Устройство для диспергирования и растворения порошкообразных материалов в жидкости Советский патент 1983 года по МПК B01F1/00 B01F5/00 

Изобретения относится к перёмешиванию и может найти применение в целлюлозно-бумажной промьпнленности для приготовления суспензий каолина, вделоко-сульфатных смесей и т.д.

По основному авт.св. № 799798 известно устройство для диспергирования и растворения порошкообразных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос, связанный всасывающим патрубком с емкостью, в верхней части которой установлены распределитель порошкообразных материалов и сопло, соединенное с натнетательным патрубком насоса. Сопло выполнено и виде полого конусообразного желоба с углом конусности 5-150 1 . . .

При смешении с жидкостью порошкообразных материалов, имеющих в массе комки, с целью разрушения этих комков требуется либо увеличить крат ность циркуляции содержимого емкости насосы, либо использовать насос большей мощности для увеличения скорости струи жидкости и тем самым увеличения напряжений при ударе. В -том и другом случае увеличивается,энергоемкость процесса смешения.

Целью изобретения является снижение энергоемкости смешения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диспергировани и растворения порошкообразных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос и емкость,.в верхней части которой установлены распределитель порошкообразных материалов и сопло, выполненное в виде полого конусообразного желоба с углом конусности 5-15°, снабжено горизонтально расположенным стаканом, размещенным :напротив сопла и выполненным со сфе-г рическим вогнутым дном.

На чертеже изображено устройство, разрез.i :..

Устройство содержит распрёдели-тель 1 порошкообразных материалов, емкость 2, сопло 3, выполненное в виде полого конусообразного желоба 4 ось 5 которого перпендикулярна оси расп ределителя 1. Сопло 3 соединено с нагнетательным патрубком 6 циркуляционного насоса 7. На трубопровода соединяющих циркуляционный насос 7 с емкостью 2 и соплом 3, установлены задвижки 8. По оси 5 сопла 3 на стенке емкости 2 напротив сопла 3 установлен цилиндрический стакан 9 со сферическим вогнутым дном 10. . Устройство работает следующим образом.

В емкость 2 подают жидкость в количестве, неорходимом для получения смеси заданной концентрации, но уровень жидкости в конце смешения с учетом количества смешиваемого материала не должен достигать сопла 3 и стакана 9. Жидкость из емкости 7 подается в канал сопла 3, на выходе из которого образуется струя полукольцевого сечения. Скорость струи регулируется задвижкой 8. За счет конусности и полукольцевой формы сопла 3 струя на некотором расстоянии от сопла сжимается, образуя струю круглого сечения.

Скорость струи такова, что ее кинематическу1я энергия больше потенциальной энергии ссыпающегося на по sepxHocTb струи материала,поэтому при совместном движении жидкости и материала происходит лишь перемещение материала с поверхности струи в ее нижние слои без .полного проникновения материала через струю.

В зоне сжатия струи бозникает сильно, развитая турбулентность, -за счет которой происходит дальнейшее перераспреде1ление частиц материала в жидкости и.полностью смачивается тот материал, который еще не успел проникнуть в жидкость.

В момент встречи струи со сферическим вогнутым дном 10 стакана 9 возникает мощный гидравлический удар, разрушающий комки материала и смешивающий его с жидкостью. Некоторая замкнутость объема в зоне встречи струи с преградой (в данном случае со сферическим дномЮ стакана 9) вызывает интенсивное встречно движение подающего и отражающего потоков, сопровождаемое высокими градиентами скоростей турбулентного движения и напряжениями в жидкости. Это максимально усиливает эффект ударного смешения жидкости и материала, что не требует в дальнейшем многократной циркуляции содержимого емкости 2.

Преимущества предлагаемого устройства обусловлены за счет более псУлного использования энергии струи путем обеспечения интенсивного встреного движения подающего и отраженного потоков в стакане (см. .таб.ли-цу).

В таблице приведены результаты испытаний известного и предлагаемого устройства и опытных масштабах.

Как видно из таблицы, предлагаемое устройство пр сравнению с известным менее энергоемко и не требует многократной циркуляции.

Известное

косой удар 8 плоскую

стенку под углом 45

прямой удар в плоскую

стенку

прямой удар в стенку со сферическим углублением

Предлагаемое

4-5 3

1-2 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКОСТИ по авт.св. № 799798, отличают е е с я Tew, что, с целью снижения энергоемкости, оно дополнительно снабжено горизонтально расположенным стаканом, размещенным напротив сопла и выполнеНнцм со сферическим вогнутым дном. 0 С 4: СО о со 4