Способ смешивания материалов Советский патент 1985 года по МПК B01F3/18 

11 Изобретение относится к технологическим процессам смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в порошковой металлургии, в производстве металлокерамических изделий, в сельском хозяйстве. Известен способ смешивания матери алов в воздушной среде, включаюиий подачу исходных компонентов в межэлектродное пространство, в котором вплотную к электродам введено приспособление, выполненное из диэлектрического материала, путем приложения на электроды знакопеременного н пряжения, обеспечивающего частичные разряды между внутренними поверхностями ука: анного приспособления, В электрическом поле частичнь х разрядов смешивание компонентов происходит под действием кулоновских сил и ударных волн l. Данный способ не обеспечивает высокого качества смешивания диэлектрических сыпучих материалов. Кроме того, способ не эффективен при смешивании зернистых материалов так как для зернистых материалов величина кулоновских сил и силовые воз действия ударных волн оказываются недостаточными для обеспечения эффективного смешивания компонентов. Известен способ смешивания материалов, заключающийся в зарядке частиц смешиваемых компонентов разно-,. именными зарядами и взаимодействии частиц компонентов в электрическом поле 2. Данный способ не позволяет заряжать и смешивать частицы компоненто в электрическом поле с достаточно вы сокой напряженностью. Причем максимальное значение напряженности ограничено пробивной прочностью межэлектродного промежутка, среднее значег кие которой из-за наличия воздушной среды не может превьшать 20-30 кВ/см Поэтому смешивание указанным способом недостаточно эффективно. Кроме того, способ можно использовать дпя смешивания порошкообразных и мелкозернистых материалов, т.е. частиц с относительно небольшими размерами, так как с увеличением размера частицы отношение максимально возможной электрической силы воздействия на частицу к массе частицы уменьшается. Цель изобретения - повьшгение эффективности процесса смешивания и расширение области применения. 62 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу смешивания материалов, заключающемуся в зарядке частиц смешиваемых компонентов разноименными зарядами и взаимодействии частиц компонентов в электрическом поле, зарядку частиц смешиваемых компонентов и их взаимодействие осуществляют в рабочей среде, имеющей высокую электрическую прочность, при напряженности электрического поля больше 30 кВ/см. При этом в качестве рабочей среды используют элегаз или газ высокого давления. Осуществление зарядки и ввода смешиваемых компонентов в среде, имеющей высокую электрическую прочность {в среде с электрической прочностью больше 30 кВ/см), позволяет на один, два порядка увеличить силы взаимного притяжения частиц разноименно заряженных компонентов, а также силы электрического поля, способствующие вводу компонентов друг в друга, что существенно повысит эффективность ; смешивания и расширит область применения . На чертеже схематически ггедставлено устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство состоит из источников 1 и 2 высокого напряжения с сопротивлениями R , R и RJ, клапанов 3 и 4, камеры 5, заполненной элегазом, в ко-торой установлены питатель б и питатель 7 с сыпучими материалами, электроды 8 и 9 для возбуждения коронного разряда, электроды 10 и 11 для контактной зарядки сыпучего материала из питателя 7, электроды 12 и 13 для взаимодействия частиц компонентов приемник 14 материала. Смешиваемыми компонентами являются сыпучие материалы. К электродам 8 и 9 2 и 13, 10 и 11 путем включения источников 1 и 2 прикладывается высокое напряжение. Способ осуществляют следующим образом. Камеру 5 заполняют элегазом. Затем из питателей & и 7 подают сыпучие материалы. Частицы одного сыпучего материала поступают в межэлекг тродный промежуток коронного разряда, образвванный электродами 8 и 9. В межэлектродном промежутке коронного разряда частицы сыпучего мате3риала заряжаются зарядами положитель ного знака и затем поступают в межэлектродный промежуток, образованный электродами 12 и 13. Частицы другого сыпучего материала из питателя 7 по электроду 11 по дают в межэлектродный промежуток, об разованный электродами 12 и 13. В межэлектродном промежутке, образован ном электродами 0 и 11, частицы сыпучего материала в результате контакта с электродом 11 заряжаются зарядами отрицательного знака. В межэлектродном промежутке, образованном электродами 12 и 13, под действием электрических сил частицы сыпучих материалов проникают друг в друга и разноименно заряженные частицы притягиваются друг к другу. Готовая смесь поступает в приемник 14 Зарядка и взаимодействие компонентов в камере 5, заполненной элега зом, позволяет заряжать и вводить компоненты друг в друга в электрическом поле со средней напряженность 50-75 кВ/см, так как электрическая прочность элегаза в 2,5 раза больше электрической прочности воздуха. При напряженностях поля равных 5075 кВ/см будет иметь место более эффективное смешивание компонентов по сравнению со смешиванием известными способами, в которых смешивание осуществляют электрическими силами, так как известные способы не позволя ют смешивать компоненты при средних напряженностях электрического поля больше 20-30 кВ/см. Зарядку и ввод компонентов друг друга предлагаемым способом можно осуществить при средних напряженнос тях электрического поля, значительно превышающих 50-75 кВ/см, если камеру перед смешиванием заполнить газом под давлением, так как электрическая прочность газов с увеличением давления возрастает. Например, электрическая прочность воздуха при давлении 15 ат равна 380 кВ/см, а лри давлении 3 ат электрическая про ность элегаза равна 280 кВ/см. Пример. Предлагаемым способом электросмешивают семена табака с кварцевым песком в пропорции 1:6. Перед электросмешиванием бункеры питателей 6 и 7 заполняют смешиваемыми компонентами (бункер питателя 164 6 заполняют семенами табака, а бункер питателя 7 - кварцевьт песком). Камеру 5 герметично закрывают и через клапан 4 откачивают воздух (клапан 3 закрыт), создавая вакуум. Затем закрывают клапан 4 и через клапан 3 камеру заполняют элегазом под давлением 1-1,5 ат. От источника 1 высокого напряжения к электродам 8 и 9 прикладывают напряжение 280 кВ, а от источника 2 высокого напряжения к электродам 10 и 11 прикладывают напряжение 240 кВ, в результате чего между электродами 8 и 9 и электродами 10 и II создаются сяпь ные электрич-еские поля со средними напряженностями соответственно 40 и 60 кВ/см. Затем кварцевый песок дисперсностью 50-300 мкм посредством питателя 7 подают слоем толщиной 1,5-4 мм по электро цу 11, а семена табака посредством питателя 6 подают в межэлектродньй промежуток коронного разряда, образованный электродами 8 и 9. В межэлектродном промежутке коронного разряда семена табака заряжаются зарядами положительного знака и затем поступают в межэлектродный промежуток, образованньй электродами 12 и 13. В межэлектродном промежутке, образованном электродами 10 и 1, частицы кварцевого песка в результате контакта с злектродом 1 заряжаются зарядами отрицательного знака и поступают в межэлектродный промежуток, образованный электродами 12 и 13, в котором семена табака и кварцевьй песок под действием электрических сил проникают друг в друга и притягиваются друг к другу. Готовая смесь семян табака к кварцевого песка поступает в приемник 14. После вьздачи всего материала, содержащегося в одном из питаТелей, прекращают подачу материала из другого питателя, отключают источники 1 и 2 высокого напряжения, закрывают клапан 4, убирают крышку, затем забирают готовую смесь из камеры 5 и повторяют указанный выше процесс. Таким образом, зарядка и ввод смешиваемых компонентов друг в друга в среде, имеющей высокую электрическую прочность (в среде с электрической прочностью больше 30 кВ/см) позволяет за счет увеличения напряженности электрического поля повысить эффективность смешивания так

5 115В2166

как сила притяжения между разноимен-притяже Шя между частицами смешиваено заряженными частицами компонентовмых компонентов на один, два поряди сила, осуществляюшая ввод компонен-,ка и сил, осуществляющих ввод компотов друг в друга, пропорциональнынентов друг в друга, значительно расквадрату средней напряженности соз-5 ширяет область применения, так как даваемых в камере 5 электрических по-значения этих сил уже позволяют смелей. Причем применение предлагаемогошивать сыпучие материалы с масспособа позволяет увеличитв силысой частиц на один, два порядпритяжения между частицами смешивае-ка больше предельного допустнмо- мых компонентов, и силы, осуществля- го значения массы частиц при ющие ввод компонентов друг в друга,электросмешивании известныт-т спона один, два порядка. Увеличение силсобами.

1. СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ 1АТЕРИАЛОВ, заключающийся в зарядке частиц смешиваемых компонентов разноименными зарядами и взаимодействии частиц компонентов в электрическом поле, о тлич ающий с я тем, что. с целью повышения эффективности процесса смешивания и расширения области применения, зарядку частиц смешиваемых компонентов и их взаимодействие осуществляют в рабочей среде, имеющей высокую электрическую прочность, при напряженности электрического поля более 30 кЕ/см. 2.Способ по п.1, о т ли ч ающий с я . тем, что В качестве рабочей .среды используют элегаз. 3.Способ по п.I, отличающий с я тем, что В качестве рабочей среды используют газ высокого давления. (Л