять перемешивание слоев ?KBgKocTH между лопатками, для чего служат отверстия 23 в лопатках.

При вращении перемешивающего органа

2 прилегающие к лопаткам слои потока будут дросселироваться через отверстия, уступая последующим слоям потока, причем при дросселировании происходит диспергирование суспензии. Лопатками диска 16 поток приготовляемой суспензии разгоняется и выбрасывается через кольцевой зазор 19 на отбойное кольцо

25, расположенное между дисками 15 и 16. При равных площадях сечений кольцевых зазоров 18, 19 и 20, с увеличением диаметра дисков 17, 16 и 15 ширина зазоров уменьшается, что влечет за собой увеличение сопротивления прохождения через кольцевые зазоры приготавливаемой суспензии, однако с увеличением диаметра дисков увеличивается напор потока, поэтому при равных площадях кольцевых сечений на всех ступенях обработки мощность потока будет одинакова, а скорость потока с увеличением диаметра дисков будет возрастать. Отбойное кольцо 25 (как и отбойное кольцо 24}направляет поток приготавливаемой суспензии к центру вращения перемешивающего органа 2 на лопатки 21 диска 15. Лопатки диска 15 также выполнены с рифлениями 22 и

5 72 отверстиями 23, однако отверстия выполнены меньшего диаметра, так как после обработки на предыдущей ступени, частицы в суспензии будут меньшего размера. Процесс приготовления суспензии на этой ступени происходит подобно приготовлению на предыдущей ступени, но более интенсивно, так KBK диаметр диска 15 больше диаметра диска 16.

Следовательно, движение части потока вдоль лопастей 2 1 продолжительнее, а скорость прохождения через кольцевой зазор 18 больше. Выходящий с большой скоростью через кольцевой зазор 18 поток попадает на внутреннюю тороидную поверхность крышки 3, замедляется за счет соударения с лопатками 26 и направляется к центру вращения перемешивающего органа 2 на верхнюю поверхность диска 15, который вновь разгоняется и пересекает поток, выходящий из кольцевого зазора 18. Соударяемые потоки отбрасываются на внутреннюю коническую поверхность крышки 3, которая направляет суспензию на сетку 4. Инородные включения не.поддающиеся диспергированию, задерживаются сеткой и смываются потоком в бункер 14, откуда периодически удаляются.

Предложенное выполнение устройства позволяет значительно повысить однородность и дисперсность суспензии за счет многократного соударения, кавитации и дросселирования, происходящих в потоке в процессе приготовления суспензии. Исключение специального подающего насоса высокого давления и повышение эффективности рабочего органа устройства позволяет получать суспензию с наименьшими удельными энергозатратами.

Формула изобретения

1. Устройство для приготовления суспенэий, содержащее емкость с крыш2771 6 кой, имеющей внутреннюю тороидную поверхность, перемешивающий орган, закрепленный на приводном вертикальном валу, сетчатую перегородку, усеченный конус с конфузором на меньшем основании, подводящий и отводящий патрубки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения дисперсности суспензий и "нижения удельной энергоемкости, перемешивающий орган выполнен в виде дисков с прикрепленными к их нижней поверхности лопатками, расположенных друг над другом с образованием равных по сечению нагнетательных кольцевых каналов, конус снабжен закрепленными на его внутренней поверхности и охватывающими нижние диски отбойными кольцами, емкость выполнена с перегородкой, разделяющей ее на полости, нижняя из которых имеет подводящий патрубак и дополнительный патрубок для подачи сыпучих материалов, а верхняя соединена с крышкой, причем сетчатая перегородка размещена между последними и соединена по периметру с емкостью и крышкой, которая расположена концентрично относительно вертикального вала и имеет на внутренней тороидной поверхности наклонные лопатки.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ щ е е с я тем, что лопатки верхних дисков выполнены с поперечными рифлениями и отверстиями, диаметр которых уменьшается с увеличением диаметра диска, причем емкость в нижней полости имеет поплавковый клапан,: а подводящий патрубок расположен к ней тангенциально.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4р 1. Авторское свидетельство . СССР

No 548433, кл. В 28 С 5/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

No 321397, кл. В 28 С 5/46, 1970.

722771

Составитель Н. Ширинкина

Редактор О. Колесникова Техред О. Андрейко Корректор 9. Вут>

Заказ 911/4 Тираж 635 Подписное

llHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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