Стержневой диспергатор Советский патент 1992 года по МПК B01F11/00 

(Л

С

Изобретение относится к устройствам для подготовки водных растворов и смесей к анализу и может быть использовано для перемешивания, экстракции и диспергирования жидких сред в химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса диспергирования, Внутри корпуса на рамках закреплены элементы для перемешивания. Элементы для перемешивания расположены на концентрических окружностях и совершают возвратно-поступательное движение, при этом дробят находящиеся в воде частицы, повышая точность определения концентрации их в воде. 3 з.п. ф- лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам для подготовки водных растворов и смесей к анализу и может быть использовано для перемешивания, экстракции и диспергирования жидких сред в химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Известен ультразвуковой диспергатор 1, содержащий камеру обработки пробы, выполненную в виде объемного резонатора с входным и выходным штуцерами, проходной ультразвуковой излучатель, полый волновод - концентратор с резонансной мембраной.

Основной недостаток данного диспер- гатора заключается в сложности конструкции, необходимости высокочастотного мощного генератора и малой производительности.

Наиболее близким по назначению и конструкции является вибрационный смеситель 2, содержащий смесительную камеру (корпус) с вибрационным приводом возвратно-поступательного действия, в полости которой на пружине подвешена мешалка, перемешивающие элементы которой выполнены в виде пакета стержней.

Этот смеситель работает следующим образом.

Материалы, подлежащие смешиванию, загружаются в полость смесительной камеры, включается вибратор, что приводит смешиваемые материалы в состояние виброожижения и циркуляционного движения. Колебания через корпус смесительной камеры посредством пружин передаются мешалке и сообщают ей возвратно-поступательное движение, вызывающее дополнительные потоки смешиваемых материалов.

Известное устройство предназначено только для смешивания и увлажнения смесей мелкозернистых и порошковых матэриvi vj со

4 VI

алов. Оно периодического действия с малыми скоростями относительного перемещения элементов перемешивания. Конструкция устройства не может осуществлять диспергирование водных растворов, особенно при наличии нефти, для получения размеров частиц менее 10 мкм. Конструкция металлоемкая, громоздкая и самое главное не решает поставленную цель - интенсификация процесса диспергирования.

Цель изобретения - интенсификация процесса диспергирования с получением частиц размером менее 10 мкм.

Цель достигается тем, что стержневой диспергатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, пакет стержней, закрепленных на рамке, связанной с источником колебания, снабжен дополнительным источником колебания и связанной с ним рамкой со стержнями, установленной под углом 30-180° по отношению к основной рамке. Стержни выполнены упругими с различной формой рифления или в виде пружин. Кроме того, эти стержни расположены на концентрических окружностях в шахматном порядке. В нижней части корпуса имеется штуцер, пневматически связанный с воздухом.

Наличие дополнительного источника колебания и связанной с ним рамки со стержнями (перемешивающие элементы), установленной под углом 30-180° по отношению : основной рамке, обеспечивает интенсивное дробление различных компонентов за счет взрывного характера пробы при относительном перемещении большего числа перемешивающих элементов относительно друг друга.

Элементы для перемешивания, выполненные в виде упругих стержней с различной формой рифления или в виде пружин, обеспечивают увеличение площади контакта элементов для перемешивания с обрабатываемой жидкостью. Образование зон кавитации, а также значительных сдвиговых напряжений на границе раздела элементы для перемешивания - жидкость обеспечивают интенсивное дробление с получением частиц размером менее 10 мкм.

Вращение рамок со стержнями, расположенными на концентрических окружностях в шахматном порядке, обеспечивает значительное барботирование жидкости и ведет к мелкодисперсному дроблению.

Наличие штуцера, пневматически связанного с воздухом, вызывает ин генсифика- цию процесса дробления смеси воздуха и жидкости при интенсивном воздействии элементов для перемешивания

На фиг.1 показана схема диспергатора с одной рамкой и источником колебания, где используются стержни с различной формой рифления; на фиг,2, 3, 4, 5 и 6 соответственно показаны схемы элементов для перемешивания: плоские упругие стержни с рифлями, отверстиями, гребнями, резьбой или в виде пружин; на фиг.7 показана схема диспергатора с двумя рамками и соответственно с двумя источниками колебания; на фиг.8 показана схема диспергатора с двумя рамками, на которых закреплены элементы для перемешивания, расположенные на концентрических окружностях и связанные

с приводом вращения; на фиг.9 показано сечение диспергатора по фиг.8.

Диспергатор (фиг.1) содержит корпус 1 с входным патрубком 2. В нижней части корпуса имеется входной штуцер 3 для ввода воздуха, который связан с источником давления (условно не показан). В верхней части корпуса имеется выходной патрубок 4. Внутри корпуса 1 установлена рамка 5, а через подвижную мембрану 6 введен вал 7

вдоль оси 8, который вне корпуса связан с источником колебания. На рамке 5 закреплены элементы для перемешивания - стержни 9.

Диспер-гатор (фиг.7) содержит корпус 10

с входным 11 и выходным 12 патрубками, два вала 13 и 14, соответственно связанных с источниками колебания (условно не показаны) через мембраны 15 и 16 соответственно. Стержни 17 и 18 для перемешивания

закреплены на рамках 19 и 20.

Диспергатор (фиг.8) с двумя вращающимися рамками содержит закрепленные на рамках 21 и 22 стержни для перемешивания, расположенные на концентрических

окружностях, связанные с приводом (условно не показан). В нижней части находятся входной 23 и выходной 24 патрубки.

Диспергатор (по фиг.1) работает следу- ющим образом.

Исследуемая проба жидкости (например, водонефтяная смесь) поступает через входной патрубок 2 в корпус 1, где попадает под интенсивное воздействие стержней 9, которые, совершая возвратно-поступатель- ное перемещение, дробят находящиеся в воде частицы, (например, частицы флоры и фауны). Мелкий дисперсный состав частиц с размером менее 10 мкм получается за счет резкого увеличения контактной площади вибрирующих стержней и значительных контактных, касательных (сдвиговых) напряжений.

Диспергатор (по фиг.7) работает следующим образом.

Валам 13 и 14 задаются с помощью генератора (условно не показан) колебания с заданной частотой и амплитудой, затем подается проба через входной патрубок 11. заполняет корпус 10 и через выходной патрубок 12 уходит на анализ. Дополнительная рамка 19 со стержнями для перемешивания 17 располагается под углом 30-180°, что увеличивает интенсивность процесса дробления исследуемой жидкости. Наиболее эффективным является воздействие при угле 90-180°.

Диспергатор (по фиг.8) работает следующим образом.

Задается вращательное движение в противоположные стороны рамкам 21 и 22, подается проба во входной патрубок 23, диспергируется и через выходной патрубок 24 уходит на анализ.

Пример конкретного выполнения.

Диаметр корпуса, мм

Высота корпуса, мм Количество стержней, шт.

70 (по фиг. 1 и 8) 80 (по фиг.1 и 8)

150 (на одной рамке) Источник колебания - генератор марки ГЭМ (генератор звуковой) Частота колебаний, Гц80-100

Амплитуда колебаний, мм3-5 Основание корпуса, мм 70x70 (по фиг.7)

Привод от двигателя,

кВт1,1 (фиг.8)

Число оборотов,

об/мин1300

По сравнению с прототипом наличие дополнительной рамки со стержнями для перемешивания, выполненными с различной формой рифления или в виде пружин, обеспечивает интенсивное дробление частиц нефтяного происхождения, повышает точность определения концентрации нефти в воде.

Формула изобретения

различной формой рифления или в виде пружин.

воздухом.

9иг1

Фм2.8

Редактор Т.Хорина

Составитель К.Ляпин Техред М.Моргентал

42,9

Корректор И.Шмакова