Способ получения шарообразных частиц из жидких материалов Советский патент 1975 года по МПК B01J2/02 

1

Изобретение относится к технике диспергирования жидкостей и может найти применение в таких процессах, как нагрев (охлаждение) газов с помощью жидких теплоносителей, грануляция веществ путем охлаждения капель растворов, а также в подобных процессах в энергетике, химической технологии и других областях техники.

Известны способы управляемого диспергирования жидкостей, основанные на возбуждении распада струй, вытекающих через отверстия в днище специальной емкости, путем наложения периодических колебаний давления при помощи вибратора, при этом давление изменяют по синусоидальному закону.

Однако при этом наряду с основной фракцией однородного размера происходит образование дополнительной фракции частиц меньщего размера, именуемых каплями-спутниками, а наличие в факеле диспергированной жидкости (расплава) двух или более фракций, как правило, усложняет последующие технологические процессы, ухудшает к.п.д. устройства и снижает качество готового продукта.

Цель изобретения - получение частиц одинакового размера и предотвращение образования частиц меньщего размера при истечении потока жидкого материала через отверстия в днище сосуда. Это достигается тем, что по

предлагаемому способу давление изменяют по пилообразной кривой со временем увеличения давления в течение одного периода, составляющим 0,6-0,95 периода колебания давления.

Способ получения щарообразных частиц ниже рассмотрен на примере возбуждения распада струй при создании колебаний давления в объеме жидкости. На фиг. 1 схематически показан процесс

дробления группы струй; па фиг. 2 - распад струи при синусоидальной форме колебаний; на фиг. 3 - распад струи под действием колебаний пилообразной формы; на фиг. 4 дана кривая изменения скорости истечения жидкости при пилообразной форме колебаний.

Жидкость (расплав) непрерывно подают в замкнутый сосуд 1, в днище которого выполнены сопловые отверстия 2 диаметром d. Под действием избыточного давления в сосуде

жидкость вытекает из отверстий с некоторой скоростью W в виде струи 3, причем в зависимости от ориентации сопла истечение может происходить как вертикально вниз, так и под различными углами к вертикали. Давлекие Р жидкости в объеме сосуда слагается из двух составляющих: постоянной величины среднего давления в питающем трубопроводе и пульсационной составляющей, создаваемой переменной силой F через мембранное устройство 4. Таким образом, давление жидкости в

сосуде переменное, и скорость истечения жидкости из сопловых отверстий является периодической функцией времени, в силу чего струя приобретает осесимметричные деформации профиля, которые развиваются при движении ее в свободном пространстве.

При наложении синусоидальных колебаний давления деформация струи 3 такова (см. фиг. 2), что в результате ее разрыва происходит формирование двух фракций: основной капли 5 и капли-спутника 6.

Изменение скорости при наложении пилообразных колебаний давления приводит к такой деформации профиля струи (см. фиг. 3), что образования капель-спутников не происходит. Такой характер распада струи наблюдается в тех случаях, когда время нарастания скорости истечения находится в пределах от 0,6 до 0,95 длительности периода колебаний.

Пример. Из сосуда через сопло диаметром do,2 мм вытекает струя воды со скоростью W,Q м/сек. Распад струи возбуждается периодическими колебаниями давления в объеме сосуда с частотой 300 гц.

При синусоидальной форме колебаний распад струи протекает с образованием капельспутников; диаметр основной капли 2,1 мм, диаметр капли-спутника 0,8 мм, весовая доля капель-спутников 5,6%.

При пилообразной форме колебаний и времени нарастания давления за один период (время нарастания скорости истечения) в пределах от 0,6 до 0,95 длительности периода колебаний распад протекает без образования капель-спутников, диаметр образующихся капель 2,14 мм.

При пилообразной форме колебаний и времени нарастания давления, равном длительности периода колебаний, после чего следует мгновенный спад давления до начальной величины, распад теоретически должен протекать без образования капель-спутников, однако практически такой режим не реализуется из-за инерционности элементов схемы.

При пилообразной форме колебаний и времени нарастания давления, равном 0,5 длительности периода колебаний, картина распада аналогична той, которая наблюдается при синусоидальной форме колебаний, при времени нарастания давления, меньшем 0,5 длительности периода, весовая доля капельспутников возрастает по сравнению со случаем синусоидальных колебаний.

Предмет изобретения

Способ получения шарообразных частиц из жидких материалов при истечении потока

жидкого материала через отверстие в днище сосуда с наложением периодических колебаний давления при помощи вибратора, отличающийся тем, что, с целью получения частиц одинакового размера и предотвращения

образования частиц меньшего размера, давление изменяют по пилообразной кривой со временем увеличения давления в течение одного периода, составляющим 0,6-0,95 периода колебания давления.

О

5

Г-

J

Фиг 2

W,M/ceK

Фиг.З

t.cex

Фи2/