УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК B03B5/02 

Изобретение относится к установкам для очистки зернистых материалов, а именно микросфер, используемых в оборудовании, применяемом в медицине в области комбустиологии, преимущественно для лечения ожоговых больных.

В настоящее время в наших клиниках появились аппараты для лечения ожоговых больных типа "Clinitron", использующие особые физические свойства некоторых порошков (микросфер), переходящих под действием слабого возрастающего потока воздуха из твердого состояния в жидкое.

Микросферы шарики из натрий-кальциевого силиконового стекла, диаметр которых варьируется между 50-150 мкм, в лечебном аппарате формируют порошковый слой, создающий определенные условия лечения ожоговых больных.

В процессе лечения необходима стерильность. Однако в порошковый слой попадают инфицированные жидкости, исходящие от больного (пот, кровь и т.д.), которые с микросферами образуют конгломераты, что приводит к регулярной замене микросфер.

В зарубежной практике весь объем отработанных микросфер выбрасывается.

Как показал проведенный поиск научно-технический и патентной информации, за рубежом действительно отсутствует система очистки отработанных микросфер. И в лицензионных договорах на закупку оборудования предусмотрена регулярная поставка указанных микросфер для замены. Однако в наших условиях регулярно уничтожать 700 кг (на 1 установку) дорогостоящего материала расточительно. Но отечественная промышленность также не располагает подобной практикой очистки микросфер от белковых загрязнений. Поэтому и оборудование для очистки микросфер отсутствует. С учетом изложенного аналоги выбраны из другой области.

Известна машина для промывки (очистки) зернистых материалов, содержащая промывочную ванну с ситом, расположенным в ней, с зазором по отношению к днищу, и вибратор [1] В промывочную ванну, получающую направленные колебательные движения от вибратора, подают воду и подлежащий промывке материал. Под воздействием вибраций материал интенсивно перемешивается на сите в водной среде. Отмытый материал вследствие направленности колебаний продвигается с горизонтального сита на наклонное, где ополаскивается с помощью брызгательных устройств, и далее обезвоживается на горизонтальном сите, расположенном над уровнем рабочей жидкости.

Описанная машина за счет вибрации интенсифицирует процесс перемешивания материала и тем самым повышает эффективность очистки. Однако такая конструкция машины предназначена только для промывки твердых материалов (например, полезных ископаемых) и исключает возможность использовать ее в процессе очистки специальных материалов без повреждения их поверхностной структуры. Это обусловлено тем, что грубое перемешивание зернистого материала сопровождается резким соударением зерен друг о друга, а это в свою очередь приводит к повреждению их поверхностной оболочки, что негативно сказывается не только на свойствах материала, но и приводит к его разрушению.

Известна также машина, в которой промывка зернистого материала осуществляется струями воды, принятая нами за прототип (В.В.Троицкий. Промывка и обесшламливание полезных ископаемых. М. Недра, 1988, стр. 179). Эта машина включает промывочную камеру, выполненную в виде трубы, куда через загрузочный бункер поступает зернистый материал. Вода в промывочную камеру машины подается под определенным давлением от насоса через ряд сопел. Направление струй выбрано таким образом, что в промывочной ванне обеспечивается вращающийся поток, увлекающий за собой материал и способствующий его интенсивному перемешиванию.

Процесс промывки зернистого материала происходит проточной водой, т.е. в промывочную камеру постоянно подается рабочая жидкость и со шламами постоянно отводится. Однако такая организация процесса с интенсивным перемешиванием зернистого материала по всему объему промывочной камеры, хотя и обеспечивает качественную очистку зернистого материала, но связана с большим расходом рабочей жидкости и обуславливает громоздкость самой конструкции машины. Это в свою очередь затрудняет работу обслуживающего персонала.

Кроме того, при использовании для промывки специальных растворов, необходимых для очистки различного рода материалов, например, микросфер из натрий-кальциевого силиконового стекла, используемых в медицинском оборудовании для лечения ожоговых больных, и к которым предъявляются самые высокие требования по всем параметрам, применение такой машины становится неэкономично.

Целью изобретения является создание экономичной, компактной, удобообслуживаемой машины для очистки зернистого материала, в частности микросфер.

Указанная цель достигается тем, что машина для очистки зернистых материалов, содержащая промывочную камеру с приспособлениями для подачи и отвода рабочей жидкости и насос (сходные признаки), выполнена каскадно, в ее верхней части размещены емкости накопления рабочих жидкостей, например католита и анолита, которые сообщены с соответствующими полостями реактора и через распределительный патрубок с промывочной камерой, в которой установлено сито, разделяющее ее на верхнюю и нижнюю полости, приспособление для подачи рабочей жидкости представляет собой коллектор, выполненный в виде радиально расположенных патрубков с отверстиями, размещенный в верхней полости промывочной камеры и соединенный с ее нижней полостью посредством насоса, последняя в свою очередь сообщена через сливной патрубок с установленным в нижней части машины баком нейтрализации, а верхняя полость сообщена посредством переливного патрубка с последним и посредством гибкого шланга с сушильным устройством, расположенным под промывочной камерой, выполненным в виде многокассетной сушильной камеры с выдвижными кассетами и поддоном, разделенным наклонным ситом на две емкости сбора зернистого материала и слива рабочей жидкости, при этом первая емкость подключена к вентиляторному блоку через нагревательный агрегат и снабжена патрубком выхода к упаковочной емкости, а вторая к баку нейтрализации. При этом кассеты сушильной камеры выполнены из пакетов сеток, установленных под углом 10^о< α<60^о к горизонтальной поверхности, при этом направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей.

Сопоставительный анализ предложенной машины для очистки зернистых материалов с известной машиной позволяет сделать вывод, что предлагаемая машина отличается тем, что она выполнена каскадно, в ее верхней части размещены емкости накопления рабочих жидкостей, например католита и анолита, которые сообщены с соответствующими полостями реактора и через распределительный патрубок с промывочной камерой, в которой установлено сито, разделяющее ее на верхнюю и нижнюю полости, приспособление для подачи рабочей жидкости представляет собой коллектор, выполненный в виде радиально расположенных патрубков с отверстиями, размещенный в верхней полости промывочной камеры и соединенный с ее нижней полостью посредством насоса, последняя в свою очередь сообщена через сливной патрубок с установленным в нижней части машины баком нейтрализации, а верхняя полость сообщена посредством переливного патрубка с последним и посредством гибкого шланга с сушильным устройством, расположенным под промывочной камерой, выполненным в виде многокассетной сушильной камеры с выдвижными кассетами и поддоном, разделенным наклонным ситом на две емкости сбора зернистого материала и слива рабочей жидкости, при этом первая емкость подключена к вентиляторному блоку через нагревательный агрегат и снабжена патрубком выхода к упаковочной емкости, а вторая к баку нейтрализации.

Кроме того, кассеты сушильной камеры выполнены из пакетов сеток, установленных под углом 10^о< α <60^о к горизонтальной поверхности, при этом направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей.

Расположение агрегатов каскадно один над другим, обеспечивает движение рабочей жидкости и зернистого материала самотеком, исключает целый ряд перегрузочных операций (смена рабочей жидкости, загрузка сушильного устройства, выгрузка очищенных зерен в герметичную емкость).

Размещение приспособления для подачи рабочей жидкости в верхней полости промывочной камеры, выполненного в виде коллектора с радиально расположенными патрубками с отверстиями определенных диаметров и направлений, обеспечивает создание потоков, увлекающих за собой зернистый материал во вращательное движение, способствующее интенсивной очистке, исключающей повреждение поверхностной оболочки зерен.

Установка в промывочной камере сита с зазором относительно ее днища позволяет отделить зону очистки в верхней полости промывочной камеры и одновременно организовать свободный забор рабочей жидкости насосом из нижней полости для подачи через коллектор в верхнюю полость промывочной камеры. Это приводит к значительному сокращению потребления рабочей жидкости, т.к. процесс очистки ведется в одном определенном объеме рабочей жидкости, заполненном перед началом промывки.

Сообщение верхней полости промывочной камеры посредством гибкого шланга с сушильным устройством, выполненным в виде многокассетной сушильной камеры, позволяет без дополнительных перегрузочных операций, связанных с возможным повреждением зерен, под действием вращательных потоков произвести равномерную загрузку всех выдвижных кассет сушильной камеры. Конструкция самой сушильной камеры, заключающаяся в выполнении кассет в виде пакетов сеток, установленных под углом 10^о< α< 60^о к горизонтальной поверхности и размещение их в установке так, что направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей, дает возможность улучшить обдув каждой секции и тем самым интенсифицировать процесс сушки. Кроме того, расположение пакетов сеток под углом 10^о< α< 60^о к горизонтальной поверхности кассеты обеспечивает хорошее задержание прилипание зерен к этой наклонной поверхности в момент наполнения и возможность свободного ссыпания сухих зерен в емкость поддона для сбора зернистого материала.

Так выполнение угла наклона сеток менее 10^о препятствует свободному ссыпанию осушенных зерен в поддон, а размещение их под углом более 60^о затрудняет задержание микросфер в кассетах при загрузке, значительная часть зерен с потоком жидкости смывается в поддон и мокрой оседает в емкости для сбора сухих микросфер. Это в свою очередь негативно сказывается на качестве конечного продукта, исключающего наличие влаги.

Оригинальное выполнение поддона с наклонным ситом дает возможность получить две функционально разные емкости: одна для сбора сухого зернистого материала, другая для слива отработанной жидкости. При этом подключение вентиляторного блока через нагревательный агрегат к верхней емкости поддона способствует дополнительной обработке просушенного зернистого материала теплым потоком воздуха, предотвращает любую возможность наличия влаги в готовом к отгрузке зернистом материале.

Связь всех составных емкостей машины с баком нейтрализации обеспечивает постоянный слив отработанной жидкости в одно место накопитель, откуда собранная жидкость вновь, пройдя через реактор, вступает в работу.

Иначе говоря, цель изобретения причинно связана с признаками предложенного изобретения, каждый из которых необходим, а вместе со сходными признаками сравниваемых решений достаточны для того, чтобы обеспечить достижение поставленной цели.

Проведенный поиск известных в науке и технике решений, могущих содержать отличительные от прототипа признаки, показал, что на дату подачи заявки эти признаки в известных решениях не обнаружены. Таким образом, изобретение является новым. Изобретение также обладает изобретательским уровнем, т.к. из уровня техники оно для специалиста не является явным.

На чертеже изображена предлагаемая машина.

Машина для очистки зернистого материала состоит из корпуса 1, в верхней части которого размещены емкости 2, 3 накопления католита и анолита, сообщенные с соответствующими полостями реактора 4. Кроме того, емкости 2, 3 через распределительный патрубок 5 подключены к промывочной камере 6. В промывочной камере 6 установлено с зазором относительно днища камеры 6 сито 7, образуя тем самым нижнюю и верхнюю полости 8, 9 соответственно. В верхней полости 9 промывочной камеры 6 размещен коллектор 10, выполненный в виде патрубков 11 с отверстиями 12 определенного диаметра и направления, через который посредством насоса 13 подается рабочая жидкость в промывочную камеру 6. Верхняя полость 9 промывочной камеры 6 имеет выходной патрубок 14 с гибким шлангом 15, соединяющим промывочную камеру 6 с сушильной камерой 16, размещенной непосредственно под промывочной камерой 6 и связанной через нагревательный агрегат 17 с вентиляторным блоком 18. Сушильная камера 16 имеет ряд выдвижных кассет 19, выполненных из пакетов 20 сеток 21. Сетки 21 установлены в пакете 20 под углом 10^о<α <60^о к горизонтальной поверхности. Кассеты 19 установлены в сушильной камере 16 так, что направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей.

Сушильная камера 16 имеет поддон 22, где установлено наклонное сито 23, которое разделяет его на две полости 24, 25 соответственно сбора зернистого материала и слива рабочей жидкости. Кроме того, верхняя полость 24 сбора зернистого материала подключена через нагревательный агрегат 17 к вентиляторному блоку 18 и имеет выходной патрубок 26 к упаковочной емкости 27. Нижняя полость 25 слива рабочей жидкости, нижняя и верхняя полости 8, 9 промывочной камеры 6 сообщены с баком 28 нейтрализации, который установлен в нижней части корпуса 1 и связан с реактором 4 через насос 29.

Машина для очистки зернистых материалов работает следующим образом.

Жидкость для промывки зернистого материала через реактор 4, в котором она под воздействием электрохимической активации разделяется на два потока католит и анолит, по трубопроводам поступает соответственно в емкости накопления католита 3 и анолита 2.

Католит из емкости 3 через распределительный патрубок 5 подается в промывочную камеру 6. В эту же камеру загружается зернистый материал. Католит заполняет верхнюю полость 9, проходит через сито 7 (зернистый материал остается на сите 7) и заполняет нижнюю полость 8.

Из нижней полости 8 католит насосом 13 через отверстия 12 патрубков 11 распределительного коллектора 10 подается в верхнюю полость 9. При этом благодаря тангенциальному расположению отверстий 12 в промывочной камере 6 образуется вращающийся поток промывочной жидкости (католита), способствующий интенсивной промывке зернистого материала.

После промывки зернистого материала католит сливается в бак нейтрализации 28, а в промывочную камеру подается анолит из емкости 2. Промывка зернистого материала анолитом аналогична промывке католитом.

Пройдя очистку в промывочной камере 6 зернистый материал вместе с анолитом (в виде пульпы) через выходной патрубок 14 промывочной камеры 6 и гибкий шланг 15 подается в сушильную камеру 16. Пульпа (смесь зернистого материала и анолита) равномерно распределяется на сетках 21 пакетов 20 поочередно выдвигаемых кассет 19. Анолит отделяется на установленных наклонно сетках 21, а зернистый материал задерживается на них. Анолит сливается с кассет 19, проходит через наклонное сито 23 в полость 25 слива рабочей жидкости и далее в бак нейтрализации 28, в котором происходит его смешивание с католитом.

В результате смешивания жидкость нейтрализуется и насосом 29 подается в реактор 4 для повторного использования. Воздух для сушки зернистого материала вентилятором 18 через нагреватель 17 подается в полость 24 сбора зернистого материала непосредственно под нижнюю кассету 19. Воздух проходит последовательно через все кассеты 19 снизу вверх и выбрасывается наружу установки. Высушенный зернистый материал ссыпается с сеток 21 пакетов 20 вниз на наклонное сито 23. После завершения процесса сушки зернистый материал через патрубок 26 ссыпается в упаковочную емкость 27.

Предлагаемая машина проста и рациональна в использовании. Все узлы размещены в ней компактно, а их конструкция позволяет сделать процесс очистки более экономичным. Кроме того, предлагаемая компановка составных узлов машины, дает возможность организовать процесс очистки так, чтобы значительно повысить удобство ее обслуживания.

Использование: изобретение относится к установкам для очистки зернистых материалов, а именно микросфер, используемых в оборудовании, применяемом в медицине в области комбустиологии, преимушественно для лечения ожоговых больных. Сущность изобретения: машина выполнена каскадно, в верхней ее части установлены емкости накопления рабочих жидкостей, которые сообщены с соответствующими полостями реактора и промывочной камерой. Промывочная камера имеет сито, коллектор для подачи в нее рабочей жидкости посредством насоса и гибким шлангом соединена с сушильной камерой с выдвижными кассетами и поддоном, который разделен наклонным ситом на две емкости сбора зернистого материала и слива рабочей жидкости, и подключен к вентиляторному блоку через нагревательный агрегат. Кассеты сушильной камеры выполнены из пакетов сеток, установленных под углом 10^°< α < 60^° к горизонтальной поверхности, при этом направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей. Все узлы машины сообщены с баком нейтрализации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая промывочную камеру с приспособлениями для подачи и отвода рабочей жидкости, насос, емкость для накопления рабочей жидкости, сообщенную с промывочной камерой, и сообщенное с последней сушильное устройство, отличающаяся тем, что установка выполнена каскадно и снабжена реактором, ситом, установленным в промывочной камере и разделяющим ее на верхнюю и нижнюю полости, баком нейтрализации, сообщенным с нижней полостью промывочной камеры сливным патрубком и переливным патрубком с верхней полостью промывочной камеры, вентиляторным блоком, нагревательным агрегатом, упраковочной емкостью и дополнительной емкостью накопления рабочей жидкости, при этом в емкостях накопления размещены соответственно католит и анолит, емкости сообщены с соответствующими полостями реактора, приспособление для подачи рабочей жидкости выполнено в виде коллектора из радиально расположеных патрубков с отверстиями, размещено в верхней полости промывочной камеры и соединено с нижней полостью промывочной камеры посредством насоса, сушильное устройство сообщено с верхней полостью промывочной камеры, установлено под ней и выполнено в виде многокассетной сушильной камеры с выдвижными кассетами и поддоном, разделенным наклонным ситом на емкость сбора зернистого материала и емкость слива рабочей жидкости, при этом емкость сбора зернистого материала подключена к вертикальному блоку через нагревательный агрегат и выполнена с патрубком выхода к упаковочной емкости, а емкость слива рабочей жидкости подключена к баку нейтрализации. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что кассеты сушильной камеры выполнены из пакетов сеток, установленных под углом 10^°<α<60^° к горизонтальной поверхности, при этом направление наклона сеток в каждой последующей кассете противоположно предыдущей.