Устройство для химической очистки алмазов Советский патент 1990 года по МПК B01J3/00 

Изобретение относится к оборудованию для химической очистки природных алмазов и алмазных порошков от поверхностных загрязнений, а также может быть использовано для вскрытия труднорастворимых проб.

Известно устройство для обработки зернистого материала жидкостью, включающее вертикальный корпус с крышкой, герметичную емкость со .съемной крышкой для обрабатываемого материала, подвижный контейнер, размещенный внутри камеры, патрубки для ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости КЗ корпуса.

Данное устройство не дает возможности осуществлять высококачественную очистку алмазного сырья, так как процесс не удается провхздить при повьш1енном давлении из-за на;тичия патрубков для ввода и вьтода жидкости, а конструктивные недостатки подвижного контейнера не способствуют интенсификации процесса обработки,. Кроме того, регулировка температурного режима в устройстве затруднена из-за наличия крьвпки корпуса и подвижног.о контейнера Наиболее близким по технической сущности является устройство (аналитический автоклав) для проведения ан итических работ с применением arpeccHBlttix сред и повышенных давлений, содержадее цилиндрический корпус с полой крышкой, в котором 5гстановдены фтрропласТовйя камера для реактивов с крьппкой, вкладыш, размещённый на крьш1ке камеры, нажимной вйнт уст ановленньШ в осевом отверстии крьшки на вкла дьше, и блок тарельчатых пружин для их подяонма в крьш1ке корпуса. Наличие герметичной реакционной камеры, выполненной из фторопласта, и крьшжи позвйлйёт использовать его для химической очистки природных . .алмазов с применением агрессивных сред и ло ышенйь1х давлений. Кроме, тогоi фторопластовые реакционный стакан.и .крышка исключает загрязнени : алмазов материалов реакцйойной. емкости, что даёт возможность проводит высококачественную очистку алмазного .сырья.; ;.;.:..,. , : ;.. Недостатком устройства является малый объем (30 мл) реакщюнного стакана, что не позволяет повысить производительность устройства хими. ческой очистки в промышленных масштаба х. Увеличение объема реакционной камеры до 5 л в из-вестн устройстве невозможно изтза необходимости качест1веннОго изменения конструкций автоклава, вызванного ме ханическими свойствами фторопластаДля обеспечения полной герметизации при да алении около 50 атм суммарное усилие, возникающее в месте соприко новения реакционного стакана диаметр 90 мм- и крышки, которое должен компенсировать блок тарельчатых пружин составит 36000 Н, что значительно п вьш1а:ет допустимое значение удельног давления для фторопласта-4. Целью изобретения является повышение производительности, надежност и безопасности работы. Поставленная цель достигается .тем, что предложенное устройство дл химической очистки алмазов, включаю гщее цилиндрический корпус с полой крышкой, в котором установлены фторопластовая камера для реактивов с крьшпсой, вкладьш, размещенный на крьш1ке камеры, нажимной винт, установленный в осевом отверстии крышки корпуса на вкладьшге, блок тарельчатых пружин со средством для их поджима в ; крышке корпуса, дополнительно содержнт перфорированный фторопластовый :такан для алмазного сырья, закрепленный эксцентрично на крьш1ке камеры для реактивов, и кольЦевую обойму, размещенную между (5оковой поверхностью крьшки. корпуса и блока тарельчатых пружин и охватьгоающую вкладьш в верхней части. Причем крышка камеры для реактивов и вкладьш выполнены в верхней части поЛыми, а нижние торцы нажимного винта и вкладыша расположены соответственно.в полостях вкладьш1а и крьшгкй камеры для реактивов . Кро.ме того, корпус ска,бжен приводом вращения вокруг вертикальной оси. На Фйг.1 изображено предлагаемое . устройство, продольный разрез; на фиг.2 - то же, с приводом вращения. Устройство для химической очистки Состоит из Цйлйвдр1- ческого корпуса Г, внутри которого размещена реакционная фторопластовая камера 2, опиракицаяся на вставку 3, где установлен , перфорированз1ый фторогшастовьй стакан 4, закре1гпенный эксцентрично на крышке 5 каМеры 2, выполненной полой в верхней части реакционной камеры 2, крьшхки 6 корпуса, снабженной кольцевой обоймой 7, блоком тарельчатых пружин 8, вкладьшгем 9, выполненным полым в верхней части, нажимным винтом 10, средством П для поджима блока пружин 8 и натяжной контргайкой 12. Устройство дополнительно снабжено приводов 13 вращения вокруг вертикальной оси (фиг.2),, Цилиндрический корпус 1 и крьшка 6 выполнены нз нержавеющей стали и соединяются между собой трапецеидальной резьбой. Наружный диаметр корпуса 1 140 -, а высота устройства 300 мм. Средство 11 для поджима, пружин, натяжная контргайка 12, нажимной винт 10, зкладьш 9, блок тарельчатых пружин 8 и кольцевая обойма 7 изготовлены из выс.сколегирующей стали. 51 отличающейся повьшенной коррозионной стойкостью.J Реакционная камера 2, крьшка 5 и перфорированный стакан 4 изготовлены из фторопласта-4. Крьппка камеры крепится к стакану 4 резьбовым соединением. Внутренний диаметр реакционной камеры 100 мм, высота 140 мм. Наружный диаметр перфорированного стакана 70 мм, высота 100 мм. Диаметр от . верстия в стакане 4 0,2 мм, шаг между центрами отверстий мм. Устройство работает следующим образом. В перфорированный стакай 4 объеш 0,2 л загружают 500 кар. природиьпс алмазов ситового класса 0,5 мм, прюшедптх механическую обработку дробле нием и содержащих до 12,2 мае.% примесей. Перфорированный стакан 4 ни винчйвают на крышку 5 и помещают в реакционную камеру 2 объемом 0,5 Jii предварительно заполненную 250 мл CMiecH азотной, фтористо-водородной и соляной кислот в соотношении 3:1:1 Реакционную камеру 2 помещают в . цилиндрический корпус 1, снабженийй вставкой 3« Блок тарельчатых пружин 8, уста-, новлённый в крьшке 6, сжимают средст вом 1 1 для поджима пружин (шпильки с гайками). Нажимной винт 10 переводят в 1{райнее верхнее подожение, . Вкладыш 9 устанавливают в полосТ1Н крышки 5. , : Крьшпсу 6 со .сжатым блоком тарепьчатыхПружин 8 навинчивают на 1 до соприкосновения торцевых ностей обоймы 7 и крьш1ки 5. . -; : Осущест,вляют герметизацию реаАцИо ной камеры 2, отпуская средство для поджатия. пружин (отвинчивая гайки) Перемещают нажимной винт 10 до сопри косновения его торцевой поверхностью с поверхностью полости вкладьш1а 9 и фиксируют его положение контргайкой 12. Устройство в сборе помещают в эле тронагреватель с терморегулятором 14 (супшльный шкаф) , снабженный механи 7 мом для вращения устройства вокруг горизонтальной оси (фиг.2). Устройство нагревают при 220°С в течение 1,5-3 ч, непрерывно вращая со скоростью JO15 об/мин. Затем отключают электропитание, охлаждают устройство,-извлекают его из электронагревателя. Отвинчивают контргайку 2, переводят нажимной винт 10 в крайнее верх:нее положение, поджимают блок тарельчатьк пружин 8, отвинчивают крьш1ку б, снимают вкпадьпп 9. При помощи вставки 3 выводят реакционную камеру 2 из цилшщрического корпуса 1. Снимают крыщку 5 вместе с перфрррированным стаканом 4. Алмазы, не выгружая, отмывают, погружая перфорированный стакан 4 последовательно в две емкости с дистйялированной водой. Перфорированный стакан 4 с алмазами отвинчивают с крьшгки 5 и сушат при в течение 15-20 Мин. Алмазы выгружают из стакана 4 и проводят контроль качества ал- мазного сырья на содержание примесей по ГОСТ 9206-80, который заюятаается в следующем. Отбирают две навески массой по 0,2000 г, каждую навеску взвешивают в фарфоровом тигле, предварительно прокаленном до постоянной массы. ПомещаюТ -тигли с алмазами в муфельную печь и прокаливают до постоянной массы при температуре 900i +10°С в течение 6-8 ч, затем тигли охлаждают в эксйкаторе до температуры окружающей среды и определяют массу с погрешностью iO,0002 г. Содержание примесей не должно пре зьш1ать 1,5 мас.%-В очищенном алмазном сырье.. Результаты сравнительных испытаний химической очистки алмазного сырья в щ едлагаемом устройстве и в известном .представлены в таблице. Как видно из таблицы, производительвость труда увеличилась в 10 раз, при этс(м также улучшилось качество, химической очистки. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в 1-, 5 раза повысить производительность очистки алмазов, при этом Сохранить высокую надежность и безопасность работы при объеме реакционной камеры оолее 200 мл.

Яредложеяяый

Алмазы после дробления ПРОТОТИП Алмазы после дробления 1 дложеяяый Алмазы после дроблевин . Алмазы после Прототип дробления . Предлояетвлй Алмазы после дробления IfpOTonii Алмазы после дробления

Время

ТемпераСодержа1тетурный прииесей отметки, после химичрежим чесхоб очистки,

с oitKCTxa, нас.Х

1.5

220

0,15 225 2,0 0,35 2,0 0,10 225 225 0,35 2,5 1.S 0,18 225 0,&0 2,0 225

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ АЛМАЗОВ, включающее цилиндрический корпус с полой крышкой, в котором установлены фторопластовая камера для реактивов с крышкой, вкладыш, размещенный на крьш1ке камеры, нажимной винт, установленный в осевом отверстии крьш1ки корпуса на вкладыше и блок тарельчатых пружин со средством для их поджима, закрепленным в крышке корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, надежности и безопасности работы устройства, оно дополнительно содержит перфорированный фторопластовый стакан для алмазного сырья, закрепленный эксцентрично на крышке камеры для реактивов, и кольцевую обойму, размещенную между боковой поверхностью крышки корпуса и блока тарельчатых пружин и охватывающую вкладыш в верхней части. 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что крышка ка« меры для реактивов и вкпадыщ выполнеСЛ ны в верхией части полыми, а нижние торцы нажимного винта и вкладыша расположены соответственно в полостях вкладыша и крьшгки камеры для реактивов. 3.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что корпус снаб жен приводом вращения вокруг вертиGO OP СП кальной оси.

14 Устройство 8 eSope