Устройство для диспергированияи РАСТВОРЕНия пОРОшКООбРАзНыХ МАТЕРиАлОВВ жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК B01F1/00 

1

Изобретение относится к перемешиванию и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности ля приготовления суспензий каолина, елоко-сульфатных смесей и т.д. 5

Известна установка для растворения химикатов, включающая емкость (бункер), в которой размещено сопло гидромонитора, устройство для подачи материала и центробежный насос,соеди-Ю ненный трубопроводом с емкостью и соплом гидромонитора р..

Однако эта установка не обладает высокой эффективностью вследствие потерь энергии струи гидромонитора 15 на преодоление трения у стенок емкости, на частичное уплотнение химикатов и на преодоление силы тяжести, особенно при получении смесей высокой концентрации. Кроме того,установ- 20 ка имеет сложную конструкцию привода гидромонитора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство 25 для диспергирования и растворения порошкообразных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос и корпус, в верхней части которого установлены распределитель порошкооб- 30

разных материалов и два щелевых сопи направленные навстречу друг другу. Корпус снас;:;ен соплами, распределенными по зсей поверхности и предназначенными для ин: енслфи::ации перемешивания 2.

Однако процесс смешения в этом устройстве является малоэффективным из-за того, что конструкция соплового устройства не обеспечивает полного поглощения струей жидкости плоской форли порошкообразного материала выбрасываемого из Ъопла с большой скоростью. Кроме того, дополнительные сопла для подачи сжатого воздуха значительно усложняют конструкцию, особенно если учесть, что подача воздуха Б сопла осуществляется по специальной nporpajiMe, для исполнения которой требуется сложное приборное оснащение.

Цель изобретения - повьшение эффективности процесса диспергирования и растворения порошкообразного материала Б .ЖИДКОСТИ за счет улюньшания кратности циркуляции, а также упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что сопло для подачи жидкости выполнено в виде полого конусообразного желоба с углом с6нусн6сти 5-15 На фиг. 1 схематически изображен устройство, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.1. . Устройство содержит распределитель .1 порошкообразных материалов, емкость 2, сопло 3, выполненное в виде полого конусообразного желобу 4, ось 5- которого перпендикулярна оси распределителя 1. Угол конусности желоба 5-15° . Сопло 3 соедине но с нагнетательным патрубком 6 циркуляционного насоса 7. На трубопроводах, соединяющих циркуляционный насос с емкдстью, устйновлены задвижки -8. Ус-ройство работает следующим образом. В емкость- 2 подают жидкость в количестве, необходимом для получения смеЬи заданной концентрации, но уровень жидкости не достигает сопла 3. Жидкость из емкости 2 насосом 7 подается в канал сопла 3, где создается, струя полукольцевого сечения, скорость которой регулируется, задвижкой 8. За счет конусности и полукольцевой в сечении формы сопла р струя на расстоянии 10-20 диаметров среднего сечения сопла замыкается, образуя струю кол цевого сечения. Таким образом, порошкообразный материал, поданный на поверхность н замкнутой струи, после замыкания последней оказывается равномерно ра пределенным по внутренней поверхности кольцеобр,азной струи. Это полностью устраняет пыяение во время смешивания. В зоне сжатия струи возникает сильно развитая турбулентность, которая при встрече струи со стенкой емкости 2, противоположной выходному сечению сопла 3, резко возрастает за счет мощного гидравлического удара, при этом струя распадается, что сопровождается высокими градиен тами скоростей в зоне встречи струи СОстенкой емкости 2. Диспергируемы материал распределителем 1 подается на поверхность струи, причем распределение материала по поверхности отруи регулируется как скоростью . труи, так и скоростью .подачи материала. Скорость струи такова, что кинематическая энергия струи значительно больше потенциальной энергии ссыпающегося на поверхность струи м териала, поэтому при совместном дви жении жидкости и материала происходит лишь перемещение материала с по верхности, струи в ее нижние слои бе полного, проникновения частиц матери ала через струю. В зоне сжатия стру за счет сильно развитой турбулентности происходит дальнейшее перерас пределение частиц материала в жидко ти,полностью смачивается тот материал, который еще не успел проникнуть в жидкость. Окончательное смешение материала с жидкостью происходит в зоне встречи струи со стенкой емкости 2, когда мощный гидравлический удар разрушает вместе со струей имеющиеся комки материала, а высокие градиенты скоростей разрушающейся струи вызывают большие касательные и нормальные напряжения. Полученная в результате удара смесь распределяется по поверхности .жидкости в емкости 2. Циркуляция смеси из емкости 2 насосом 7 при одновременной подаче порошкообразного материала происходит до достижения смеси заданной концентрации, затем готовая порция перекачивается в производство. Преимущества предлагаемого устройства обусловлены равномерностью распределения порошкообразного материала по поверхности .полукольцевой струи, сильно развитой турбулентностью в зоне сжатия струи,боль-. шими касательными и нормальными.напряжениями в зоне встречи со стенкой емкости, распределением смеси по поверхности жидкости в емкости за счет разрушения струи и перемешивания в насосе. Последовательное и качественное смешение, которое происходит за время движения струи, от сопла до стенки емкости, более полное использование энергии струи на диспергирование повышает эффективность работы устройства. Кроме того, отсутствие сложных вращанлцихся элементов упрощает его. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства по переработке каолина при жидком хранении его в виде суспензии 68%-ной концентрации составляет . по целлю гозно-бумажной промышленности 400 тыс.луб. Формула изобретения Устройство для диспергирования и растворения порошкообразных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос и емкость, в .верхней части которой установлены распределитель порошкообразных материалов и сопло, соединенное с нагнетательным патрубком насоса отличающееся тем, что, с целью повыше:.ия эффективности процесса за счет уменьшения кратности циркуляции, сопло выполнено в виде полого конусообразного желоба с углом конусности 5-15. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 184813, кл. В 01 F 1/00, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 298352, кл. В 01 F 5/06, 1969.

A-A