Устройство для обработки суспензий

(54Ки 3 Я Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Юго-Восточное производствтехническое предприятие по ремналадке и проектированию энергческих установок предприятий чметаллургии(56) Авторское свидетельствоф 703127, кл. В 01 Р 13/00, 1 7) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБО ПЕНЗИЙ по авт. св, У 70312 01 Г 13/ОО В 01 Е 13 0 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса обработки суспензий типа эмалевого шликера при направленном регулировании реологических характеристик продукта, электроды выполнены в виде ряда пластин с.чередующейся полярностью, размещенных параллельно векторам магнитной индукции, создаваемой электромагнитами в камере диспергирования.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что расстояние между соседними пластинами разной полярности составляет 0,01- 0,3 ширины поперечного сечения камеры диспергирования.Изобретение относится к металлургии и неорганической химии и может быть использовано:в производстве суспензий, к реологическим характеристикам которых предъявляются 5повышенные требования, в частности эма)евых шликеров, применяемыхпри изготовлении стальной и алюмини-.евой посуды с защитным эмалевым покрытием. ОЦель изобретения - интенсификация процесса обработки суспензий типа эмалевого шликера при направленном регулировании реологических характеристик продукта и повышение 5качества продукта.На фиг. изображено устройство,общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на . 20 фиг. 2 в увеличенном масштабе; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4, в увеличенном масштабе.Устройство содержит камеру 1 диспергирования, выполненную . в ви де овальной трубы, имеющей в попе, речном сечении длину а и ширину Ь и электромагниты 2 и 3. По широким сторонам стенок камеры 1 укреплены излучатели 4 и 5 ультразвука, подсоединенные к источнику переменного тока ультразвуковой частоты, а по узким сторонам стенок камеры 1 - выше и ниже излучателей ультразвука - электроды 6-9, подсоединенные попарно (6-7 и 8-9) к источнику постоянного тока. Электромагнит 2 установ- лен против пары электродов 6 и 7, а электромагнит 3 - против пары электродов 8 и 9. Оба электромагнита подключены к источнику постоянного тока независимд от источника, пита.ющего электроды. Электроды 6,7 и 8,9 выполнены в виде ряда пластин 1 О и 11 с чередующейся полярностью, разделенных изоляторами 12 на две группы. Пластины размещены в камере 1 параллельно векторам магнитной индукции, создаваемой в ней электромагнитами 2 и 3. При этом на электроды, подсоединенные к пластинам 10 от источника тока подается положительный заряд, а на электроды, подсоединенные к пластинам 1 - отрицательный заряд. 55 Полярность пластин, таким образом, чередуется равномерно. В процессе обработки суспензии полярность пластин может быть изменена на противоположную, что позволяет расширить диапазон регулирования структурно- механических характеристик получаемого продукта. Пластины 10 и 11 изготавливаются из электропроводного ферромагнитного материала.Размещение пластин электродов параллельно векторам магнитной индукции увеличивает мощность магнитного поля, а уменьшение расстояния между электродами увеличивает плотность тока, что позволяет сократить время пребывания эмалевого шликера в зоне поляризации. Между смежными пластинами разной полярности выдерживается зазор с, величину которого устанавливают в зависимости от ширины Ь поперечного сечения камеры 1 диспергирования. Экспериментально установлено, что минимальный зазор между пластинами должен быть не менее 0,01 величины ЬСопротивление перемещению суспензии в процессе обработки обрат-но пропорционально расстоянию меж-ду пластинами с и прямо пропорционально квадрату скорости перемещения суспензии, а напряженность магнитного поля в зонах перемещения суспензии обратно пропорциональна величине О . Поэтому уменьшение зазора с до величины, меньшей 0,01 Ь , вызывает многократное повышение сопротивления перемещению шликера с одновременным возрастанием потребной мощности перекачивающего шликер насоса. Абсолютное значение величины зазора с принимается в соответствии .с физическими характеристиками обрабатываемой суспензии.Минимальная величина зазора с должна быть, по крайней мере, в пять раз больше максимального размера наиболее крупных частиц дисперсной фазы суспензии - это необходимо для предотвращения неравномерности движения потоков суспензии между пластинами электродов в зоне магнитного и электрического полей. Например, при обработке эмалевых шликеров в камере 1, ширина которой Ь = 10 мм, при толщине пластин.электродов 1 мм, разделенных3 12 1,5 мм, а шаг С = 4 мм, Наибольший зазор с не должен быть более 0,3 величины 5 . Так как плотность электрического тока при обработке суспензии пропорциональна величине зазора С и количеству пластин электродов в зоне магнитного поля, то увеличение зазора С свыше 0,3обусловливает значительное снижение плотности тока и уменьшение поляризации суспенэии. Длину О. поперечного сечения камеры диспергирования целесообразна принимать в 20-25 раэ больше ширины При указанных соотношениях размеров пластин электродов и камеры диспер. - гирования плотность электрического тока, пропускаемого через суспензию в зоне действия магнитного поля, может быть увеличена, например при обработке эмалевого шликера, до 1 ф 10 А/мУстройство работает следующим образом.Первоначально камеру 1 диспергирования заполняют обрабатываемой суспензией, для чего камеру диспергирования соединяют с системой нагнетания в виде насоса, расходного бака с необработанной суспензией и трубопроводов. Затем включают источники питания электромагнитов 2 и 3, электродов 6-9, излучателей 4 и 5 ультразвука и производят обработку суспензии.При движении обрабатываемой суспензии через камеру 1 диспергирования каждый ее элементарный объем попадает последовательно в эо ну действия магнитного и электрического полей, создаваемых электромагнитом 2 и парой электродов 6 и 7,затем - в зону ультразвукового поля, создаваемого источниками 4 и 5 ультразвука, затем - в зону действия магнитного и электрического полей, создаваемых электромагнитом 3 и парой электродов 8 и 9, после чего обработанная суспензия сливается в приемную емкость.В зоне действия магнитного и электрического полей, создаваемых электромагнитом 2 и электродами 6 и 7,.движущаяся суспензия разделяется пластинами 10 и 11, к которым подведен электрический ток, на микропотоки, параллельные векторам магнитной индукции, создаваемой электромагнитом. Так как 12540количество микропотоков большое(свыше 50), а их толщина очень невелика (не превышает 1-3 мм), величина напряженности электрическо го поля в микрообъемах суспензииможет подцерживаться весьма высокой (при напряжении 20 В можетдостигать 10 В/м). При этом:.в результате взаимодействия магнит ного и электрического полей обеспечивается высокая степень электромагнитной поляризации группатомов электропроводиой жидкости,окружающей твердые частицы в об рабатываемой суспензии, в частнос-ти частицы фритты, глины и пигментов в эмалевом шликере. Поляризованные группы атомов микрообъемовжидкости суспензии при попадании 20 ее по мере движения в камере диспергирования в зону ультразвукового поля, .создаваемого излучателями 4 и 5, способствуют многократному ускорению разрушения твер" 25 дых частиц и увеличению степениоднородности состава суспензии.При этом величина заряда электромагнитной поляризации групп атомов микрообъемов жидкости суспенЗ 0 зии в процессе ее обработки ультразвуком уменьшается до нуля. Дляпредотвращения дестабилизации однородности состава суспензии, подвергнутой ультразвуковому диспергированию, необходимо произвести снова поляризацию суспензии.При дальнейшем движении потока суспензии каждый ее элементар ный объем попадает в зону действиямагнитного и электрического полей,создаваемых электромагнитом 2 иэлектродами 8 и 9, где суспензияразделяется пластинами 10 и 11 на 45 микропотоки, параллельные вектораммагнитной индукции, создаваемойэлектромагнитом 3, При этом группыатомов электропроводной жидкости,окружающей твердые частицы в дис пергированной суспензии, вновь поляризуются, благодаря чему обеспечивается длительнаястойкость однородности состава суспензии и полученныхструктурно-механических свойств55 продукта.Регулирование. реологических характеристик обработанной суспензии,,производят путем,изменения плотности электрического тока, периодической сменой полярности электродови продолжительностью пребьвания суспензии в камередиспергирования.дписно и 4/ ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ИИПИ Государственного по делам изобретени 035, Москва, Ж,578комитета СССи открытийаушская наб.