Устройство для диспергирования глины

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СьветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.з с присоединением заявки Нов В 01 Е 13/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 667,661. ,13(088.8) Дата опубликования описания 07.03,83 72) А изоб.Ямщиков, А.И.Шульгин и Н,В.ЧЕрЦший ни 71) Заявител осковский ордена Трудового Красного Знамени горныйинститут 4) УСТРОЙС ЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГЛИНЫ оны си те Изобретение относится к конструкциям устройств для смешения и диспергирбвания материалов и может быть использовано в керамической промыш:ленности для обогащения полезных ископаемых, в пройзводстве глинопорошков, применяемых в качестве наполнителей в бумажной и резиновой промышленности, для приготовления глинистых растворов, используемых при бурении, а также для выщелачивания и экстракции в химической промьднленности,Известно устройство.для диспергировавия.глины, содержащее полую колонну с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, установленный п оси стержень, на котором закрепле перфорированные тарелки и возбудитель колебаний Г 1).Наиболее близким к изобретению поконструкции и достигаемому эффекту является устройство для диспергирования глины, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечением отверстийуфильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов 2 1.Общим недостатком известных устройств является то, что они не поз" воляют создать высокую интенсивность воздействия колебаний на глину по причине значительной инерционности стержня с закрепленными на нем перфорированными тарелками, которые приводят в движение весь объем жидкости, не вызывая в ней действия таких мощных факторов диспергирования глины, как знакопеременное давление, кавитацию, турбулентные потоки. Низкая интенсивность воздействия приво-: дит к эабиванию отверстий перфорированных тарелок глиной и к прскращению процесса диспергирования.Целью изобретения является интенфикация процесса эа счет дополнильного ввода газообразного реагента в перерабатываемый материал и улучшение фильтрования суспензии, а также повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстге для диспергирования глины, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с возможностью возвратно-поступатель.ного перемещения, перфорированныетарелки, закрепленные на штоке и вы"полненные с изменяющимся по высотекорпуса сечением отверстий, фильтрующую перегородку, вибропривод и штуцеры ввода и вывода материалов, шток 5выполнен полым с отверстиями, расположенными под тарелками, фильтрующаяперегородка выполнена цилиндрической,размещена соосно под корпусом и снабжена установленным снаружи ее цилиндром,Дополнительно устройство снабжено электроискровыми разрядниками,закрепленными на внутренней поверхности корпуса между тарелками, генератором электрических импульсов,электрически подсоединенным к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси., соединенным с полымштоком, а также оно снабжено устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевого желоба с наклонным в сторону выгрузки основанием и установленным под фильтрующей перегородкой. 25На фиг. 1 изображен продольныйраэр-з устройства, "на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Уст 1 ойство для диспергированияглины содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, шток 2, установленный по оси корпуса с воэможностьювозвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, перфорированные тарелки 3, закрепленныена штоке 2 и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечениемотверстий 4, цилиндрическую фильтрующую перегородку 5 и вибропривод б.Юток 2 выполнен полым, на его участках под тарелками выполнены отверстия, а фильтрующая перегородка 5размещена соосно под корпусом и снаб"жена коаксиально установленным снару"жи нее цилиндром 7,Дополнительно устройство снабжено 45электроискровыми разрядниками,8, эа"крепленными на внутренней поверхностикорпуса между тарелками 3, генератором 9 электрических импульсов,электрически подсоединенным к разряд Оникам 8, и источником 10 горячейгазообразной смеси, соединенным сполым штоком 2, а также устройствомвыгрузки материалов, выполненным ввиде кольцевого желоба 11 с наклонным в сторону выгрузки основанием 12,установленным соосно под фильтрующейперегородкой 5, а вибропривод б выполнен с поршнем 13, размещенным пооси корпуса под фильтрующей перегородкой 5 в отверстии 14, выполненном фв верхней части кольцевого желоба 11.Устройство работает следующимобразом.Корпус 1 заполняется водой и включается вибропривод 6, приводящий в 65 колебательное движение поршень 13 посредством штока 15. От источника 16 горючего газа и источника 17 воздуха или кислорода через смеситель 18 горючая газовая смесь по системе 19 подачи газообразной смеси поступает во внутреннюю полость штока 2, откуда через отверстия поступает в жидкость.Под действием мощных вертикальных колебаний в жидкости возникают равновесные уровни газовых пузырьков. Из подаваемой в жидкость горючей газовой смеси образуются равновесчые слои газовых пузырьков, приходящиеся на зоны, в которых расположены перфорированные тарелки 3 и электроискровые разрядники 8. От генератора 9 импульсов высокого напряжения осуществляется периодическое и непрерывное зажигание горючей смеси в равновесных слоях посредством электроискровых разрядников 8. Изменением соотношения горючего газа и воздухаили кислорода )в горючей газовой смеси добиваютсяее взрывообраэного или непрерывногогорения в равновесных слоях.. Глина совместно с водой подаетсявнутрь корпуса 1 через загрузочноеприспособление 20. Под действиемзнакопеременного давления, возникающего в жидкости при возбуждении колебаний, происходит разрушение структурных связей между агрегатами глинистых частиц, а под действием гидростатического давления столба водыпроисходит интенсивное набухание незащищенных силами структурных связейглинистых частиц, т.е. происходитразупрочнение глины. Возникающая поддействием знакопеременного давлениякавитация в поровом растворе глины иво вмещающейжидкости приводит к ееразрушению. Определенную роль играетразмывание внешних слоев глины турбулентными потоками жидкости,Особо размывающее действие усиливается при образовании равновесныхслоев газовых пузырькОв за счетмногочисленных их столкновений с глиной. Образование равновесных слоевделает объем. жидкости неоднородными по его высоте существуют скачкидавления, которые приводят к дробле"нию глины. Электроискровое зажиганиегорючей газовой смеси и ее горениерезко интенсифицирует набухание, дроСление и диспергирование глины. Дробление и диспергирование глины происходит на перфорированных тарелках 3,причем на каждой из тарелок происхо-.дит дробление глины до размеров меньших или равных размерам отверстий 4.Куски глины с меньшими размерамипадают на нижележащие тарелки 3. Проходя последовательно ряд тарелок с35 размерами .отверстий 4, уменьшающимися сверху вниз, глина дробится до требуе мой крупности. По мере уменьшения размеров кусков глины возрастает скорость диспергирования и на уровне нижней тарелки 3 глина диспергирует полностью, в результате чего образуется глинистая суспензия, которая отводится из корпуса через Фильтрующую перегородку 5, патрубок 21 и направляется на обезвоживание или сушку. 10В зоне расположения Фильтрующей перегородки 5 действуют мощные колебания жидкости, смывающие частицы размером больше размеров .ее ячеек, что наряду с действием знакопере менного давления, обусловливающего нормальные к поверхности перегородки 5 колебания жидкости, приводит к непрерывной ее регенерации и эффективному отводу глинистой суспензии.Песчаные частицы, размером меньше размеров отверстий нижней тарелки 3, через кольцевое отверстие 14 между кромкой попадают во внутреннюю часть разгрузочного. желоба 11, чему способствует выпуклая поверхность поршня 13 и, передвигаясь под действием колебаний жидкости и упругой мембраны 22 по нижнему основанию 12 желоба 11, имеющего наклон в сторону разгрузки материала, скапливаются в его нижней части, откуда периодически выпускаются через отводящий патрубок 23.Каменистые и органические включения, остающиеся на перфорированных тарелках 3, периодически удаляются при поднятии штока 2 с закрепленными ,на нем тарелками.Испытания предложенного устройства показали, что оно обеспечивает эффективное диспергирование глины и 40 высокую степень дисперсности глинистых частиц.Формула изобретения1. Устройство для диспергирования глины, содержащее вертикальный ци линдрический корпус, шток, установленный по оси корпуса с воэможностьювозвратно-поступательного перемещения, перфорированные тарелки, закрепленные на штоке и выполненные с изменяющимся по высоте корпуса сечениемотверстий, фильтрующую перегородкувибропривод и штуцеры ввода и выводаматериалов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью интенсификации процесса за счет дополнительного вводагазообразного реагента в перерабатываемый материал и улучшения фильтрования суспензии, шток выполне. полымс отверстиями, расположенными подтарелками, фильтрующая перегородкавыполнена цилиндрической, размещенасоосно под корпусом и снабжена установленным снаружи ее цилиндром.2. Устройство по и. 1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения производительности, оноснабжено электроискровыми разрядниками, эакреплснными на внутренней поверхности корпуса между тарелками,генератором электрических импульсов,электрически подсоединенным к разрядникам, и источником горючей газообразной смеси, соединенным с польюштоком3Устройство по пп. 1 и 2, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено устройством выгрузки материалов, выполненным в виде кольцевогожелоба с наклонным в сторону выгрузки основанием и установленным подФильтрующей перегородкой, а вибропривод снабжен поршнем, размещенным соосно под фильтрующей перегородкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Карпачева С.М. и др. "Пульсируу)щие экстракторы", Атомиздат, М., 1964,с. 91-93.2, Патент Японии Р 7634,кл. 13 С 31, опублик. 1963.ставитель А.Тарасов хред О,Неце Корректор М,Демчик е е Ю ктор Н.Аристова о илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 б 77/3 ВНИИП по 11 ЗОЗ 5, Тираж Государстве лам иэобрет осква, Ж68 бногонийРау Подпискомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5