Устройство для диспергированияи растворения порошкообразных материаловв жидкости

Устройство для диспергированияи растворения порошкообразных материаловв жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф-Ы

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республнк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

gij799798 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.09. 78 (21) 2664441/23-26 (53)м. кл.з с присоединением заявки Ко (23) Приоритет

В 01 F 1/00

Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3 00 18 1, Бюллетень N9 4

Дата опубликования описания 30. 01. 81 (53) УДК66.061.1 (088.8) P2) Авторы и 3 обретен и я!

О.К. Сафонов, И.Л. Фрисман и В.Б. Шилов

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ

ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к перемешиванию и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления суспензий каолина, 1щелоко-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- 10 ненный трубопроводом с емкостью и соплом гидромонитора (1).

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- Я 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 уотановлены распределитель порошкооб- 3Q разных материалов и два целевых сощ; направленные навстречу друг другу.

Корпус снабдив.. соплами, распределенными по всей ;-оверх". ости и предназначенныя для ин. .енсифи.:ации переме шивания (2).

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

Цель изобретения — повыаение эффективности процесса диспергирования и растворения порошкообразного материала в .жидкости за счет уменьшения кратности циркуляции, а также упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что сопло для подачи жидкости выполнено в виде полого конусообраз799798 о ного желоба с углом конусности 5-15.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, разрез; на фиг. 2 — то . же, вид сверху; на фиг. 3 — сечение

A-A на фиг.1..

Устройство содержит распределитель 1 порошкообразных материалов, 5 емкость 2, сопла 3, выполненное в виде полого конусообразного желоб

4, ось 5 которого перпендикулярна оси распределителя 1. Угол конус- © ности желоба 5-15 . Сопло 3 соединено с нагнетательным патрубком 6 циркуляционного насоса 7. На трубопроводах, соединяющих циркуляционный насос с емкостью, установлены задвижки 8.

Ус ройство работает следующим образом.

В емкость 2 подают жидкость в количестве, необходимом для получения смеси заданной концентрации, 20 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 регули- 5 руется, задвижкой 8. 3а счет конусности и полукольцевой в сечении" формы сопла 3 струя на расстоянии

10-20 диаметров среднего сечения сопла замыкается, образуя струю коль- З@ цевого сечения.

Таким образом, порошкообразный материал, поданный на поверхность незамкнутой струи, после замыкания последней оказывается равномерно рас- З пределенным по внутренней поверхности кольцеобразной струи. Это полностью устраняет пыление во время смешивания.

В зоне сжатия струи возникает сильно развитая турбулентность, ко- 40 торая при встрече струи со стенкой емкости 2, противоположной выходному сечению сопла 3, резко возрастает эа счет мощного гидравлического удара, при этом струя распадается, что сопровождается высокими градиентами скоростей в зоне встречи струи со стенкой емкости 2. Диспергируемый материал распределителем 1 подается на поверхность струи, причем распределение материала по поверхности атруи регулируется как скоростью струи, так и скоростью .подачи материала. Скорость струи такова, что кинематическая энергия струи значительно больше потенциальной энергии ссыпающегося на поверхность струи материала, поэтому при совместном движении жидкости и материала происходит лишь перемещение материала с поверхности струи в ее нижние слои без go полного проникновения частиц материала через струю. В зоне сжатия струИ эа счет сильно развитой турбулентности происходит дальнейшее перераспределение частиц материала в жидкос- у 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 иэ 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 порошкообраэного 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 вращающихся элементов упрощает его.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства по переработке каолина при жидком хранении его в виде суспензии 68%-ной концентрации составляет, по целлюлозно-бумажной промышленности

400 тыс.хчб.

Формула изобретения

Устройство для диспергирования и растворения порошкообраэных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос и емкость, в.верхней части которой установлены распределитель порошкообразных материалов и сопло, соединенное с нагнетательным патрубком насоса о т л и ч а ю щ е е с я 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

Ф 184813, кл. В 01 F 1/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

М 298352, кл. В 01 F 5/06, 1969.

799798

Щит.! (Ðèâ. 2

Заказ 10247/6

Тираа 589 Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делаМ изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4.

Составитель Т. Зубарева

Редактор Ю. Петрушко Техред Н. Ковалева КорректорM. Вигула