УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИОННООБМЕННОЙ СМОЛЫ УЛЬТРАЗВУКОМ Советский патент 1996 года по МПК B01J19/10 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для интенсификации процессов обработки дисперсных частиц (суспензия, пульпа), протекающих в жидких средах, в частности для обработки ионообменной смолы в поле ультразвука.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса ионного обмена за счет равномерной обработки смолы ультразвуком.

На фиг. 1 изображена установка для обработки ионообменной смолы ультразвуком; на фиг. 2 разрез А-А; на фиг. 1.

Установка содержит входной патрубок 1, который жестко крепится с овальной камерой 2, внутри которой на дне и крышке камеры расположены магнитно-стрикционный преобразователи 3, указатель скорости 4 движения смолы в камере, монометр 5 для контроля движения в камере и сливного патрубка 6, жестко закрепленного с камерой. Установка для обработки ионообменной смолы ультразвуком работает следующим образом: новая (не бывшая в эксплуатации) смола из ионообменной колонны вместе с водой под давлением 0,5 атм (давление создается, например, сжатым воздухом) подается на входящий патрубок 1, жестко соединенный с боковой стенкой овальной камеры 2. В камере смола с водой слоем в 10 мм движется с постоянной скоростью и равномерно озвучивается ультразвуком интенсивностью 3 Вт/см², создаваемым магнито-стрикционным преобразователем 3 диафрагменного типа, которые расположены параллельно на расстоянии 10 мм и смещены друг относительно друга на 35 мм. Овальная форма камеры и такое расположение излучающих преобразователей ультразвука позволяют обеспечить во всем объеме камеры постоянную величину интенсивности колебаний, равномерную обработку и движение смолы. Равномерное движение смолы в камере обеспечивалось путем регулирования давления подачи смолы с водой на входной патрубок камеры. Контроль за равномерностью движения смолы в камере осуществляли с помощью указателя скорости 4, а давление в камере измерялось манометром 5 (давление в камере не превышало 0,5 атм). Озвученная смола из камеры через выходящий патрубок 6 поступает в ионообменную колонну для проведения процесса получения деионизированной воды. Время обработки смолы в камере в процессе движения составляло 40 с. Частота колебаний при такой обработке смолы была неизменной.

Увеличение толщины слоя обрабатываемой смолы, т.е. увеличение расстояния между излучающими поверхностями более 15 мм, приводят к неполной обработке смолы вследствие затухания вторичных эффектов (кавитации, пульсации пузырьков), т.е. к уменьшению интенсивности колебания. Уменьшение толщины слоя потока смолы менее 10 мм приводит к уменьшению производительности обработки смолы. Постоянная интенсивность во всем объеме камеры обеспечивалась путем смещения излучающих поверхностей друг относительно друга на расстояние 0,75λ, где l длина волны, зависящей от частоты колебания и от марки материала волноводно-излучающей системы.

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано и химической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности, позволяет повысить эффективность процесса ионообмена за счет равномерности ультразвуковой обработки смолы. Установка представляет собой камеру овальной в горизонтальной плоскости формы, излучающие поверхности преобразователей ультразвука расположены параллельно друг другу на расстоянии, равном отношению суммарной площади излучающих поверхностей преобразователя к площади основания камеры, перекрываемого излучающей поверхностью, 1 - 1,5, и смещены друг относительно друга на 3/4λ длины волны. 2 ил.

Установка для обработки ионообменной смолы ультразвуком, содержащая камеру с крышкой, преобразователи ультразвука, входной и выходной патрубки, манометр и указатель скорости движения смолы в камере, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса ионообмена за счет равномерности ультразвуковой обработки смолы, камера выполнена овальной формы в горизонтальной плоскости, а излучающие поверхности преобразователей расположены на противоположных плоскостях камеры параллельно друг другу на расстоянии, определяемом по формуле

где d расстояние между излучающими поверхностями;
λ длина волны ультразвука в обрабатываемой среде;
∑ S_изл суммарная площадь излучающих поверхностей преобразователей;
S_кам площадь основания камеры;
К коэффициент равный 1/4 1/6, при этом излучающие поверхности смещены относительно друг друга на 3/4 длины волны.