Способ растворения твердого реагента и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B01F1/00 

Изобретение относится к устройствам для растворения реагентов в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Известен способ мойки внутренней поверхности тары моющей жидкостью и сообщения последней движения в направлении, при котором возникает центробежная сила. По этому способу с использованием центробежной силы вращающегося мо.ющего рас- твора, содержащего мелкие частицы во взвешенном состоянии, внутренние стенки тары омываются подобно действию механической щетки.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает возможности размыва твердого реагента, находящегося в таре, из-за ограничения твердым веществом перемещения шприца с тангенциальными насадками и кинетическая энергия

истекающей струи жидкости расходуется вхолостую. Частицы, взвешенные в растворе, загрязняют его, не позволяя использовать его без очистки для целевого назначения в качестве химраствора. Частицы, взвешенные в растворе, могут засорять и забивать отверстия в форсунках;

Известно устройство, содержащее тару, имеющую форму тел вращения, шприц с тангенциальными насадками.

Недостатком данного способа является неэффективность мойки внутренней поверхности тары.

Наиболее близким к предлагаемому является способ размыва для приготовления раствора цианистого натрия. Растворение реагента производится в специальных камерах, где предварительно вскрытые и установленные вертикально банки с реагентом

О

о о

размываются снизу сильными струями воды из насадок.

Недостатком способа является неэффективность растворения реагента, так как растворение монолита через имеющееся в банке отверстие приводит к тому, что большие куски монолита падают на нижнюю торцовую стенку, остаются в застойной зоне и для их растворения требуется значительное время.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является установка, содержащая камеру, внутри которой установлены вертикальные направляющие, а также насадки, снабженные стержнем. Установка включает в себя емкость для сбора полученного раствора реагента и центробежный насос.

Установка позволяет исключить операцию отрезки торцовой стенки. Реагент в банке растворяется вследствие того, что та- ра с. реагентом опускается под действием собственного веса, при этом масса реагента, опирающаяся на металлический стержень, размывается в средней части (между центром и внутренней стенкой) тары и оста- ются лрко выраженные края нерастворенного реагента вдоль внутренних стенок и в виде стержня в центре банки, центральная стержневидная масса размывается значительно выше опорного металлического стержня и обламывается, банка резко опускается до встречи с металлическим стержнем и куски реагента от встряски с краев банки и обломок центрального стержня падают на торцовую стенку банки, попадая в застойную зону, что затрудняет их дальнейший размыв. Кроме того, отсутствие в насадке центрального отверстия приводит к образованию полого конического факела жидкости вместо требуемого заполненного, а это, в свою очередь, приводит к резкому ухудшению распределения жидкости по верхнему сечению насадки и значительному снижению коэффициентов тепло- и массообмена.

Цель изобретения -повышение эффек- тивности растворения твердого реагента.

Поставленная цель достигается тем, что в. способе растворения твердого реагента в . предварительно вскрытой и установленной вертикально таре сильной струей жидкости снизу через насадку, движению жидкости придают вращательный моментзасчетнаправления струй. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве, содержащем камеру, внутри которой дистанционно установле- ны насадки с отверстиями, расположенными по окружности для нагнетания растворителя, и средства для размещения тары с реагентом, емкость для сбора полученного раствора, связанную со средства

ми для циркуляции растворителя, в насадке выполнено центральное отверстие, причем оси отверстий направлены в место стыка внутренней стенки с днищем тары с разворотом вокруг вертикальной оси на 90°

На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа растворения твердого реагента; нэ фиг. 2 - насадка, разрез; на фиг. 3 - структурная схема устройства; на фиг. 4 - разрез А-А насадка,разрез с углами осей отверстий и с сечением по отверстию; на фиг. 5 - устройство в прямоугольных проекциях.

Устройство для растворения твердого реагента содержит тару с твердым реагентом 2. Для фиксации тары в вертикальном положении в устройстве смонтированы средства 3 для размещения тары 1 с реагентом 2. Средства 3 представляют собой плоскостную рамку с отверстиями под горловину тари и фиксирующие ее от вертикального перемещения под воздействием струй жидкости. Устройство содержит насадки 4 с отверстиями, расположенными по окружности, для нагнетания растворителя и установленные на средстве 5 для циркуляции растворителя, выполненном в виде подводящего трубопровода. Оси насадки 4 и средства 5 концентрйчны. Насадка 4 - это цилиндрическое тело со сферической поверхностью одного торца, резьбовым отверстием для соединения с трубопроводом 5 и полостью 6, образующей камеру завихрения. На сферическом торце насадки выполнено одно центральное отверстие и отверстия, расположенные по окружностям, причем оси этих отверстий, кроме цен- трального, направлены в место стыка внутренней стенки с днищем тары с разворотом вокруг вертикальной оси на 90°, что обеспечивается углами а и /3 . Все позиции устройства монтируются в рабочей камере 7, занимающей внутреннее пространство от верха устройства до средства для циркуляции растворителя (трубопровод), ниже которого расположена емкость 8 для сбора полученного раствора. Дно емкости 8 выполнено наклонным для стока жидкости в один угол, где образовано углубление для забора жидкости насосом 9. В целях исключения случайного попадания загрязняющих веществ над углублением установлен фильтр 10.

Растворение твердого реагента происходит следующим образом.

Тара 1 со снятой крышкой, наполненная твердым реагентом 2, устанавливается на средстве 3 для размещения тарыIcs реагентом 2 днищем вверх относительно насадки 4 и боковые поверхности или днище фиксируются от вертикального перемещения под воздействием жидкости вверх и относительно своей оси (не показано). Через насадку 4 под давлением (насос 9) струи жидкости, одна центральная, остальные расположены по окружностям, подаются в тару 1. причем каждая струя жидкости, кроме центральной повернута с разворотом вокруг вертикальной оси на 90° и направлена в место стыка днища с внутренней стенкой тары. В результате отклонения струи от вертикальной оси струя жидкости, ударяясь о твердый реагент, скользит по его поверхности, образуя поверхностный слой жидкости, устремляющийся от центра к внутренней стенке тары, ударяется в нее, отражается и скользит вдоль стенки и вместе с частицами растворенного реагента, по стенкам тары сливается в емкость 8 для полученного раствора. За счет направления струй, омывающих поверхность твердого реагента 2, жидкость получает вращательный момент, что способствует равномерному размыву твердого реагента в сочетании с центральной струей по всей поверхности. Единственным условием протекания процесса является способность жидкости растворять твердый реагент, находящийся в таре. Таким образом, предлагаемый способ и устройство обеспечивают равномерный размыв твердого реагента, находящегося в таре, без образования и выпадания отдельных нерастворенных кусков реагента, размытый реагент образует однородный раствор. Для подачи жидкости в насадке 4 выполняется одно центральное отверстие и n-е количество отверстий, диаметром D по окружностям, при этом должно соблюдаться следующее соответствие между диаметром трубопровода 5 (по условному проходу) D и количеством К одновременно работающих насадок, т.е. количество отверстий не ограничено и зависит от размера насадки и диаметра отверстийо

, п, к

где d -диаметр отверстия насадки, мм;

D - диаметр трубопровода, мм;

п - количество отверстий в насадке, шт.; , 1с- количество насадок, шт.

Струя жидкости вытекает из насадки под углами

cos«

h2+R2

( XrT+R +r

tg0

JL

где г - радиус окружности, положено отверстие, мм;

R - внутренний радиус тары, мм; h - расстояние от верхней плоскости насадки до днища тары, мм.

П р и м е р. В химрастворе для травле- 5 ния печатных плат используется водный раствор железа треххлористого б-водного, которое поставляется в стеклянной таре в виде порошка, но вещество гигроскопично и, несмотря на покрытие пробки стеклянной

10 тары парафином, быстро начинает кристаллизоваться и его практически невозможно достать из банки. Для приготовления раствора разработана установка для растворения железа треххлористого на 20 банок с

5 объемом химраствора на 70 л плотностью 1,36-1,4 г/см3 В качестве растворяющей жидкости использовалась вода, подаваемая, из емкости под давлением через насадки.

0 которая в процессе растворения обогащается растворенным веществом. В лабораторных условиях проведено испытание предлагаемого способа и устройства растворения твердого реагента для приготов5 ления химраствора. Испытания показали, что реагент (железо треххлористое) размывается равномерно жидкостью, имеющей вращательное движение за 18-20 мин, тара изнутри остается чистой от твердого реаген0 та (требуется только ополаскивание горячей водой от химраствора) и сухой снаружи. Таким образом появляется возможность повторного использования чистой пустой тары.

5Формулаизобретения

1.Способ растворения твердого реаген- та в предварительно вскрытой и установленной вертикально таре сильной струей жидкости снизу через насадку, о т л и ч а ю0 щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности растворения путем созда- ния непрерывной циркуляции растворяющей жидкости по поверхности реагента, движению жидкости придают вращатель5 ный момент за счет направления струй.

2.Устройство для растворения твердого реагента, содержащее камеру, внутри которой дистанционно установлены насадки с

- отверстиями, расположенными по окружно- 0 сти для нагнетания растворителя и средства для размещения тары с реагентом, емкость для сбора полученного раствора, связанную со средствами для циркуляции растворителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 5 повышения эффективности растворения путем получения равномерно заполненного факела, в насадке выполнено центральное отверстие, причем оси отверстий направлены в место стыка внутренней стенки с днищем тары с разворотом вокруг вертикальной оси на 90°.

Л

Изобретение относится к устройствам для растворения реагента и может быть использова- - но в пищевой, химической и фармацевтической промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности растворения твердого реагента. Устройство содержит тару, твердый реагент, средства для размещения тары с реагентом, насадку с отверстиями, расположенными по окружности для нагнетания растворителя и средства для циркуляции растворителя (трубопровод), камеру завихрения насадки, камеру, емкость для сбора полученного раствора, насос. Движению жидкости придают вращательный момент за счет направления струй, а в устройстве, для повышения эффективности растворения путем получения равномерно заполненного факела в насадке выполнено центральное отверстие, причем оси отверстий, расположенных по окружности, на- правлены в месте стыка внутренней стенки с днищем тары с разворотом вокруг вертикальной оси на 90°. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

ШигЗ

Фиг.2

ФигА

Фиг. 5