Устройство для диспергирования и смешивания материалов Советский патент 1992 года по МПК B01F11/00 B01F5/06 

тельным увеличением их диаметров . При

этом корпус 2 разделен насадкой 5 на камеры: верхнюю 7 и нижнюю 8.

Устройство работает следующим образом. После заполнения корпуса 2 суспензией включают источник колебаний 1. В суспензии формируется низкочастотное акустическое поле, и на выходе цилиндрических частей отверстий б насадки 5 формируются вибрационные затопленные струи. Насадка 5 обладает гидродинамической анизотропией сопротивлений движению суспензии в различных направлениях, Так, при движении источника колебаний 1 вверх объем суспензии , прошедшей через насадку 5, больше объема суспензии . прошедшего через насадку 5 при движении источника колебаний 1 вниз. Таким образом осуществляется направленное виброперемещение суспензии. Обработанная суспензия отводится через отводящий патрубок 4 за счет избыточного давления в камере 7 корпуса 2.

Отверстия б насадки 5 имеют различные диаметры цилиндрических частей, т.е. различные местные гидродинамические сопротивления, причем величина потерь напора на местных сопротивлениях обратно пропорциональна сечению вытекающего потока суспензии, т. е. площадки цилиндрической части отверстия. Таким образом, чем больше диаметр отверстия, тем меньше гидродинамическое сопротивление и потери напора и тем больше расход.

Для двух отверстий насадки 5 (фиг.2), одно из которых имеет больший диаметр цилиндрической части, наблюдается следующая картина.

При движении источника колебаний 1 вверх на выходе отверстий 6 формируются вибрационные гидродинамические затопленные цилиндрические струи. Напор на выходе отверстия с большим диаметром цилиндрической части больше напора на выходе второго отверстия. В силу различных сопротивлений наблюдается и разница в передаче колебаний через Отверстия. Это приводит к формированию в камере 7 корпуса 2 сложного, неравномерного, последовательно изменяющегося гидродинамического профиля, эффекта запаздывания стурй. что вызывает интенсивное вращательное движение суспензии в вертикальной плоскости. Сущность вращательного движения заключается в организации неоднородной структуре виброакустического поля за счет градиентов действия вибрационных затопленных струй и инерционных свойств суспензии, сдвижений линий токов. Вращение суспензии будет происходить в сторону от отверстия с большим диаметром цилиндрической части к отверстию с меньшим диаметром.

Вращательное движение суспензии увлекает кавитационные пузырьки, и они, осциллируя и пульсируя в. поле создаваемого вибрационными струями, давления, про- возводят дополнительное воздействие на суспензию. При этом каждый пузырек является своего рода излучателем колебаний,

воздействующих на микроструктуру суспензии. Охлопывающиеся кавитационные пузырьки вызывают мощные микроударные волны, разрушающие частицы твердой фазы суспензии; пульсирующие с собственной

частотой пузырьки интенсифицируют процесс межфазного массопереноса; осциллирующие с частотой возбуждающих колебаний пузырьки усиливают общий уровень турбулизации потоков суспензии, и,

наконец, движущиеся во вращающемся потоке пузырьки увеличивают перемешивание фаз и компонентов суспензии .

На фиг.З представлено сечение варианта насадки 5 в установке, представленной

на фиг.1, которая содержит шесть цилинд- роконических отверстий, причем их диаметры последовательно увеличиваются по часовой стрелке. В данном случае движение суспензии имеет более сложный вид за счет

суперпозиции действий вибрационных затопленных струй. Наблюдается также циклический направленный поток суспензии, но в данном случае он представляет собой

сложение локальных (системы двух отверстий) вращательных движений в единый поток, движущийся как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

При- суперпозиции действия вибрационных затопленных струй циклический поток суспензии направлен от отверстия с большим диаметром цилиндрической части к меньшему (как в Случае двух цилиндроконических отверстий), что приводит к общему вращательному движению суспензии. В том месте, где происходит обратный переход от отверстия с максимальным диаметром к минимальному, наблюдается пучность гидродинамического потока, но при этом вращательное движение суспензии остается направленным, а турбулизация возрастает.

Одновременное движение суспензии в горизонтальной и вертикальной плоскостях

является объемным движением, при этом увеличивается общее количество кавитаци- онных пузырьков , удерживаемых в суспензии потоками, что увеличивает турбулизацию и эффективность диспергирования.

Изобретение позволяет повысить степень дисперсности систем, повысить устойчивость приготавливаемой суспензии, снизить длительность процесса.

Фор мула изобретения

Устройство для диспергирования и смешивания материалов, включающее источник колебаний, корпус, подводящий и

отводящий патрубки и наседку с размещенными по окружности цилиндроконйческйми отверстиями, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии, отверстия в насадке выполнены с последовательным увеличением их диаметров.

Изобретение относится кгорноперера- батывающей промышленности и может быть использовано для приготовления тонкодисперсных систем, диспергирования, смешивания, эмульгирования реагентов. Целью изобретения является повышение Изобретение относится к горной, в частности к горноперерабатывающей промышленности, и может быть использовано для приготовления тонкодисперсных систем, диспергирования глинисто-песчаных горных пород, смешивания, эмульгирования и растворения в воде реагентов различного рода, а также для подготовки пульпы к флотации. Цель изобретения - повышение степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензий. 2 степени дисперсности и устойчивости дисперсных систем за счет интенсификации турбулентного и вращательного движения суспензии. Устройство состоит из источника колебаний 1, корпуса 2, подводящего 3 и отводящего 4 патрубков и насадки 5 с ци- линдроконическими отверстиями 6. Цилин- дроконические отверстия размещены по окружности и выполнены с последовательным увеличением их диаметров. Под действием источника колебаний в суспензии формируется низкочастотное акустическое поле и на выходе цилиндрических частей отверстий насадки образуются вибрационные затопленные струи. Разница гидродинамических сопротивлений для отверстий с различными диаметрами цилиндрической части приводит к турбулентному вращательному движению суспензии. Обработанная суспензия отводится через патрубок 4 за счет избыточного давления в камере 7 корпуса 2. 3 ил. Н а фиг. 1 представлен вертикальный разрез устройства для диспегирования и смешивания материалов; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1 в случае двух цилиндроко- нических отверстий; на фиг.З - сечение по А-А на фиг.1 в случае шести цилиндрокони- ческих отверстий. Устройство содержит источник колебаний 1, корпус 2, подводящий 3 и отводящий 4 патрубки, насадку 5 с цилиндроконически- ми отверстиями 6, обращенными большими основаниями к источнику колебаний 1, размещенными по окружности с последоваv Р t ГО о о о ю

Фиг. 2

Фие.1

Фие.З