Устройство для диспергирования глины Советский патент 1983 года по МПК B01F13/10 

Изобретение относится к конструкциям устройств для смешения и диспергирования материалов и может быть использовано в керамическор промыш ленности для обогащения полезных ископаемых, в производстве глинопорошков, применяемых в- качестве наполнителей в бумажной и резиновой прс мышленности, для приготовления глинистых растворов, используемых при бурении, а также для выщелачивания и экстракции в химической промышленности.

Известно устройство для диспергирования, глины, содержащее полую колонну с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, установленный по оси стержень, на котором закреплены перфорированные тарелки и возбудитель колебаний ClUНаиболее близким к изобретению поконструкции и достигаемому эффекту является устройство для диспергирования глины, содержащее вертиkaльный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий фильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов 2 |.

Общим недостатком известных устройств является то, что они не позволяют создать высокую интенсивность воздействия колебаний на глину по причине значительной инерционности стержня с закрепленными на нем перфорированными тарелками, которые

10 приводят в движение весь объем жидкости, не вызывая в ней действия таких мощных факторов диспергирования глины, как знaкoпepe 1eннoe давление, кавитацию, турбулентные потоки. Низ15кая- интенсивность воздействия приво- дит к забиванию отверстий перфорированных тарелок глиной и к прекращению процесса диспергирования.

Целью изобретения является интен20сификация процесса за счет дополни- тельного ввода газообразного реагента в перерабатываегуый материал и улучшение фильтрования суспензии, а также повышение производительности.

25

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстге для диспергирования глины, содержащем вертикальный цилиндрический корпус шток, установленный по оси корпуса

30 с возможностью .возвратко-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий, фильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов, шток выполнен полым с отверстиями, расположенными под тарелками, фильтрующая перегородка выполнена цилиндрической размещена соосно под корпусом и снаб жена установленным снаружи ее цилиндром,

Дополнительно устройство снабжено электроискровыми разрядниками, закрепленными на внутренней поверхности корпуса между д-арелками, генератором электрических импульсов, электрически подсоединенным к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси, соединенным с полым штоком, а также оно снабжено устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевого желоба с наклонным в сторону выгрузки основанием и установленным под фильтрующей перегородкой. .

На фиг. 1 изображен продольный устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для диспергирования глины содержит вертикальный цилиндри ческий корпус 1, шток 2, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, перфорированные тарелки 3, закрепленные на штоке 2 и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий 4, цилиндрическую фильтрующую перегородку 5 и вибропривод 6. Шток 2 выполнен полым, на его участках под тарелками выполнены отверстия, а фильтрующая перегородка 5 размещена соосно под корпусом и снаб жена коаксиально установленным снаружи нее цилиндром 7. ,

Дополнительно устройство снабжено электроискровыми разрядниками .8, закрепленными на внутренней поверхност корпуса между тарелками 3, генератором 9 электрических импульсов, электрически подсоединенным к разряд никам 8, и источником 10 горячей газообразной смеси, соединенным с полым штоком 2, а также устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевого желоба 11 с наклонным в сторону выгрузки основанием 12 установленным соосно под фильтрующей перегородкой 5, а вибропривод б выполнен с поршнем 13, размещенным по оси корпуса под фильтрующей,перегородкой 5 в отверстии 14, выполненном в верхней части кольцевого желоба 11

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 заполняется водой и включается вибропривод б,. приводящий в

колебательное движение поршень 13 посредством штока 15. От источника 16 горючего газа и источника 17 воздуха или кислорода через смеситель 18 горючая газовая смесь по системе 19 подачи газообразной смеси поступает во внутреннюю полость штока 2, откуда через отверстия поступает в жидкость .

Под действием мощных вертикальных колебаний в жидкости возникают равновесные уровни газовых пузырьков. Из подаваемой в жидкость горючей газовой смеси образуются равновесные слои газовых пузырьков, приходящиеся на зоны, в которых расположены перфорированные тарелки 3 и электроискровые разрядники 8.

От генератора 9 импульсов высокого напряжения осуществляется периодическое и непрерывное зажигание горючей смеси в равновесных слоях посредством электроискровых разрядников 8. Изменением соотношения горючего газа и воздуха Ч или кислорода) в горючей газовой смеси добиваются ее взрывообразного или непрерывного горения в равновесных слоях. Глина совместно с водой подается внутрь корпуса 1 через загрузочное приспособление 20. Под действием знакопеременного давления, возникающего в жидкости при возбуждении колебаний, происходит разрушение структурных связей между агрегатами глинистых частиц, а под действием гидростатического давления столба воды происходит интенсивное набухание не защищенных силами структурных связей глинистых частиц, т.е. происходит разупрочнение глины. Возникающая под действием знакопеременного давле ния кавитация в поровом растворе глины и во вмещающейжидкости приводит к ее разрушению. Определенную роль играет размывание внешних слоев глины турбулентными потоками жидкости.

Особо размывающее действие усиливается при образовании равновесных слоев газовых пузырькбв за счет многочисленных их столкновений с глиной. Образование равновесных слоев делает объем жидкости неоднородным и по его высоте существуют скачки давления, которые приводят к дроблению глины. Электроискровое зажигание горочей газовой смеси и ее горение резко интенсифицирует набухание, дро ление и диспергирование глины. Дроб- ление и диспергирование глины происходит на перфорированных тарелках 3/ причем на каждой из тарелок происхо-г дит дробление глины до размеров меньших или равныхразмерам отверстий 4. Куски глины с меньигами размерами падают на нижележащие тарелки 3. Проходя последовательно ряд тарелок с размерами.отверстий 4, уменьшающимис сверху вниз, глина дробится до требу мой крупности. По мере уменьшения размеров кусков глины возрастает ско рость диспергирования и на уровне нижней тарелки 3 глина диспергирует полностью, в результате чего образуется глинистая суспензия, которая от водится из корпуса через фильтрующую перегородку 5, патрубок 21 и направляется на обезвоживание или сушку. В зоне расположения фильтрующей перегородки 5 действуют мощные колебания жидкости,смывающие частицы размером больше размеров ее ячеек, что наряду с действием знакопеременного давления, обусловливающего нормальные к поверхности перегородки 5 колебания жйдкости, приводит к непрерывной ее регенерации и эффективному отводу глинистой суспензии. Песчаные частицы, размером меньше размеров отверстий нижней тарелки 3, через кольцевое отверстие 14 между кромкой попадают во внутреннюю часть разгрузочного желоба 11, чему способ ствует выпуклая поверхность поршня 1 и, передвигаясь под действием колебаний жидкости и упругой мембраны 22 по нижнему основанию 12 желоба 11, имеющего наклон в сторону разгрузки материала, скапливаются в его нижней части, откуда периодически выпускают ся через отводящий патрубок 23. Каменистые и органические включения, остающиеся на перфорированных тарелках 3, периодически удаляются при поднятии штока 2 с закрепленными ,на нем тарелками. Испытания предложенного устройств показали, что оно обеспечивает эффективное диспергирование глины и высокую степень дисперсности глинистых частиц. Формула изобретения j 1. Устройство для диспергирования глины, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстий, фильтрующую перегородку вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет дополнительного ввода газообразного реагента в перерабатываемый материал и улучшения фильтрования суспензии, шток выполнен полым с отверстиями, расположенными под тарелкг1ми, фильтрующая перегородка выполнена цилиндрической, размещена соосно под корпусом и снабжена установленньм снаружи ее цилиндром. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, оно снабжено электроискровыми разрядниками, закрепленными на внутренней поверхности корпуса между тарелками, генератором электрических импульсов, электрически подсоединенньал к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси, соединенным с польм штоком. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что DHO снабжено устройством выгрузки Материалов, выполненным в виде кольцевого желоба с наклонным в сторону выгруэ ки основанием и установленным под фильтрующей перегородкой, а вибропривод снабжен поршнем, размещенным соосно под фильтрующей перегородкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Карпачева С.М. и др. Пульсиру ощие экстракторы, Атомиздат, м., 1964, с. 91-93. 2.Патент Японии 7634, кл. 13 С 31, опублик. 1963.

f6

0l/lJ