Устройство для классификации осадков

(я)я В 03 ОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ц аО ЪГ длагаемое изобретениам для промывки исного анализа) высои может найти примеклассификации оксидоизводстве пьезокера е относится к классификации кодисперсных нение для отных материамики. агента установлены в сосуды выполнены с нусности в направлен пензии, причем угол определяется соотнош вершинах сосудов, авеличением угла кои перемещения сус- Яосновании конусоввием: аппара (диспер осадко мывки ловвп а( - а где а 1 И щей ж(71) Днепропетровский химико-технологический институт им, Ф,Э.Дзержинского (72) Ю,К.Тараненко, О.И.Школа, В,В,Белов, А.Е.Досвицкий и Л.А,Семенюта (56) 1, Авторское свидетельство СССР М 705119, кл. В 01 21/02, С 02 С 3/00, 1979.2, Авторское свидетельство СССР ЬЬ 961780, кл. В ОЗВ 5/62, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКА ИИ ОСАДКОВ Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса классификации и повышение точности распределения частиц по фракциям при расширении функциональных возможностей устройства за счет эффекта отмывки твердой фазы. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено установленными в верхней и нижней частях сосудов успокоителями потока и установленными между ними коаксиально сосудам тарелками с отводящими трубками для отбора осажденных фракций, установленными с зазором к днищу тарелок, при этом патрубки для подвода суспензии расположены тангенциально стенкам сосудам на уровне тарелок, патрубки для подвода рабочего(57) Использование: для отмывки и классификации оксидных материалов в производ, стве . пьеэокерамики. Сущность изобретения: в устройстве для классификации осадков, включающем последовательно соединенные и расположенные один под другим конусообразные сосуды, установлены успокоители потока и тарелки с отводящими трубками для сбора осажденных фракций. Сосуды выполнены с увеличением угла конусности в направлении перемеще., ния суспензии. 2 ил.- угол в основании конуса;- динамическая вязкость промываюид кости;- плотность твердой фазы;- плотность промывающей жидкости;02 - крайние диаметры выделяемой и;п 2- расстояния от основания конуса ней и нижней границ определяемой и;ускорение свободного ипорядковый номер конуСледовательно, заявляемое изобретение соответствует критериям "Новизна", "положительный эффект". Отличительные существенные признаки изобретения в результате исследования не обнаружены, следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "Существенные.отличия",Установка коаксиально сосудам тарелок с отводящими трубками для сбора осажденных фракций, успокоителей потока, расположение патрубков подвода суспензии тангенциально стенкам сосудов на уровне тарелок, а патрубков для подвода рабочего агента - в вершинах сосудов позволяет осуществить;1, Непрерывный отбор твердой фазы суспенэии по трубке, сообщающейся с тарелкой,2. Непрерывную подачу анализируемой суспензии через установленный тангенциально стенкам сосуда патрубок повода суспензии.3. Непрерывный отвод твердых частиц других фракций с частью промывающей жидкости через патрубок, установленный в основании конуса,Снабжение устройства укаэанными конусообразными сосудами по числу анализируемых фракций, способ соединения и установки сосудов, выбор угла в основании конусов согласно соотношения (1), (вывод соотношения в приложении 1) позволяет получить в зоне тарелки каждого конусообразного сосуда определенную фракцию твердых частиц, отобрать эту фракцию и одновременно отмыть твердые частицы от вредных примесей. Эффективность отмывки частиц объясняется тем, что они находятся во взвешенном состоянии в слое ЛЬ = Ь - Ь 1 (фиг,1), в котором происходит смена промывающей жидкости.Распределение частиц в слое ЬЬ заданной высоты позволяет при заданных расходах 01 - промывающей жидкости, 02- анализируемой суспензии и Оз - заданной фракции с частью промывающей жидкости, фиксировать концентрацию частиц в зоне отборной тарелки, а следовательно, обеспечить заданную производительность устройства по твердой фазе.От устройств аналогичного назначения (1, 2) предлагаемое отличается более высокой производительностью при одновременном повышении эффективности твердых частиц от вредных примесей.На фиг,1 схематично изображен конусообразный сосуд в разрезе и схема сил, действующих на частицы с минимальным б 1 и максимальным б 2 диаметрами; на фиг.2 - устройство для отмывки и классификации.Конусообразный сосуд устройства дляотмывки классификации. осадков включает конусообразный корпус 1, в средней части которого по обе стороны от отборной тарелки установлены успокоители потока 2 в виде решеток, Отборная тарелка 3 при помощи трубки 4 установлена в средней части кону сообразного сосуда. Подвод промывающейжидкости осуществляется через трубопровод и штуцер 5, установленные в вершине конуса. В средней части установлен патрубок 6 для тангенциального ввода анализиру емой суспенэии. В основании конусаустановлен патрубок 7 для отвода промывающей жидкости с частицами мелких фракций.Устройство для отмывки и классифика ции осадков (фиг.2) включает конусообразные сосуды (фиг.1) по числу определяемых фракций, На фиг.2 показано три сосуда с углами при вершине а 1, а, аз. Величина углов определяется из соотношения (1) с 25 учетом диаметров частиц фракций. Все триконусообразных сосуда, как и показанный на фиг.1, содержат конусообразные корпуса 8, успокоители потока 9, отборные тарелки 10, связанные с отводящими трубками 11, 30 трубопроводы 12. с помощью которых сосуды через отверстия в вершинах конусов сообщаются с емкостью для промывающей жидкости, патрубки 13, первый иэ который соединен с емкостью для анализируемой 35 суспензии, а последующие соединяются спатрубками 14 предыдущих сосудов. В устройстве предусмотрены линии 15, 16, 17 для отвода частиц определенных фракций.Устройство работает следующим обра зом.Промывающая жидкость подается потрубопроводам 12 во все конусообразные корпуса 8. В первый корпус анализируемая суспензия подается в зону тарелки 10, эа 45 счет выбора угла конуса а 1 определеннаяфракция частиц (диаметром б 1 - б 2) уравновешивается в районе отборной тарелки, эа счет. создания вакуума в линии 15 указанная фракция вместе с частью промывающей 50 жидкости эвакуируется с тарелки черезтрубку 11 остальные фракции вместе с частью промывающей жидкости через патрубок 14 в основании конуса и патрубок 13 в зоне тарелки под напором промывающей 55 жидкости эа счет выбора а 2 в основаниивторого конуса уравновешивается следующая фракция частиц(диаметром б 2 -бз ) и отбирается вместе с частью промывающей жидкости по линии 16, Последняя фракциячастиц (диаметром бз - б 4) уравновешивается при заданном расходе промывающей жидкости в районе отборной тарелки и отводится вместе с частью промывающей жидкости по линии 17, В каждом из конусообразных корпусов 8 фракция частиц занимает зону определенной ширины, в которой происходит смена промывающей жидкости. Работают все механизмы массо- обмена, поэтому одновременно с классификацйей твердой фазы анализируемой суспензии происходит ее отмывке от примесей.Предлагаемое техническое решение выгодно отличается от прототипа, так кзк повышается производительность устройства эа счет непрерывности ведения процесса и одновременно с классификацией частиц ведется их отмывка от вредных примесей, Предлагаемое изобретение в 1991-1992 гг. будет внедрено на предприятиях по производству пьезокерамики из титан цирконий оксидов для отмывки оксидов от ионов хлора. Экономический эффект будет уточнен после окончания разработки проекта производства пьезокерзмики из оксидных материалов,Приложение 1.На фиг.1 приведены обозначения следующих величин;п 1 - расстояния от основания конусообразного сосуда 1 до границы частиц меньшего диаметра б 1;пг - расстояние от основания конусообразного сосуда 1 до границы частиц большего диаметра бг;Н - высота конусообразного сосуда; р 1 - сечение конусообразного сосуда в зоне частиц меньшего диаметра б 1;рг - сечение конусообразного сосуда в зоне частиц большего диаметра б 2;01 - расход промывающей жидкости; Ог - расход анализируемой суспензии; Оз - расход твердой фазы выделяемой фракции с частью промывающей жидкости;04 - расход отработанной промывающей жидкости с частицами фракции, отличной от выделяемой;хб рЧ . лб 3 ОЧИЕс =А 1ф Ес 2 фф Аг4 24 2 силы сопротивления частицами диаметрами б 1 и бг соответственно потокам промывающей жидкости плотности р, движущейся в сечениях р 1 и р со скоростями Ч 1 и Ч 2, соответственно;4 А 1 4 АггА = -г-. Й = -екоэффициенйе 1 йе 2ты сопротивления частиц идеализированной "ньютоновской" жидкости (3);(9) Ч 2=2 3. Из условия неразрывности струи всечениях 31 и 32 определим тд а 1 /2 ( ивугол в основании конуса), Условие неразрывности струи в принятых обозначенияхимеет вид:50 Ч 1 81=Чг ЗгИспользуя выражения (3),учим:Ч 1 ЗгГ Г (" Вдбзд 7 д, " дд дднпд,критерии Рейнольдса для стесненногоосаждения реальной частицы (4);дддддй:А ддддЬ-ЙАг 1, Агг =критерии Архимеда для обтекания шарообразной частицы с динамической вязкостью 10 при ускорении д свободного падения;жб жсЯЕв 1 =р ц . Евг р Я выталки 66вающие силы, действующие на погруженные в жидкость частицы диаметрами б 1 и бг;15 ,Я Яглгд = ф 19 6, п 129 -Р 1 9 6 - весчастиц диаметрами б 1, б 2 и плотностью р 1;1, Выразим площади сечения конуса 81и 32 на расстоянии п 1 и 1 и от основании 20 через радиус основанияг 1-й-п 119 а 1 П (1)гг = й-прад а /2 (2)31- жг 1 -к (й-п 1 сда 11/2 (3) 2582 =к г 22 - а(й-Ьгд а 1/2 (4)2, Составим условия равновесия крайних частиц фракций на расстоянии Ь 1 и пгот основания конуса:Ес 1 + Ее 1 п 11930 (5)В систему уравнений (5) подставим вы.ражЕНИя дЛя Ес 1, Есг, Ее 1, Еег, Е 19, Глгд;дб 1 ЕЯ лба Ю1 4 2 +Рд 6 =Р 19 635 д(Я рЯ лб жбан4 2д 6 ф 19 6Из уравнений (6) и Р) определим скорости Ч 1 и Чг в сечениях 31 и 82;) с учетом Преобразуем выражежЕНИй ДЛЯ Аг 1 И Аа:,2 2- ь Соотношение 16) можн ов ь 1 взРрЬИ 12 - " 1 ье(Е-Ипример расчета у одного паденмер сосуда. 4 ГФ:1 цЖ1 12Для преобразования выражения (13) кзаконченному виду получим соотношения ДлЯ А 1 и А 2; 4 Аг 1 Аг 1 Зи " .ЧТПЪт,-; 4 Аа Аа Х 2 = -- В 82 =3 Р 22 Учитывая уравнение (15), перепишем сооношение 13) в виде: . 4, Приведем гла адля следующих параметров:а) промывающей жидкости (воды)р 1000 кг/ 3р=10 нмб) анализируемой суспензии оксидар 1 = 1200 кгlмз б 2 = 410 м. б 1 1510 мЬ 1 = 150 ммЬ 2 = 180 мм5 й =100 ммТогдащ а /2 = 0,5043а /2 = 27, а - 54Расход промывающей жидкости можно рас считать по скорости и сечению01 = Р 1 01 3202 (18)Таким образом, выбирая углы а для определенных узких фракций, при заданных Й, Ь, Ь 2 можно конструировать устройства 15 для отмывки и классификации осадков,Формула изобретения Устройстводля классификацииосадков,включающее последовательно соединенные и установленные один ниже другого ко нусообразные сосуды с патрубками дляввода суспензии, рабочего агента и отвода слива,отличающеесятем,что,сцелью повышения эффективности классификации за счет обеспечения отмывки осадков и не прерывности процессов, оно снабжено установленными в верхней и нижней частях сосудов успокоителями потока и установленными между ними коаксиально сосудам тарелками с отводящими трубкаМи для сбо ра осажденных фракций, установленными сзазором к днищу тарелок, при этом патрубки для подвода суспензии расположены тангенциально стенкам сосудов на уровне тарелок, патрубки для подвода рабочего ) 35 агента установ.,ны в вершинах сосудов, асосуды выполнены с увеличением угла конусности в направлении перемещения суспензии, причем угол в основании конусов определяется соотношением40 где а - угол в основании конуса; .,и - динамическая вязкость жидкости;р 1 - плотность твердой фазы;0 р - плотность жидкости;б 1, б 2 - крайние диаметры выделяемойфракции;й - радиус основания конусообразногососуда;п 1, Ь 2 расстояния От Основания конусадо. верхней и нижней границ дпределяемойфракции;9 - ускорения своб ия;1 - порядковый но1813574 Кулако Редэкт 1802 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ С ат "Патент", г. У роизводственно-издательский