УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ СЫПУЧИХ И ЖИДКОТЕКУЧИХ КОМПОНЕНТОВ Российский патент 1995 года по МПК B01F13/00 

Изобретение относится к смесительной технике и может быть использовано для приготовления смесей из сухих сыпучих компонентов и влажных дисперсных компонентов или жидких компонентов для нанесения покрытий на сыпучие материалы с одновременной сушкой и спеканием частиц в строительстве для приготовления, например, глинистых смесей при нанесении шликера на сыпучие частицы, в гидрометаллургии для обработки пульп, в химической промышленности для подготовки сырья к дальнейшей переработке.

Известен смеситель материала, включающий рабочую камеру с передней, задней торцовыми стенками, днище, два состыкованных барабана, установленных в камере с возможностью вращения в противоположные стороны, снабженных лопатками, привод и выходные патрубки выгрузки перемешанного материала [1]
Этот смеситель неработоспособен при перемешивании густых и вязких смесей с невысокой влажностью, неравномерно смешивает массу на уровне мелкодисперсных частиц, исключает одновременную сушку и спекание частиц.

Известно устройство для нанесения покрытий на легкий сыпучий материал, смешивающее сухие фракции с жидким материалом за счет нанесения последних в виде покрытия на частицы, движущиеся в воздушной струе. Устройство содержит цилиндрический корпус с коническим днищем, крышку с патрубком, форсунки подачи жидкого материала, расположенные по периметру верхней части корпуса, дутьевую коробку, загрузочное и разгрузочное приспособление, при этом последнее расположено под дутьевой коробкой и выполнено в виде конического бункера с воздушным эжектором, входящим в дутьевую коробку [2]
Это устройство ограничено в технологических возможностях по интервалу влажности и вязкости исходного сырья, в частности не применимо при обработке глинистых частиц при смешивании со шликером из-за неизбежного зашламливания устройства. Кроме того, исключено спекание сухих частиц и материала покрытия, повышена влажность получаемого сырья, с чем связана возможность самопроизвольного окомкования получаемой смеси.

Наиболее близкой к изобретению является установка для проведения процессов тепло- и массообмена между твердыми частицами и жидкостью, представляющая собой горизонтальную емкость, разделенную вертикальными перегородками, не доходящими до днища, на ячейки, и электроды для возбуждения высоковольтных искровых разрядов в двухфазной системе, установленные по центру каждой ячейки между перегородкой и днищем и выполненные в виде автомобильных свеч зажигания, при этом емкость выполнена корытообразной с возможностью непрерывной транспортировки обрабатываемой среды и последующего разделения на твердую и жидкую составляющие.

К недостаткам этого устройства относятся невозможность смешивания жидких и твердых компонентов с получением только твердых частиц и тем более спекания жидкой фазы с поверхностью твердых частиц, низкая производительность и невозможность применения теплового агента.

Техническим эффектом, достигаемым изобретением, является увеличение производительности, расширение технологических возможностей устройства за счет совмещения процессов смешивания частиц, нанесения на сухие частицы влажного материала покрытия с последующей сушкой и спеканием, повышение качества готовой смеси за счет исключения окомкования и слипания готовой массы.

Эффект достигается тем, что в устройстве для смешивания мелкодисперсных сыпучих и жидкотекучих компонентов, включающем трубы для подвода компонентов, электрические свечи зажигания, трубы расположены соосно и снабжены буферными тарелками, одна из которых подпружинена, в буферных тарелках выполнены каналы подачи горючего газа и установлены электрические свечи зажигания с расположением рабочей части последних в выемках буферных тарелок, выемки снабжены защитными подвижными крышками с укрепленными на них флюгерными пластинами. Кроме того, каналы подачи горючего газа сообщаются с газопитающим трубопроводом через кольцевой коллектор, а подпружиненная тарелка установлена на трубе посредством упругой уплотнительной втулки.

На фиг. 1 показан продольный разрез подпружиненной буферной тарелки с защитными крышками в рабочем положении; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1 фронтальное изображение защитной крышки в нерабочем положении.

Устройство содержит соосно расположенные трубы 1 с буферными тарелками 2, одна из которых подпружинена (пружина 3) и снабжена упругой уплотнительной втулкой 4. Буферные тарелки снабжены электрическими свечами зажигания 5 и имеют каналы подачи горючего газа 6, сообщающиеся с газопитающими трубопроводами 7 через кольцевой коллектор 8. Свечи зажигания заглублены в выемки 9, снабженные защитными крышками 10 с флюгерными пластинами 11.

Устройство работает следующим образом.

Подается напряжение на свечи зажигания 5 с инициацией разрядов при открытых выемках 9 и находящихся в нерабочем положении защитных крышках 10. Осуществляется подача горючего газа из питающего трубопровода 7 в кольцевой коллектор 8 и далее в каналы подачи горючего газа 6, выполненные в буферной тарелке 2. После загорания струй газа подаются через соосные трубы 1 встречные потоки транспортирующего воздуха и сыпучих частиц с одной стороны и частиц жидкотекучих компонентов, например шликера с воздухом, с другой стороны. При столкновении потоков транспортирующий газ, меняя направление, движется в радиальных направлениях, воздействует на флюгерные пластины 11, поворачивая защитные крышки 10 в рабочее положение для защиты контактов свечей зажигания от зашламливания. Одновременно смещается на периферию буферных тарелок зажженный газ с образованием кольцевого факела в зоне внешнего диаметра тарелок. Скоростные параметры выходящего из зоны столкновения потока определяются давлением в системе труб и расстоянием между тарелками, автоматически изменяемом пружиной 3. При столкновении потоков сыпучие частицы сталкиваются на высоких скоростях с частицами жидкотекучих компонентов, например капелек шликера, что приводит к обволакиванию сыпучих частиц тонкой пленкой жидкотекучего компонента и выбрасываются к периферии тарелок, где за счет термического удара в факеле горячего газа высушиваются и спекаются. Малая масса частичек и температура факела 1250-1500^оС позволяют за короткое время осуществить процесс спекания. Температура факела и время термообработки могут изменяться в широких пределах в зависимости от вида горючего газа и его расхода. Термообработанные мелкодисперсные частицы не слипаются, не окомковываются при длительном хранении и транспортировке и могут быть использованы как сырье для полусухого прессования. По завершении процесса прекра- щается подача горючего газа, защитные крышки 10 смещаются в нерабочее положение и устройство переходит в исходное положение.

Конструктивное решение устройства характеризуется следующими преимуществами:
расположение в буферных тарелках каналов подачи горючего газа позволяет помимо смешивания термообрабатывать сухие и влажные частицы в едином устройстве;
установка электрических свечей зажигания на буферных тарелках позволяет дистанционно зажигать факел и запускать процесс;
выполнение каналов подачи горючего газа сообщающимися с питающим трубопроводом через кольцевой коллектор и расположение каналов концентрично коллектору позволяет создавать факел огня по окружности одинаково плотным кольцом, что повышает качество спекания частиц;
выполнение соединения подпружиненной насадки и трубы через упругую уплотнительную втулку обеспечивает работоспособ- ность устройства, так как исключает зашламливание зазора с последующим заклиниванием насадки;
заглубление рабочей части свечей зажигания в выемки с защитой крышками, снабженными флюгерными пластинами, позволяет при начале работы устройства автоматически защитить свечи от зашламливания и избежать частой зачистки свечей.

Использование: изготовление смесей из сухих сыпучих и влажных дисперсных компонентов или жидких, нанесение покрытий на сыпучие материалы в строительстве, в гидрометаллургии, в химической промышленности. Сущность изобретения: установка на буферных тарелках электрических свечей зажигания и выполнение газоподводящих каналов с возможностью создания концентричного тарелкам факела позволяет инициировать тепловой удар на смешиваемые частицы и спекать сухие частицы и влажные капли шликера. Описано конструктивное решение защиты от зашламливания рабочей части свечей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ СЫПУЧИХ И ЖИДКОТЕКУЧИХ КОМПОНЕНТОВ, содержащее трубы для подвода компонентов, электрические свечи зажигания, отличающееся тем, что трубы для подачи компонентов расположены соосно и снабжены буферными тарелками, одна из которых подпружинена, устройство снабжено трубопроводом подачи горючего газа, в буферных тарелках выполнены каналы подачи горючего газа, выемки, а электрические свечи зажигания установлены в выемках. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подпружиненная насадка снабжена упругой уплотнительной втулкой. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы подачи горючего газа сообщены с трубопроводом подачи горючего газа с помощью кольцевого коллектора, при этом каналы в буферных тарелках выполнены концентрично коллектору. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено защитными подвижными крышками с укрепленными на них флюгерными пластинами, установленными над выемками.