Установка для диспергирования суспензий Советский патент 1989 года по МПК B02C19/18 B28C5/46 

СП

О

Ч

4

4

Од

Изобретение относится к измельчению материалов, а именно к установкам для диспергирования суспензий, и может быть использовано, например, в промышшнности строительных материалов для активации цементной суспензии.

Цель изобретения - повышение степени диспергирования, производитель- нести и надежности работы, а также снижение энергозатрат.

На фиг. 1 изображена установка для диспергирования суспензий, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - узел I на фиг. 1; на фиг, 4 - полукруглая мембрана, вид сверху; на фиг. .5 - полукруглая мембрана, вид сбоку; на фиг. 6 - вариант вьшолнения устапов- ки из одной секции; на фиг. 7 - вариант вьшолнения установки из двух секций, установленных друг под другом.

Установка для диспергирования суспензий содержит герметизированную вертикальную емкость 1 с днищем 2, имеющим выходной патрубок 3 с пробковым краном 4, и с крьшкой 5, имеющей загрузочный патрубок 6 с пробковым краном 7, установленную на амортизаторах 8, внутри которой на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом 10 по центру закреплен ультразвуковой вибратор 11 с ко- нусным стержнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14, переходящей в шаровую полость 15 с выходной цилиндрической полостью 16 съемной (взаимозаменяемой) втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем.

Полукруглая мембрана 9 имеет ребро 18, обеспечивающее ей необходимую жесткость для удерживания ультразвукового вибратора 11 с конусным стержнем 12 и шаровым наконечником 13.

К хомуту 19 ультразвукового вибратора 11 жестко (например, путем сварки снизу) закреплен упор 20, пред- ставляющий собой форму заклепки, распиленной по диаметру на две части, основа 21 которого соответствует размерам полукруглого вьфеза 10 и выступает из хомута 19 на толщину попу-, . круглой мембраны 9. Дополнительная фиксация к хомуту 19 полукруглой мембраны 9 обеспечивается болтами 22

иcкJJЮ e, разъединения полукруглой мембраны 9 и упора 20,

Установка до1я диспергирования суспензий работает следуюи м образом.

При выпеченных ультразвуковых вибраторах 11 и закрытом пробковом кране 4 по загрузочному патрубку 6 с открытым пробковым краном 7 под избыточным давлением подают суспензию, например водоцементную. Перемещаясь по полукруглым мембранам 9, ультразвуковым вибраторам 11, конусным стержням 12 и шаровым наконечникам 13 твердые частицы подвергаются диспергированию совокупным воздействием улш развука, кавитации, турбулентного движения, соударения, трения, удара. После заполнения свободного пространства вертикальной емкости 1 открывают полиостью или частично пробковый кран 4 и суспензия, подвергнутая диспергированию, удаляется из емкости 1 а по загрузочному патрубку 6 подаются новые порции суспензии. С момента о крытия пробкового крапа 4 выходная щип ндрическая полость 16 работает как гидродинамический излучатель и суспензия дополнительно подвергается обработке ультразвуком и кавитацией.

Ультразвуковые вибраторы 11 находятся в суспензии, которая, нагреваясь, охлаждает их.

По окончании непрерывного процесса диспергирования суспензии выключают ультразвуковые вибраторы 11 (излучающие пакеты).

Промывка установки и возобновление ее работы аналогичны вьшеописан- ному процессу. Полукруглый вырез 10 позволяет жестко крепить (подвешивать) ультразвуковой генератор 11 за его край, что позволяет шаровым наконечникам 13, излучающим ультразвуковые волны, жестко прижимать твердые частицы к конусной поверхности конической полости 14 и разрушать их не только действием ультразвука, максимально передаваемого на эти частицы, но и кавитационным воздействием, трением и ударной эрозией.

Полукруглая мембрана 9 воспринимает ультразвуковые колебания от излучающего ультразвукового генератора 1 1 и под их действием, и также под действием массы ультразвуково го генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13, подвешенных на ее конце (консольно), в свою

очередь совершает колебания по шению к точкам крепления ее в месте касания с внутренней стенкой емкости 1. Ультразвуковые и собственные колебания полукруглой мембраны 9 усиливают колебания шарового наконечника 13, а также способствуют первичной активации (диспергированию) мине13 крепятся обегиочииая

15074466

ОТНО-. Шаровые наконечникм резьбовым соединением, быстроту съема, и выполняются из твердых и прочных металлов. Так, на-, пример, для диспергирования (актипа- ции) цемента рекомендуется применять стальные или чугунные шаропые наконечники 13. В этом случае решаются

13 крепятся обегиочииая

няются из лов. Так, на ания (актипа тся применят аропые накоае решаются

Изобретение относится к измельчению материалов и обеспечивает повышение степени диспергирования, производительности и надежности работы, а также снижение энергозатрат. Установка содержит герметизированную емкость 1 с днищем 2, выходным патрубком 3 с пробковым краном 4, крышкой 5, загрузочным патрубком 6 с пробковым краном 7, установленную на амортизаторах 8. Внутри емкости 1 на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом по центру закреплен ультразвуковой вибратор 11 с конусным стержнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14, переходящей в шаровую полость 15 с выходной цилиндрической полостью 16 втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем. 7 ил.

ральных частиц при их попадании на две задачи: низкая стоимость и повылукруглую мембрану 9. Наклонное ее по ложение способствует перемещению и отеканию суспензии по ультразвуковому генератору 11, обеспечивая его охлаждение. Под воздействием воспринимаемых ультразвуковых колебаний осуществляется дальнейшее непрерывное диспергирование твердых частиц под действием ультразвука, кавитации, механической эрозии и соударения частиц.

Крепление полукруглой мембраны 9 одним концом в отдельных точках к стенке емкости 1, а также прикрепление к другому ее концу ультразвукового генератора 11 упрощает эксплуатацию при обеспечении надежности работы установки, так как полностью отсутствуют любые виды быстро разрушающихся резиновых прокладок и сложных их креп лений к мембранам. Это конструктивное решение, таким образом, увеличивает КПД установки. Исключение длительных остановок для текущего ремонта позволяет увеличить производительность.

Повсеместный путь соприкасания с поверхностями, излучающими ультразвуковые колебания, способствует повышению степени дисперсности твердых частиц и тщательному перемешиванию в кавитационных зонах, усиливающих степень диспергирования. Значительное дополнение к указанным источникам разрушения твердых частиц добавляет наличие трения между шаровым наконечником 13, излучающим ультразвуковые колебания, и твердой поверхностью конусной полости 14. Колебания шаро-г него наконечника 13 вертикально-по- ступа гельныс, поэтому шаровая поверхность по отношению к жесткой конусной поверхности рабсп-ает на удар со скольжением. Твердые частицы под шаровой наконечник 13 попадают при очередном его колебании вверх. Кавитационные воздействия усиливают диспергирование твердых частиц в зоне шарового наконечника 13.

шение качества суспензии продукпами износа. Аналогичные соображения по виду и качеству металла целесообразны также для отливки втулки 17 с ко15 нусйой 14, шаровой 15 и цилиндрической 16 полостями.

Для исключения крепления втулок 17 они должны плотно стьпсовагься при наличии двух и более секций, а их па20 ружиые контуры должны соответствовать внутренним контурам емкости 1.

Соосное расположение ультразвукового генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13 ис25 ключает действие боковых усилий, т.е. упрощает соединение полукруглой мембраны 9 с излучающим ультразвуковым генератором 11.

30

35

40

45

50

55

Шаровая полость 15 определена экспериментально, В шаровой полости 15 имеет место особо мощное воздейстпие кавитации, и таким образом, производится тщательное перемегиинаиие суспензии и дополнительное диспергирование.

Выходное отверстие, в данном случае цилиндрическая полость 16, работает как гидродинамический излучатель т,е, также имеет место дополнительпос диспергирование твердых частиц.

Использование данной установки для диспергирования суспензий позволяет по сравнению с известной повысить степень дисперсности твердых частиц на 10-15%, производительность на 20% и более, исключить расход воды для охлаждения излучающих пакетов ультразвуковых генераторов и экономить до 30% электроэнергии.

Формула изобретения

Установка ;и1я диспергирования суспензий, содержащая ycTatioQjiennyio на амортизаторах герметиэированпую вертикальную емкость с входкы - и выходным патрубками, имеющими запорно-раз- даточную арматуру, и размещенные вмутшение качества суспензии продукпами износа. Аналогичные соображения по виду и качеству металла целесообразны также для отливки втулки 17 с конусйой 14, шаровой 15 и цилиндрической 16 полостями.

Для исключения крепления втулок 17 они должны плотно стьпсовагься при наличии двух и более секций, а их паружиые контуры должны соответствовать внутренним контурам емкости 1.

Соосное расположение ультразвукового генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13 исключает действие боковых усилий, т.е. упрощает соединение полукруглой мембраны 9 с излучающим ультразвуковым генератором 11.

Шаровая полость 15 определена экспериментально, В шаровой полости 15 имеет место особо мощное воздейстпие кавитации, и таким образом, производится тщательное перемегиинаиие суспензии и дополнительное диспергирование.

Выходное отверстие, в данном случае цилиндрическая полость 16, работает как гидродинамический излучатель, т,е, также имеет место дополнительпос диспергирование твердых частиц.

Использование данной установки для диспергирования суспензий позволяет по сравнению с известной повысить степень дисперсности твердых частиц на 10-15%, производительность на 20% и более, исключить расход воды для охлаждения излучающих пакетов ультразвуковых генераторов и экономить до 30% электроэнергии.

Формула изобретения

Установка ;и1я диспергирования суспензий, содержащая ycTatioQjiennyio на амортизаторах герметиэированпую вертикальную емкость с входкы - и выходным патрубками, имеющими запорно-раз- аточную арматуру, и размещенные вмутри емкости рабочие секции, каждая из которых снабжена установленным вертикально ультразвуковым вибратором с конусным стержнем, о т л и ч а ю- щ а я с я тем,что,с целью повышения степени диспергирования, производительности и надежности в работе, а также снижения энергозатрат, каждая рабочая секция снабжена втулкой, установленной в нижней ее части и выпол8идА

18

гг

Фиг.2

Р«г.5

0

ненной с конической, шаровой и цилиндрической полостями, сообщенными между собой, и полукруглой мембраной, один конец, которой закреплен в емкости над втулкой, а другой ее конец связан с установленным под ней ультра - звуковым вибратором, конусный стержень которого выполнен со съемным иаровым наконечником, размещенным в конической полости втулки.

W2.5

Фиг. 6