Устройство для классификации осадков Советский патент 1993 года по МПК B03B5/36 

Предлагаемое изобретение относится к аппаратам для промывки и классификации (дисперсного анализа) высокодисперсных осадков и может найти применение для отмывки и классификации оксидных материалов в производстве пьезокерамики.

Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса классификации и повышение точности распределения частиц по фракциям при расширении функциональных возможностей устройства за счет эффекта отмывки твердой фазы. Поставленная цель достигается тем, что известноеустройство снабжено установленными в верхней и нижней частях сосудов успокоителями потока и установленными между ними козксиально сосудам тарелками с отводящими трубками для отбора осажденных фракций, установленными с зазором к днищу тарелок, при этом патрубки для подвода суспензии расположены тангенциально стенкам сосудам на уровне тарелок, патрубки для подвода рабочего

агента установлены в вершинах сосудов, а сосуды выполнены с увеличением угла конусности в направлении перемещения суспензии, причем угол в основании конусов определяется соотношением:

(Л

С

W.Ль Ц

(p,-p)

0,61

, л

ьч,

| fflyWp.-p) h

,Мр,-«

где сц- угол в основании конуса;

ft - динамическая вязкость промывающей жидкости;

р - плотность твердой фазы;

плотность промывающей жидкости;

di, da - крайние диаметры выделяемой фракции;

hi, ha - расстояния от основания конуса до верхней и нижней границ определяемой фракции;

g - ускорение свободного падения;

Г- порядковый номер конусообразного сосуда.

00

со ел

2

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критериям Новизна, положительный эффект. Отличительные существенные признаки изобретения в результате исследования не обнаружены, следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию Существенные .отличия.

Установка коаксиально сосудам тарелок с отводящими трубками для сбора осажденных фракций, успокоителей потока, расположение патрубков подвода суспензии тангенциально стенкам сосудов на уровне тарелок, а патрубков для подвода рабочего агента - в вершинах сосудов позволяет осуществить:

1. Непрерывный отбор твердой фазы суспензии по трубке, сообщающейся с тарелкой.

2. Непрерывную подачу анализируемой суспензии через установленный тангенциально стенкам сосуда патрубок повода суспензии.

3. Непрерывный отвод твердых частиц других фракций с частью промывающей жидкости через патрубок, установленный в основании конуса.

Снабжение устройства указанными конусообразными сосудами по числу анализируемых фракций, способ соединения и установки сосудов, выбор угла в основании конусов согласно соотношения (1), (вывод соотношения в приложении 1) позволяет получить в зоне тарелки каждого конусообразного сосуда определенную фракцию твердых частиц, отобрать эту фракцию и одновременно отмыть твердые частицы от вредных примесей. Эффективность отмывки частиц объясняется тем, что они находятся во взвешенном состоянии в слое Ah (фиг.1), в котором происходит смена промывающей жидкости.

Распределение частиц в слое Ah заданной высоты позволяет при заданных расходах QI - промывающей жидкости, Q2 - анализируемой суспензии и Оз - заданной фракции с частью промывающей жидкости, фиксировать концентрацию частиц в зоне отборной тарелки, а следовательно, обеспечить заданную производительность устройства по твердой фазе.

От устройств аналогичного назначения (1, 2) предлагаемое отличается более высокой производительностью при одновременном повышении эффективности твердых частиц от вредных примесей.

На фиг.1 схематично изображен конусообразный сосуд в разрезе и схема сил, действующих на частицы с минимальным di и

максимальным d2 диаметрами; на фиг.2 - устройство для отмывки и классификации.

Конусообразный сосуд устройства для отмывки классификации осадков включает

конусообразный корпус 1, в средней части которого по обе стороны от отборной тарелки установлены успокоители потока 2 в виде решеток. Отборная тарелка 3 при помощи трубки 4 установлена в средней части конусообразного сосуда. Подвод промывающей жидкости осуществляется через трубопровод и штуцер 5, установленные в вершине конуса. В средней части установлен патрубок 6 для тангенциального ввода анализируемой суспензии. В основании конуса установлен патрубок 7 для отвода промывающей жидкости с частицами мелких фракций.

Устройство для отмывки и классификации осадков (фиг.2) включает конусообразные сосуды (фиг.1) по числу определяемых фракций. На фиг.2 показано три сосуда с углами при вершине ои , с&, од. Величина углов определяется из соотношения (1) с

учетом диаметров частиц фракций. Все три конусообразных сосуда, как и показанный на фиг. 1, содержат конусообразные корпуса 8, успокоители потока 9, отборные тарелки 10, связанные с отводящими трубками 11,

трубопроводы 12. с помощью которых сосуды через отверстия в вершинах конусов сообщаются с емкостью для промывающей жидкости, патрубки 13, первый из который соединен с емкостью для анализируемой

суспензии, а последующие соединяются с патрубками 14 предыдущих сосудов. В устройстве предусмотрены линии 15,16,17 для отвода частиц определенных фракций. Устройство работает следующим обра

зом.

Промывающая жидкость подается по трубопроводам 12 во все конусообразные корпуса 8. В первый корпус анализируемая суспензия подается в зону тарелки 10, за

счет выбора угла конуса а определенная фракция частиц (диаметром di-da) уравновешивается в районе отборной тарелки, за счет создания вакуума в линии 15 указанная фракция вместе с частью промывающей

жидкости эвакуируется с тарелки через трубку 11, остальные фракции вместе с частью промывающей жидкости через патрубок 14 в основании конуса и патрубок 13 в зоне тарелки под напором промывающей

жидкости за счет выбора ац в основании второго конуса уравновешивается следующая фракция частиц (диаметром иг -бз ) и отбирается вместе с частью промывающей жидкости по линии 16. Последняя фракция

51813574 6

частиц (диаметром da -d) уравновешива- R AM R Ara

ется при заданном расходе промывающейе1 18 +0,61 Удг1 е2 18 +0,61 Уд жидкости в районе отборной тарелки и от- критерии Рейнольдса для стесненного

водится вместе с частью промывающейосаждения реальной частицы (4); жидкости по линии 17 , В каждом из кону- 5 g $р fa -р д ($р (pi -p)

сообразных корпусов 8 фракция частиц за-Art , Ara - ---д--C-L нимает зону определенной ширины, в г Р

которой происходит смена промывающейкритерии Архимеда для обтекания шарообжидкости. Работают все механизмы массо-Разной частицы с динамической вязкостью

обмена, поэтому одновременно с классифи-10 ПРИ Ускорении g свободного падения;

кацйей твердой фазы анализируемойРв1 рд И , FBa pg S-выталкисуспензии происходит ее отмывка от приме- а 6 r v 6

сей.вающие силы, действующие на погруженПредлагаемое техническое решениеные в жидкость частицы диаметрами di и da;

выгодно отличается от прототипа, так как15 Л($

повышается производительность устройст-т29 pi 9 -g- . 129 р д -g- - вес

ва за счет непрерывности ведения процессачастиц диаметрами di, d2 и плотностью pi;

и одновременно с классификацией частиц, Выразим площади сечения конуса Si ведется их отмывка от вредных примесей, и $2 на расстоянии hi и ha от основании

Предлагаемое изобретение в 1991-1992 гг.20 ез ад основания R;

будет внедрено на предприятиях по произ-n R-h1tg о /2 (1)

водству пьезокерамики из титан цирконий R-h2tq си /2 (2)

ОКСИДОВ ДЛЯ ОТМЫВКИ ОКСИДОВ ОТ ИОНОВ ХЛО-Q, . w « тг (fl-hitn гл 17 П

ра. Экономический эффект будет уточненJ1 г Ј $ (i

после окончания разработки проекта произ-25 2 п ° л( «

водства пьезокерамики из оксидных мате-2 Составим условия равновесия край-.,.,.них частиц фракций на расстоянии hi и ha

UrlcMiuB

Приложение.от основания конуса:

На фиг. 1 приведены обозначения следу-FC1 FBi iTiigL

ющих величин:30 Fc2 + Рв2 - m2gj (5)

hr-расстояния от основания конусооб-В систему уравнений ©подставим выразного сосуда 1 до границы частиц мень-Ражения для Fci, Fc2, F.i, РЙ, mig, mag;

шего диаметра di;Ц Ж р -1роп (6)

ha - расстояние от основания конусооб-4 2 ыб .v/

разного сосуда 1 до границы частиц больше-35 яд% рУ я$ л$ ..

го диаметра da;-te +P9 g 9 6

Н - высота конусообразного сосуда;из уравнений (6) и (7) определим скороpi - сечение конусообразного сосуда всти Vi и Va в сечениях Si и Sa;

зоне частиц меньшего диаметра di;

pa - сечение конусообразного сосуда40 Vi 21/ di /pi (8)

в зоне частиц большего диаметра da;3 AI -p

Qi- расход промывающей жидкости;.

Qa- расход анализируемой суспензии;V2 2j/0 da ,pi .- (9) Оз - расход твердой фазы выделяемой 9 ЗЛг V фракции с частью промывающей жидкости;45 з. Из условия неразрывности струи в Q4 - расход отработанной промываю-сечениях Si и Sa определим tg о /2 ( о - щей жидкости с частицами фракции, отлич-угол в основании конуса). Условие неразной от выделяемой;рывнести струи в принятых обозначениях .. , Jtdfi pV .. , ж& имеет вид: Fei-Ai-j- y- .Fca-Aa- - 1-50 VrSi Va-S2 (10)

силы сопротивления частицами диаметра-Используя выражения (3), (4), (8), (9), пол- ми di и da соответственно потокам промы-. учим: вающей жидкости плотности р,

. ---- I - |

движущейся в сечениях pi и рг со скоро- Т

5о

(11)

стями Vi и Va, соответственно;/н Ло - ha tg CQ 1/2 г Г1т А Ј. Да -4 -коэффициен- fe ( Г 02)

J ReiJ Rea

ты сопротивления частиц идеализирован- Из соотношения (12) tg о /2 определится ной ньютоновской жидкости (3);как

9), п

(11)

4. Приведем пример расчета угла оз /2 для следующих параметров:

а) промывающей жидкости (воДы) р- ЮООкг/м3 /г 10 3н/м2

б) анализируемой суспензии оксида р- 1200 кг/м3

5

а. - угол в основании конуса;

(л - динамическая вязкость жидкости; - плотность твердой фазы;

р - плотность жидкости;

di, da - крайние диаметры выделяемой фракции;

R - радиус основания конусообразного сосуда;

hi, ha - расстояния от основания конуса до верхней и нижней границ Определяемой фракции;

g - ускорения свободного падения;

i - порядковый номер сосуда.

Составитель Ю. Тараненко Редактор С. Кулакова Техред М.МоргенталКорректор Н. Гунько

Заказ 1802Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Использование: для отмывки и классификации оксидных материалов в производстве пьеэокерамики. Сущность изобретения: в устройстве для классификации осадков, включающем последовательно соединенные и расположенные один под другим конусообразные сосуды, установлены успокоители потока и тарелки с отводящими трубками для сбора осажденных фракций. Сосуды выполнены с увеличением угла конусности в направлении перемещения суспензий. 2 ил.