Диспергатор Советский патент 1991 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к горноперерэ- батывающей и другим отраслям промышленности и может быть использовано для обработки тонкодисперсных систем, в частности для диспергирования глинистых горных пород, смешивания, эмульгирования и растворения в воде реагентов различного рода, а также для подготовки пульпы к флотации.

Цель изобретения - повышение качества диспергирования материалов и устойчивости дисперсных систем за счет усиления турбулизации формируемых потоков и создания вращательного движения суспензии.

На фиг. 1 представлен диспергатор, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вариант исполнения; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1, другой вариант исполнения; на фиг.4 - график зависимости длины струи U от длины цилиндрического патрубка U.

Диспергатор включает источник 1 колебаний, поршень 2, корпус 3. подводящий 4

и отводящий 5 патрубки и насадку 6 в виде диска с отверстиями 7 в виде конусов, обращенных большими основаниями к поршню 2. Отверстия 7 снабжены цилиндрическими патрубками 8, закрепленными на меньших основаниях конусов. Длина патрубков последовательно увеличивается. При этом корпус 3 разделен насадкой 6 на верхнюю 9 и нижнюю 10 камеры.

Устройство работает следующим образом.

После заполнения корпуса 3 суспензией включают источник 1 колебаний, приводящий в колебательное движение поршень 2. В суспензии формируется низкочастотное акустическое поле и на выходе цилиндрических патрубков 8 формируются вибрационные затопленные струи. Насадка 6 обладает гидродинамической анизотропией сопротивлений движению суспензии в различных направлениях. Так, при движении поршня 2 вверх объем СИ. прошедший через насадку б, больше обьема . прошедшего через насадку 6 при движении поршня

и

Ё

Os

О

ю ел ю ел

2 вниз. Таким образом осуществляется направленное виброперемещение обрабатываемой среды Qi-Q2 0. Насадка 6 имеет различные длины цилиндрических патрубков 8 и,следовательно, различные местные гидродинамические сопротивления.

На фиг.4 представлена экспериментально полученная зависимость длины вибрационной затопленной струи от длины цилиндрического патрубка Ln при амплитуде колебаний поршня 4 мм и частоте 15 Гц. В общем случае максимум Lc достигается при (где Dn - диаметр патрубка). При длина струи падает, так как происходят увеличение значения гидродинамического сопротивления и увеличение потерь напора.

Для двух (см. фиг.2) имеющих различные длины цилиндрических патрубков 8 при наложении колебаний в верхней камере 9 корпуса 3 создается неоднородная структура виброакустического поля. В результате появления градиентов скоростей и давлений, смещения линий токов, за счет запаздывания и различных параметров вибрационных затопленных струй создаются циклическая турбулизация. вихревое вра- щательное движение в вертикальной плоскости. Вращение суспензии происходит в сторону от патрубка меньшей длины к патрубку большей длины.

Более сложный вид движения можно организовать в объеме обрабатываемой среды за счет расположения патрубков по окружности, например шести (см. фиг.З). Суперпозиция действия вибрационных затопленных струй создает циклический поток суспензии, направленный от патрубка меньшей длины к патрубку большей длины, что приводит к общему вращательному движению суспензии. В данном случае направленное вращательное движение суспензии наблюдается как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, т.е. поток направлен под углом к насадке 6. В том месте,

где происходит обратный переход от наименьшего патрубка к наибольшему, наблюдается пучность гидродинамического потока, но при этом общее вращательное движение остается направленным, а турбулизация возрастает.

Зависимость скорости вращения суспензии от параметров низкочастотного акустического воздействия неоднозначна, так, при увеличении частоты до 15-17 Гц происходит увеличение числа оборотов в единицу времени, а при дальнейшем увеличении частот скорость падает в силу наличия высоких инерционных сил.

Изобретение позволяет повысить тонкодисперсность систем на 10-20%, повысить устойчивость приготавливаемой суспензии, снизить длительность процесса.

Формула изобретения

Диспергатор, содержащий корпус с

подводящим и отводящим патрубками и насадкой в виде диска с отверстиями, источник колебаний и поршень, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения

качества диспергирования материалов и устойчивости дисперсных систем турбулиза- ции формируемых потоков и создания вращательного движения суспензии, диск закреплен в корпусе неподвижно, а отверстия в нем выполнены в виде конусов и снабжены цилиндрическими патрубками, длина которых последовательно увеличивается, при этом патрубки прикреплены к меньшим основаниям конусов, а их большие

основания размещены на поверхности диска со стороны поршня.

Фиг.1

А-А

Щи г. I

Изобретение позволяет повысить качество диспергирования материалов, устойчивость дисперсных систем турбулизации формируемых потоков, а также создать вращательное движение суспензии. Диспергатор включает источник 1 колебаний, поршень 2, корпус 3, подводящий 4 и отводящий 5 патрубки и насадку 6 с отверстиями 7. При этом отверстия 7 выполнены в виде конусов и снабжены цилиндрическими патрубками 8, длина которых последовательно увеличивается, что позволяет развить в верхней камере 9 корпуса 3 интенсивную циклическую турбулизацию, локальные вихри и направленное вращательное движение. 4 ил.

Фиг.З

НО -I /20 too 80 - 60 « га

-1- W

60