Устройство для диспергированияи растворения порошкообразных материаловв жидкости

Союз Советских Соцналнстнческнх Респубпнк(22) Заявлено 19.09. 78 (21) 2664441/23-26 рцм. (л.з с присоединением заявки Ко(23) Приоритет В 01 Г 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 300181, Бюллетень КВ 4 Дата опубликования описания 30. 01. 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКОСТИИзобретение относится к перемешиванию и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления суспензий каолина, щелоко-сульфатных смесей и т.д. 5Известна установка для растворения химикатов, включающая емкость (бункер), в которой размещено сопло гидромонитора, устройство для подачи материала и центробежный насос,соеди 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 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 УС- тановлены распределитель порошкооб-30 разных материалов и два целевых сощнаправленные навстречу друг другу.Корпус снаб;:;.л соплами, распределенными по всей ;-оверх"ости и предназначенныя для интенсификации перемешивания 2.Однако процесс смешения в этомустройстве является малоэффективнымиз-за того, что конструкция сОплового устройства не обеспечивает полного поглощения струей жидкости плоской Формы порошкообразного материала,выбрасываемого из сопла с большойскоростью. Кроме того, дополнительные сопла для подачи сжатого воздухазначительно усложняют конструкцию,особенно если учесть, что подача воздуха в сопла осуществляется по специальной нрограме, для исполнения которой требуется сложное приборноеоснащение,Цель изобретения - повышение эффективности процесса диспергированияи растворения порошкообразного материала в .жидкости за счет уменьшениякратнОсти циркуляции, а также упрощение конструкцииПоставленная цель достигаетсятем, что сопло для подачи жидкостивыполнено в виде полого конусообраз 799798оного желоба с углом конусности 5-15.На фиг. 1 схематически изображеноустройство, разрез; на Фиг. 2 - тоже, вид сверху; на фиг. 3 - сечениеА-А на фиг.1.,Устройство содержит распределитель 1 порошкообразных материалов,5емкость 2, сопла 3, выполненное ввиде полого конусообразного желоб4, ось 5 которого перпендикулярнаоси распределителя 1. Угол конус-ности желоба 5-15 . Сопло 3 соединено с нагнетательным патрубком 6циркуляционного насоса 7. На трубопроводах, соединяющих циркуляционный насос с емкостью, установленызадвижки 8.Ус ройство работает следующимобразом.В емкость 2 подают жидкость вколичестве, необходимом для получения смеси заданной концентрации, 20но уровень жидкости не достигаетсопла 3. Жидкость из емкости 2 насосом 7 подается в канал сопла 3,где создается струя полукольцевогосечения, скорость которой регулируется, задвижкой 8. За счет конусности и полукольцевой в сечении"формы сопла 3 струя на расстоянии10-20 диаметров среднего сечениясопла замыкается, образуя струю коль- Зцевого сечения,Таким образом, порошкообразныйматериал, поданный на поверхность незамкнутой струи, после замыканияпоследней оказывается равномерно рас- Зпределенным по внутренней поверхности кольцеобразной струи. Этополностью устраняет пыление во время смешивания.В зоне сжатия струи возникаетсильно развитая турбулентность, которая при встрече струи со стенкойемкости 2, противоположной выходному сечению сопла 3, резко возрастает эа счет мощного гидравлическогоудара, при этом струя распадается,что сопровождается высокими градиентами скоростей в зоне встречи струисо стенкой емкости 2. Диспергируемыйматериал распределителем 1 подаетсяна поверхность струи, причем распределение материала по поверхностиатруи регулируется как скоростьюструи, так и скоростью .подачи материала. Скорость струи такова, чтокинематическая энергия струи значительно больше потенциальной энергииссыпающегося на поверхность струи материала, поэтому при совместном движении жидкости и материала происходит лишь перемещение материала с поверхности струи в ее нижние слои без Щполного проникновения частиц материала через струю. В зоне сжатия струИэа счет сильно развитой турбулентности происходит дальнейшее перераспределение частиц материала в жидкос- у ти,полностью смачивается тот материал, который еще не успел проникнутьв жидкость. Окончательное смешениематериала с жидкостью происходит взоне встречи струи со стенкой емкости 2, когда мощный гидравлическийудар разрушает вместе со струей имеющиеся комки материала, а высокиеградиенты скоростей разрушающейсяструи вызывают большие касательныеи нормальные напряжения.Полученная в результате ударасмесь распределяется по поверхности жидкости в емкости 2. Циркуляция смеси иэ емкости 2 насосом 7при одновременной подаче порошкообразного материала происходит додостижения смеси заданной концентрации, затем готовая порция перекачивается в производство.Преимущества предлагаемого устройства обусловлены равномерностьюраспределения порошкообраэного материала по поверхности, полукольцевой струи, сильно развитой турбулентностью в зоне сжатия струи, боль-.шими касательными и нормальными .напряжениями в зоне встречи со стенкойемкости, распределением смеси поповерхности жидкости в емкости засчет разрушения струи и перемешивания в насосе.Последовательное и качественноесмешение, которое происходит завремя движения струи. от сопла достенки емкости, более полное использование энергии струи на диспергирование повышает эффективность работы устройства. Кроме того, отсутствие сложных вращающихся элементовупрощает его.Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства попереработке каолина при жидком хранении его в виде суспензии 68-нойконцентрации составляет . по целлюлозно-бумажной проьыдленности400 тыс.хчб.ф формула изобретенияУстройство для диспергированияи растворения порошкообраэных материалов в жидкости, содержащее циркуляционный насос и емкость, в .,верхней части которой установленыраспределитель порошкообразных материалов и сопло, соединенное снагнетательным патрубком насосао т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повыше .ия эффективностипроцесса за счет уменьшения кратности циркуляции, сопло выполненов виде полого конусообразного желобас углом конусности 5-15 ф.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 184813, кл. В 01 Г 1/00, 1965.2. Авторское свидетельство СССРМ 298352, кл. В 01 Е 5/06, 1969.