Вибрационный диспергатор Советский патент 1982 года по МПК B01F11/00 

(54) ВИБР.4ЦИОННЫЙ ДИСПЕРГАТОР

Изобретение относится к смесителям с вибрационными устройствами для диспергирования , газов и жидкостей в жидких средах и может быть использовано, например, в химической и гидрометаллургической областях промышленности.

Известно диспергирование жидкостей и газов в жидких средах и смешение жидкости с газами или с другими жидкостями посредством устройства, включаюш,его перфорированный диск, присоединенный посредством штока к вибратору возвратнопоступательного действия (1.

Под воздействием перфорированного диска, колеблюш,егося по вертикальной оси, жидкость циркулирует в сосуде и частично проходит в виде струи через отверстия диска. При прохождении отверстий и ЗОИ высокой турбулентности вблизи отверстия вводимые жидкость или газ диспергируют, однако, значительная часть вводимых материалов движется в сосуде, минуя отверстия диска, что ухудшает их диспергирование.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности устройства является вибрационный диспергатор, являющийся элементом вибрационной мешалки жидкофазного массообменного аппарата колонного тица.

Диспергатор содержит стакан с отверстиями, соединенный посредством штока с виброприводом 2.

Степеиь диспергирования в этом уст5 ройстве зависит от диаметра отверстий в

диспергаторе и скорости его колебаний, а

производительность зависит от суммарной

плошади отверстий в диспергаторе.

Для интенсификации диспергирования 10 необходимо увеличить скорость колебаний или увеличить диаметр стакана, так как количество отверстий ограничено условиями прочности.

Повышение скорости и увеличение диа15метра стакана приводят к возрастанию действия на диспергатор инерционных и диссипативных сил.

. Другим недостатком известного диспергатора является то, что дисперсионная сре20да протекает через отверстия стакана в обе его стороны, а часть дисперсионной среды со стороны ввода диспергируемых материалов обтекает полость диспергатора снаружи, что уменьшает скорость струй в отвер25стиях, а следовательно, ухудшает диспергирование материала. Это снижает эффективность работы аппарата.

Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение степени 30 диспергирования.

Для этого в предлагаемом диспергаторе стакан снабжен вогнутым днищем с центральным отверстием, а отверстия в стакане выполнены в виде сопел, сужающихся к выходу. При этом днище выполнено в виде конуса или набора нескольких сопряженных конусов.

Такое выполнение устройства вибрационного диспергатора увеличивает (во время, движения диспергатора вниз) количество и скорость жидкости, поступающей в полость диспергатора снизу, и количество смеси жидкости с диспергируемым материалом, выходящей из полости диспергатора .через отверстия перфораций. При движении диспергатора вверх уменыщается затекание жидкости в полость диспергатора через его отверстия. Это приводит к интенсификации диспергирования и позволяет увеличить производительность диспергатора без увеличения его размеров.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого вибрационного диспергатора с днищем в виде -конуса; на фиг. 2 - .вариант установки диспергатора в полости массообменного аппарата с указанием движения в нем материалов.

Вибрационный диспергатор включает стакан 1 с отверстиями 2, выполненными в виде сопел, выступающих над поверхностью стакана на 1-5 мм. Стакан снабжен вогнутым днищем 3 конической формы с центральным отверстием 4 для входа в полость диспергатора. Диспергатор прикреплен к штоку 5 вибратора возвратнопоступательного -действия и опущен в полость сосуда 6, снабженного трубопроводом 7 для ввода подлежащего диспергированию газа (.или жидкости) в полость диспергатора. Направление колебаний штока с диспергатором и движения материалов в сосуде указаны стрелками. , Вибрационный диспергатор работает следующим образом, Диспергатору сообвдаются колебания от вибропривода посредством щтока 5, направленные по его оси. В полость диспергатора по трубе 7 подается газ или жидкость, подлежащая диспергированию. Вследствие колебательного движения диспергатора в его полость через

отверстие 4 днища 3 поступает дисперсионная среда, а через отверстие 2 стакана 1 мз полости диспергатора в полость сосуда продавливается- в виде струй смесь дисперсионной среды с диспергируемой фазой, которая при этом интенсивно диспергируется.

Определено, что для диспергирования газа диспергатор с приводом от электромагнитного вибратора частотой 50 Гц следует оснащать отверстиями 2 диаметром (в свету) 2-б мм и относительной площадью 3-12%, а отверстие 5 должно занимать 8-16% площади днище. Интенсивное дробление воздуха в воде до пузырьков диаметром менее 0,5 мм достигается при амплитуде колебаний 1,2-1,6 мм (то есть амплитудном значении скорости колебаний 0,38-0,5 м/с).

Предлагаемое устройство позволяет повысить степень диспергирования, что повышает эффективность массообменных процессов. Кроме того, его применение позволяет увеличить производительность аппарата в 1,3-1,7 раза.

Формула изобретения

1.Вибрационный диспергатор, содержащий стакан с отверстиями, соединенный посредством штока с виброприводом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с .целью интенсификации процесса и повышения степени диспергирования, стакан снабжен вогнутым днищем с центральным отверстием; а отверстия в стакане выполнены в виде сопел, сужающихся к выходу.

2.Диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что днище выполнено в виде конуса.

3.Диспергатор по п. I, отличающийся тем, что днище выполнено в виде набора нескольких сопряженных конусов.

Источннки информации, п,ринятью -во внимание при экспертизе:

1.Штербачек 3. и Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. Л., Госхимиздат, 1963, с. 317.

2.ABTOipciKoe сиидетельство СССР № 697139, кл. В 01 F 11/00, 1976.