Способ перемешивания веществ и установка для его осуществления

)5 В 01 Р 3/00, 3 12 ЕТЕН обретение относит веществ, а имен иям для перемешив ых материалов, и вано как в научно аториях, так и на риятиях, для пол ых смесей. еремешиваехническим аимонерастбыть исовательских одственных высокодисся к п но к т ания вз нию решенворим пользо лабор предп персн можобретения бразования месей. Цельпроцессовперсности интенсповыше е дисна схема установств; на фиг. 23 - камера на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Институт физики АН ЛитССР(54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к перемешиванию веществ и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Оно обеспечивает интенсификацию процессов и повышение дисперсности смесей. Из резервуара измельченное вещество с более высокой температурой плавления поступает в поток охлажденного газа и образуется аэрозольный поток. В смесителе навстречу ему впрыскивают в виде расплава вещество с более низкой. температурой плавления. Образуются двухслойные частицы: ядро-вещество с более высокой температурой плавления, оболочка-вещество с более низкой температурой плавления,На фиг. 1 изображки перемешивания вещизмельчитель; на фиггрева. Образовавшиеся частицы измельчают и направляют в камеру нагрева, где вещество с более низкой температурой оплавляют с помощью лазерного луча, в результате чего и увеличивается площадь контакта перемешивания веществ. Установка для перемешивания веществ включает резервуары измельченного вещества, вещества в жидком виде, смеситель и последовательно установленные измельчитель и узел нагрева. Смеситель выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных трубок со встречным вводом сред. Измельчитель включает корпус, вращающиеся входные патрубки, конусные перфорированные насадки, дробильные валки с виброблоками и регулирующим устройством, Узел нагрева содержит оптические квантовые генераторы, сферически расположенные вокруг камеры нагрева. Последняя выполнена сферической. с внутренней зеркальной поверхностью и прозрачными проходами. Соосно с проходами размещены с помощью пьезокерамических регуляторов линзы, сфокусированные внутри камеры нагрева. 2 с. п. ф-лы, 2 з. п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. Установка дсодержит источза, резервуар 2более высокой течающий фильтркерамическомвыполнен в витрубок. Имеютсв жидком видево 8 подачи оного веществаустановлены в смсмесителя послемельчитель 1 О иИзмельчителсобой корпус, с ля перемешивания веществ ник 1 подачи сжатого гаизмельченного вещества с мпературой плавления, вклю, установленный на пьезовибратоое 4. Смеситель 5 де двух перпендикулярных я резервуар 6 для веществаи компрессор 7: Средстхлажденного и измельчен- и сетчатый распылитель 9 есителе встречно. На выходе довательно установлены изузел 11 нагрева.ь 10 (фиг. 2) представляет набженный двумя вращаю 1607912зщимися входными патрубками 12 с конус- ными перфорированными насадками 13 и двумя выходными патрубками 14, дробильные валки 15, снабженные виброблоками 16 и соединенные пружинами 17 регулировки с регулирующим устройством 18.Узел нагрева (фиг. 3) включает оптические квантовые генераторы 19, сферически расположенные вокруг камеры 20 нагрева, которая имеет сферическую форму, внутреннюю зеркальную поверхность 21 с прозрачными проходами 22. Соосно проходам 22 установлены линзы 23 с помощью пьезокерамических регуляторов 24. Фокусы линз совмещены в камере 20 нагрева. Последняя имеет входной 25 и выходной 26 патрубки 2.Установка работает следующим образом.Из резервуара 2 измельченное вещество с более высокой температурой плавления поступает в поток газа, поступающего из источника 1 сжатого газа, и превращается в аэрозольный поток. При расширении сжатый газ охлаждается и поэтому вещество с более высокой температурой плавления, находящееся в аэрозольном состоянии, также будет охлаждено. Образовавшийся аэрозольный поток поступает в смеситель 5, а навстречу ему из резервуара 6 при помощи компрессора 7 через распылитель 9 впрыскивается расплавленное вещество с более низкой температурой плавления. Охлажденные частицы вещества с более высокой температурой плавления сталкиваются с частицами расплавленного вещества с более низкой температурой плавления, вследствие чего образуются двухслойные частицы, т. е. ядро из вещества с более высокой температурой плавления, а оболочка из вещества с более низкой температурой плавления. Данное аэрозольное образование поступает на измельчитель 10. Измельченный материал вместе с сжатым газом через входные патрубки 12 и насадку 13 попадает между дробильными валками 15, расстояние между которыми регулирчется чстройством 18 припомощи пружины 17. Дробильные валки 5 попарно вибрируют при помощи виброблоков6 верти кально и горизонтально, и измельченный материал сдавливается, истирается и тем самым измельчается. Далее измельченный материал под действием сжатого газа проходит еще раз между соседними валками 15 и через выходной 14 и входной 25 патрубки поступает в камеру 20 нагрева. Сферически расположенные оптические квантовые генераторы (ОКГ) 19 генерируют лазерное излучение, которое при помощи линз 23 фоку сируется вовнутрь камеры 20. Положение линз регулируется при помощи пьезокерамических регуляторов 4. Поэтому от специфики проводимого термопроцесса лазерное излучение может фокусироваться в одну или несколько точек. Так как внутренняя поверхность 21 камеры 20 зеркальная,лазерное излучение, проходя через прозрачные проходы 22 и точки фокусировки,многократно отражается внутри камеры 20,тем самым способствуя поддержанию температурного режима. При этом раздрооленные двухслойные частицы оплавляютсявеществом с более низкой температуройплавления, тем самым увеличивая площадь контакта перемешиваемых веществ.10 Далее аэрозольный поток через выходнойпатрубок 26 поступает обратно в резервуар 2. При этом избыточное давлениевыравнивается через фильтр 3 для исключения засорения аэрозольными частицами,установленный на пьезокерамическом вибраторе 4. Процесс перемешивание - измельчение-нагревание повторяется многократно до достижения заданного уровнядисперсности смеси.Пример 1, Перемешивают углерод и сви 20 нец в соотношении 1:1,Первоначально измельчают вещество сболее высокой температурой плавления (углерод) до размера частиц (1 Ом для помещения в резервуар 2. Свинец расплавляют и помещают в резервуар 6. Измельченный углерод перемещают с помощьюгелия, температура которого - 00 С, в смеситель 5. Туда же встречным потокомвпрыскивают расплавленный свинец.Температура распыляемого жидкого30 свинца С, аэрозоля с частицами углерода . - 100 С.После этого осуществляют измельчениеобразовавшихся двухслойных частиц.Температура измельчаемых двухслойныхчастиц около - 100 С.Частота вращения валков 15 0,1 кГц, частота вращения насадки 13 50 Гц, сила воздействия валков на поверхность друг друга в состоянии неподвижности 10 Н, частота вибрации 1 кГц,Измельченную смесь нагревают при по"0 мощи лазерного луча до температуры,превышающей температуру плавления вегцества с более низкой температуройплавления (свинца).ОКГ мощностью 5 Вт каждый, тем 45пературы в реакционной камере 20 500 С.Соотношение углерода и свинца по массе 1;1.Цикл охлаждение - изме чьчение-нагревповторяют до получения высокодисперснойсмеси.Продолжительность одного цикпа12 - 13 мин. Проводят 3 - 4 цикла. На выходе получают смесь свинца и углерода в соотношении 1:1 по массе, дисперсностью 1 О- 10 м.55 Пример 2. Готовят смесь едкого натраи воды.Пример 3. Готовят смесь серы с водой.Характеристика состава приведена втаблице.1607912 Состав исходного материала, вес, / Характеристика 50%С + . 507 РЬ Предлагаемый Предла Извест- Предла- Известгаемый ный гаемый ный Известный- 10- 10-100 -10- 10- 10 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,150 50 50 500 50 0,15 10-В 10 " 0,10Гомо 0,17Гомо 0,1010 0,17100,5 10 геннаясмесь геннаясмесь Формула изобретения 1. Способ перемешивания веществ, включающий измельчение твердой фазы, смешивание веществ и нагрев полученной смеси, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов, вещество с более высокой температурой плавления подают в смеси с охлажденным газом, вещество с более низкой температурой плавления - в виде расплава, при этом смешивание веществ осуществляют во встречных потоках, после чего смесь измельчают, а нагрев осуществляют с помощью лазерного луча до температуры, превышающей температуру расплава.2. Установка для перемешивания веществ, содержащая средство подачи охлажденного и измельченного вещества, средство подачи вещества в жидком виде, смеситель, измельчитель и камеру нагрева, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процессов и повышения дисперсности смесей, установка снабжена резервуаром для измельченного вещества, источником подачи сжатого газа, соединенным со средством подачи охлажденного и измельченного вещества, сетчатым распылителем для вещества в жидком виде, смеТемпература охлаждения исходных материаловЧастота врацения валиков, кГцТемпература нагревания смеси, СоИнтенсивность, кг/мин, в расчете 1 кг материалов на входеДисперсность смеси на выходе, м ЗОБ ИаОН + 702 НО 407 Б + 60/ НаО ситель выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных трубок, при этом средство подачи охлажденного и измельченного вещества и сетчатый распылитель установлены в смесителе встречно, измельчитель установлен на выходе из смесителя перед камерой нагрева, последняя снабжена сфернчески расположенными снаружи генератора ми и выполнена сферической, с зеркальнойвнутренней поверхностью и прозрачными проходами в ней, соосно проходам с помощью пьезокерамических регуляторов установлены линзы, фокусы которых совмещены 4 О внутри камеры нагрева.3. Установка по п. 2, отличающаясятем, что измельчитель выполнен в виде корпуса, снабженного двумя вращающимися входными, патрубками с конусными перфорированными насадками и двумя выход ными патрубками, вращающимися дробильными валками, снабженными виброблоками попарно взаимо перпендикулярного вертикального и горизонтального действия, соединенными пружинами регулировки и регулирующим устройством.4, Установка по и. 2, отличающаясятем, что резервуар для измельченного вещества снабжен фильтром, установленным на пьезокерамическом вибраторе.