Способ перемешивания веществ и установка для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B01F3/00 B01F3/12 B01F3/18 

Изобретение откосится к перемещива- нию веществ, а именно к техническим решениям для перемешивания взаимонерастворимых материалов, и может быть использовано как в научно-исследовательских лабораториях, так и на производственных предприятиях, для получения высокодисперсных смесей.

Цель изобретения - интенсификация процессов образования и повышение дисперсности смесей.

На фиг. 1 изображена схема установки перемешивания веществ; на фиг. 2 - измельчитель; на фиг. 3 - камера нагрева.

Установка для перемещивания веществ содержит источник 1 подачи сжатого газа, резервуар 2 измельченного вещества с более высокой температурой плавления, включающий фильтр 3, установленный на пьезо- керамическом вибраторе 4. Смеситель 5 выполнен в виде дкух перпендикулярных трубок. Имеются резервуар 6 для вещества в жидком виде и компрессор Т. Средство 8 подачи охлажденного и измельченного вещества и сетчатый распылитель 9 установлены в смесителе встречно. На выходе смесителя последовательно установлены измельчитель 10 и узел 11 нагрева.

Измельчитель 10 (фиг. 2) представляет собой корпус, снабженный двумя вращаюО)

о

N3

щимися входными патрубками 12 с конусными перфорированными насадками 13 и двумя выходными патрубками 14, дробильные валки 15, снабженные виброблоками 16 и соединенные пружинами 17 регулировки с регулирующим устройством 18.

Узел нагрева (фиг. 3) включает оптические квантовые генераторы 19, сферически расположенные вокруг камеры 20 нагрева, которая имеет сферическую форму.

поверхность 21 камеры 20 зеркальная, лазерное излучение, проходя через прозрачные проходы 22 и точки фокусировки, многократно отражается внутри камеры 20, тем самым способствуя поддержанию температурного режима. При этом раздроо- ленные двухслойные частицы оплавляются веществом с более низкой температурой плавления, тем самым увеличивая площадь контакта перемещиваемых веществ.

внутреннюю зеркальную поверхность 21 с 10 Далее аэрозольный поток через выходной прозрачными проходами 22. Соосно про-патрубок 26 поступает обратно в резерходам 22 установлены линзы 23 с помо-вуар 2. При этом избыточное давление

щью пьезокерамических регуляторов 24.выравнивается через фильтр 3 для исклюФокусы линз совмещены в камере 20 чения засорения аэрозольными частицами, нагрева. Последняя имеет входной 25 и jg установленный на пьезокерамическом вибраторе 4. Процесс перемешивание - измельчение-нагревание повторяется многократно до достижения заданного уровня дисперсности смеси.

Пример . Перемешивают углерод и сви- щего из источника 1 сжатого газа, и пре- 20 нец в соотношении 1:1.

вращается в аэрозольный поток. При рас-Первоначально измельчают вещество с

более высокой температурой плавления (углерод) до размера частиц (Ш м для помещения в резервуар 2. Свинец расплав- ляют и помещают в резервуар 6. Измельченный углерод перемещают с помощью гелия, температура которого -100°С, в смеситель 5. Туда же встречным потоком впрыскивают расплавленный свинец.

Температура распыляемого жидкого рой плавления. Охлажденные частицы ве- зо винца х-400°С, аэрозоля с частицами угле- щества с более высокой температурой рода -100°С.

выходной 26 патрубки 2.

Установка работает следующим образом.

Из резервуара 2 измельченное вещество с более высокой температурой плавления поступает в поток газа, поступаюширении сжатый газ охлаждается и поэтому вещество с более высокой температурой плавления, находящееся в аэрозольном состоянии, также будет охлаждено. Образовавшийся аэрозольный поток поступает в смеситель 5, а навстречу ему из резервуара 6 при помощи компрессора 7 через распылитель 9 впрыскивается расплавленное вещество с более низкой температуплавления сталкиваются с частицами расплавленного вещества с более низкой температурой плавления, вследствие чего образуются двухслойные частицы, т. е. ядро из вещества с более высокой температурой 5 плавления, а оболочка из вещества с более низкой температурой плавления. Данное аэрозольное образование поступает на измельчитель 10. Измельченный материал вместе с сжатым газом через входные

После этого осуществляют измельчение образовавшихся двухслойных частиц.

Температура измельчаемых двухслойных частиц около -100°С.

Частота вращения валков 15 0,1 кГц, частота вращения насадки 13 50 Гц, сила воздействия валков на поверхность друг друга в состоянии неподвижности 10 Н, частота вибрации 1 кГц.

Измельченную смесь нагревают при попатрубки 12 и насадку 13 попадает между 40 мощи лазерного луча до температуры, дробильными валками 15, расстояние между превышающей температуру плавления вещества с более низкой температурой плавления (свинца).

ОКГ мощностью 5 Вт каждый, темкоторыми регулируется устройством 18 при помощи пружины 17. Дробильные валки 15 попарно вибрируют при помощи виброблоков 16 вертикально и горизонталь- лс пературы в реакционной камере 20 500°С.

но, и измельченный материал сдавливается, истирается и тем самым измельчается. Далее измельченный материал под действием сжатого газа проходит еще раз между соседними валками 15 и через выходной 14 и входной 25 патрубки посту- 50 пает в камеру 20 нагрева. Сферически расположенные оптические квантовые генераторы (ОКГ) 19 генерируют лазерное излучение, которое при помощи линз 23 фокусируется вовнутрь камеры 20. Положение линз регулируется при помощи пьезокерамических регуляторов 4. Поэтому от специфики проводимого термопроцесса лазерное излучение может фокусироваться в одну или несколько точек. Так как внутренняя

Соотношение углерода и свинца по массе 1:1. Цикл охлаждение - измельчение-нагрев повторяют до получения высокодисперсной смеси.

Продолжительность одного цикла 12-13 мин. Проводят 3-4 цикла. На выходе получают смесь свинца и углерода в соотношении 1:1 по массе, дисперсностью 10- -10- м.

55 Пример 2. Готовят смесь едкого натра и воды.

Пример 3. Готовят смесь серы с водой.

Характеристика состава приведена в таблице.

После этого осуществляют измельчение образовавшихся двухслойных частиц.

Температура измельчаемых двухслойных частиц около -100°С.

Частота вращения валков 15 0,1 кГц, частота вращения насадки 13 50 Гц, сила воздействия валков на поверхность друг друга в состоянии неподвижности 10 Н, частота вибрации 1 кГц.

пературы в реакционной камере 20 500°С.

Соотношение углерода и свинца по массе 1:1. Цикл охлаждение - измельчение-нагрев повторяют до получения высокодисперсной смеси.

Продолжительность одного цикла 12-13 мин. Проводят 3-4 цикла. На выходе получают смесь свинца и углерода в соотношении 1:1 по массе, дисперсностью 10- -10- м.

50

55 Пример 2. Готовят смесь едкого натра и воды.

Пример 3. Готовят смесь серы с водой.

Характеристика состава приведена в таблице.

е

-10 0,1 50

-100

0,1

500

-10 0,1 50

-10 -10 0,10,1

5050

Изобретение относится к перемешиванию веществ, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Оно обеспечивает интенсификацию процессов и повышение дисперсности смесей. Из резервуара измельченное вещество с более высокой температурой плавления поступает в поток охлажденного газа и образуется аэрозольный поток. В смесителе 5 навстречу ему впрыскивают в виде расплава вещество с более низкой температурой плавления. Образуются "двухслойные" частицы: ядро-вещество с более высокой температурой плавления, оболочка-вещество с более низкой температурой плавления. Образовавшиеся частицы измельчают и направляют в камеру нагрева, где вещество с более низкой температурой оплавляют с помощью лазерного луча, в результате чего и увеличивается площадь контакта перемешивания веществ. Установка для перемешивания веществ включает резервуары измельченного вещества, вещества в жидком виде, смеситель и последовательно установленные измельчитель и узел нагрева. Смеситель выполнен в виде двух взаимно-перпендикулярных трубок со встречным вводом сред. Измельчитель включает корпус, вращающиеся входные патрубки, конусные перфорированные насадки, дробильные валки с виброблоками и регулирующим устройством. Узел нагрева содержит оптические квантовые генераторы, сферически расположенные вокруг камеры нагрева. Последняя выполнена сферической, с внутренней зеркальной поверхностей и прозрачными проходами. Соосно с проходами размещены с помощью пьезокерамических регуляторов линзы, сфокусированные внутри камеры нагрева. 2 с.п. ф-лы. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.1 табл.

Формула изобретения

I. Способ перемешивания веществ, включающий измельчение твердой фазы, смешивание веществ и нагрев полученной смеси, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов, вещество с более высокой температурой плавления подают в смеси с охлажденным газом, вещество с более низкой температурой плавления - в виде расплава, при этом смещивание веществ осуществляют во встречных потоках, после чего смесь измельчают, а нагрев осуществля ют с помощью лазерного луча до температуры, превышающей температуру расплава.

ситель выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных трубок, при этом средство подачи охлажденного и измельченного вещества и сетчатый распылитель установлены в смесителе встречно, измельчитель установлен на выходе из смесителя перед камерой нагрева, последняя снабжена сферически расположенными снаружи генератора5 ми и выполнена сферической, с зеркальной внутренней поверхностью и прозрачными проходами в ней, соосно проходам с помощью пьезокерамических регуляторов установлены линзы, фокусы которых совмещены

0 внутри камеры нагрева.

0 4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что резервуар для измельченного вещества снабжен фильтром, установ,1енным на пьезокерамическом вибраторе.

Из 5

(Риг.з