Устройство для расщепления слюды

СОЮЗ СООЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 8) 09) Ш) 2 С 19/ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСИ Цель изобретен фективности работы чения измельчения ционного состава,На фиг.1 изобра сечение; на фиг,2 фиг.1; на фиг.3 - повышение эфэа счет обеспео требуемого фракИзобретение нию легко рассл преимущественно использовано пр ной массы в про тепло- и гидрои лов,к расщея материможет бы вке слюд слюдобу ых матер лелов,тноситс и вающих слюд, и под гот зводств оля цион жено устройство- сечение Б-Б насечение В-В на СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательскийинститут неметаллорудной промышленности Гипронинеметаллоруд(56) Соболев В,В. Слюдопласты иих применение. Л.: Энергоатомиздат,1985, с. 101-103,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЩЕПЛЕНИЯСЛЮДЫ(57) Изобретение относится к расщеплению легко расслаивающихся материалов, преимущественно слюд, и можетбыть использовано при подготовкеслюдяной массы в производстве слюдобумаг, тепло- и гидроизоляционных материалов, Изобретение направлено на повышение эффективностиработы за счет обеспечения измельчения до требуемого фракционногосостава, а также на использованиелюбого вида слюдосырья. На торцесопла диаметром й и длиной (0,713)с 1 со стороны входа выполнены наложенные одна на другую вогнутыевыемки конического сечения с угломпри вершине конуса 70 - 110 ,центрыкоторых в плане совпадают с осьюсопла, а продольные оси перпендикулярны оси сопла, одна радиусом5-6)д и глубиной (0,5-0,7)й другая радиусом (28-32)й и глубиной(0,32-034)й, причем угол расхождения от оси сопла боковых сторонвыемок составляет 30-40 , на торцеосопла со стороны выхода выполненавогнутая выемка конического сечения с углом при вершине конуса 70110 , центр которой в плане совпадает с осью сопла, а продольная осьперпендикулярна оси сопла радиусом(5-6)й и глубиной (05-07)й приэтом продольная ось выемки перпендикулярна в плоскости торца соплаоспрыскной трубы 10-20 , Кроме того,на внутренней поверхности расщепляющей камеры в шахматном порядкеразмещены ряды пирамид с соотношениемвысот рядов от 1:2:4 до 1:5:25, ориентированных одной иэ граней в сторону спрыскной трубы, Устройство может быть установлено с воэможностьюо,поворота от вертикали на угол до 352 э.п. ф-лы, 9 ил, 697881фиг. (струи условно повернуты вплоскость сечения); э нэ Фиг.4 - сопло, продольный разрез, нэ фиг,5 - тоже вид с торца на Фиг,6 - то же,15поперечный разрез, нэ Фиг.7 - то же,план, на фиг.8 - разрез Г-Г наФиг,7, на фиг,9 - разрез Д-) нафиг. 5.Устройство состоит из корпуса 1,представляющего собой трубу например, прямоугольного сечения и расщепляющей камеры 2 Внутри корпуса1 установлена перегородка 3, разделяющая корпус 1 на два неравных объема - загрузочную шахту 4 и классификационную часть 5,Часть одной боковой стенки 6 корпуса 1, образующей классификационнуючасть 5, обнижена. К кромке 7 этойстенки примыкает спивная воронка 8с патрубком 9 слива суспензии слюды10, На боковых стенках корпуса 1в районе центра масс установленыопоры 11, допускающие поворот корпуса вокруг их осей,Обьем расщепляющей камеры 2 образован плоскими стенками 12, плоской стенкой 13 и листом переменнойкривизны 14, Верхняя часть листа 14изогнута в виде козырька,15, На листе 14 в обьеме расщепляющей камеры 2в шахматном порядке установлены ряды,например, 3-гранных пирамид 16, 17,18, ориентированных одной из острыхграней в сторону спрыскной трубы 19.,размещенной внизу расщепляющей камеры 2, В данной конструкции показанпример размещения трех рядов пирамид,Крепление пирамид 16, 17, 18 к листу 14 производится с помощью, например, резьбового стержня на основаниипирамид, либо на сварке, Высоты пирамид в рядах 16, 17, 18 по мере удаления от спрыскной трубы 19 в зависимости от размеров расщеппяющей камеры 2 выполняются с соотношениеммежду собой (16,17:18) от 1;2:4 до1:5;25, На спрыскной трубе 19 установлены соппа 20 (в примере кон 50кретной конструкции их два) и краны21, 22 воды 23, В нижней точке расщепляющей камеры 2 размещен сливнойкран 24, Спрыскная труба 19 черезкран 21 сообщается с магистралью55высокого давления, а через кран 22 с оптически прозрачным (например,полихлорвиниловым) трубопроводом25 слива в бак оборотной воры. Спрыскнэя труба 19 вставлена втрубу 26, которая наглухо сварена слистами 12, 13 и 14 Нэ торцах трубы 26 установлены уплотнения 27,герметиэующие зазор между трубами19 и 26, Для установки сопл 20 втрубе 19 в трубе 26 предусмотреныокна 28, Окна 28 выполнены овальнойФормы с тем, чтобы труба 19 имелавоэможность поворота вокруг своейоси, На боковых стенках 12 сделаныотверстия, закрытые смотровыми стеклами 29, которые заФиксированы планками 30,Каждое сопло 20 выполнено в ридеплоского диска толщиной (0,7-1,3) йсо взаимно параллельными торцами смонтажной резьбой на наружной цилиндрической поверхности и цилинррическим отверстием 31 по центру(где й - диаметр цилиндрическогоотверстия 31), На торце со сторонывхода выполнены наложенные однана другую две вогнутые выемки 32 и33 конического сечения с углом привершине конуса Ы. =70-110 , В планеоцентры выемок лежат на оси отверстия31, Оси выемок перпендикулярны осисопла. Выемка 32 выполнена радиусомт = (5-6) й и глубиной (0,5-0,7) йа выемка 33 большим радиусом В =(28-32) с и глубиной (0,320,34) й. Уголрасхождения отоси сопла каждой боковой стороныовыемки 32, 33 составляет 30-40На противоположном торце выходавыполнена вогнутая выемка 34 радиусомфг = (5-6) й и глубиной (0,50,7) с конического сечения с углом привершине конуса ОБ = 70-110 . В планецентр выемки 34 лежит на оси отверстия 3 1 а продольная ось выемкиперпендикулярна оси сопла и продольная осям выемок на торце входа сопла, Сопло с помощью глухих отверстий 35 вворачивают в спрыскную трубу 19 и оставляют в положении, прикотором длинная ось вогнутой выемки34 составляет с осью спрыскной грубы угол 3 = 10-20 , причем длинныеоси всех вогнутых выемок 34 ролжныиметь наклон в одну сторону,Вогнутые выемки поробных конфигураций получают, например, с помощью дисковой фрезы риаметром 2Ф (5-6) й2(28-32) Л 3 с заточкой на"конус" - углом при вершине, например, в 90 путем подачи ее по центруосопла в его тело на величину (0,50,7) с 1 Г(032-034) ди для выемок32, 33 последующего поворота сопла вплоскости торца на угол наприьмер, 35Перед началом работы устройстваоткрывается кран 21 и вода 23 черезспрыскную трубу 19 и сопла 20 заполняет объем дезинтегратора до уровня31, определяемого пространственнымположением кромки 7 боковой стенки6, и переливается через него в сливную воронку 8,В случае питания устройства оборотной водой или подмешивания к воде23 оборотной воды кран 22 приоткрывается настолько, цтобы в оптическипрозрачном трубопроводе 25 внутреннего диаметра 4-8 мм было заметнодвижение жидкости, Такой дренаж предупреждает забивание трубы 19 слюдой оборотной воды. Выемки 32 и 33на торце входа сопла предотвращаютзабивание отверстия сопла слюдой оборотной воды,С поступлением кристаллов слюдыв загрузочную шахту 4 последние,опускаясь под собственным весом. внеподвижной воре, попадают ь расцепляющую камеру 2, где образуетсяслюдяная масса, которая, пройдя классификационную часть 5 корпуса 1, переливается через кромку 7 в воронку8 и удаляется через патрубок 9,Каждое из сопл 20 формирует плоскую водяную струю, пространственная ориентировка которой соответствует положению продольной оси вогнутой выемки на выходном торце сопла.Благодаря ориентировке оси этой выемки под углом к горизонту струи 36,37 образуют в объеме расщепляющейкамеры пакет плоских струй, Например, сопло с диаметром отверстия2,5 мм при 6 кгссмдавления водыдает на расстоянии 100 мм струю шириной 150 мм и толщиной 1-2 мм, Попытки получить более тонкие струи- приводят к неустойчивости струи и ееразрушению, Оптимальный угол наклонаплоских струй т,е, продольных осейвогнутых выемок на торце выходаьсопла к оси трубы 19 составляет 15.При таком угле наклона достижимытолщина пакета параллельных струй,не превышающая высоты последнего рядапирамид 18 и в то же время, расстояние между соседними струями, оптимальное с точки зрения максимальногоэжекционного эФФекта.Конкретные размеры расщепляющей5камеры 2 определяют необходимое число сопл 20, Угол веера струй 36, 37и величину гидравлического давленияводы подбирают так, цтобы каждаяструя перекрывала (в плане) первый10. ряд пиРамид,Эжектируемая смесь из воды икристаллов слюды имеет свободный подход к каждой стороне каждой струиблагодаря тому что до первого рядапирамид вееры струй 36, 37 не перекрывают (фиг,3) все сечение расщепляющей камеры 2. Струи 36 37,. эжектируя примыкающие к ним слои воды,разгоняют их, Эжектируемая среда. по"0 падая жду струями 36 и 37, исп -тывает дополнительный эжекционньйэффект как за счет двойного воздействия (от каждой струи), так и засчет эффекта сжатия между струями25 36, 37. Сжатие возникает как результат "слипания" двух параллельно движущихся струй (возникает "замкнутыйкруг" ), двойной эжекционный эффектвызывает увеличение скорости средымежду струями, что сопровождаетсяснижением давления в этом месте посравнению со статическим давлениемвне пакета струй, в результате чего"струи стремяться сблизиться" и плотнее "захватывают" эжектируемуюсреду),Наклон пакета струй к горизонтуоблегчает доступ поступающей сверхуэжектируемой среды к струям по сравнению с вариантом горизонтально ориентированного пакета плоских струй,когда сопла 20 разносятся по вертикали, и длинные оси выемок 34 ориентируют горизонтально. Кроме того,45 в этом варианте возникает необходимость оснащения устройства дополнительным механизмом синхронногоповооота сопл,Пакет струй 36, 37, встретив на50своем пути пирамиды 16, 17, 18, контактируют с листом 14, который, изменяя плавно направление суммарногопотока, с помощью козырька 15 Формирует в объеме расщепляющей камерыкруговой вихрь, поток 38,55Эффективность способа расщепленияслюды проявляется в следующем Частички слюды, спускаясь из загрузочной шахты 4 в расщепляющую камеру 2,169788захватываются вихрем 38, затеи стру-ями 36, 37 и эффективно разгоняютсяими вместе с водой, Проходя зонупирамид 16, 17, 18, частички слюдыподвергаются воздействию ударнойнагрузки, возникающей при взаимодействии их с острыми гранями пирамид,а также при обтекании потоком тре,угольного профиля пирамид. 10Происходит расщепление слюдома,териала. Часть кристаллов слюды контактирует непосредственно с острымигранями пирамид 16, 17, 18; что сопровождается их интенсивным механическим разрушением,Избыток поступающей в дезинтегратор воды, определяемый производи,тельностью сопл 20, переливается че"реэ кромку 7 в сливную воронку 8,Поэтому в классификационной части 5корпуса 1 создается постоянный вертикально направленный поток воды 39,Скорость такого потока пропорциональна производительности сопл 20 иобратно пропорциональна сечению классификационной части 5 корпуса 1.Величина скорости восходящего потокаопределяет крупность фракций частицерасщепленной слюды, которые могутбыть "подняты", унесены потоком 39до кромки перелива 7, Более крупные .частички "оседают" и тем самымвновь попадают в расщепляющую каме"ру 2, где подвергаются дальнейшемурасщеплениюТрехгранное сечение пирамид выбрано с точки зрения достижения наибольшей турбулентности потока приобтекании их по сравнению, например,с 4", 5-гранными сечениями, Изменениепроизводительности и Фракционногосостава уносимых потоком 39 частичекслюды, а также спектра (характера)распределения фракций, осуществляется изменением места контакта пакетаструй 36, 37 с перпендикулярно стоящими потоку пирамидами 18 путем поворота вокруг своей оси спрыскнойтрубы 19, Например, для "мягких"слюдоматериалов типа флогспита пакетструй направляется на верхнюю частьпирамид 18, минуя при этом пирамиды 16 и 17,.Соответственно, в случае, например, расщепления кристаллов искусственного фторфлогспита спрыскная труба поворачивается так, цтобы пакет 2530405055 18струй обтекал все пирамиды 16, 17,18. Обтекание пакетом струй пирамиду их основания сопровождается автоматичес ким увели цени ем турбулент ности епотоке вследствие увеличеннойвелицины сечения пирамид у их основания,В этом варианте включается "в работу" все турбулизирующие элементы16, 17, 18, Частички слюды сталкиваются со всеми пирамидами 16, 17, 18и помимо механического воздействияподвергаются при этом ударным нагрузкам максимальной величины,В качестве дополнительного фактора корректировки фракционного состава слюдяной массы 10 предусмотреннаклон устройства от вертикальнойооси на угол до 35 за счет поворота,например, вокруг своих опор 11, Приэтом слюдяная масса 10 также, преодолев наиболее низко расположеннуючасть кромки 7, переливается в сливную воронку 8, откуда по патрубку 9поступает, например, е сгустительнакопитель,Таким образом производится настройка дезинтегратора и его работав непрерывном режиме,Контроль направления пакета струй36, 37 при регулировке устройства,а также текущий контроль за работойрасщепляющей камеры 2 производитсявизуально через смотровые окна 29,Испытания устройства (ф 300 ю2400 мм, в том числе расщепляющаякамера 220 ф 210 ф 400 мм, число сопел3, давление воды 6 кг см ) показалиэффективность его работы, Производительность по искусственному фторфлогспиту достигала 12 кг цПо сравнению с известным, пригодным для расщепления только "мягких" слюдоматериалов, предлагаемоеустройство позволяет расщеплять любые слюды и получать при этом слюдяную массу требуемого фракционногосостава,Вместо б классов крупности слюдяных частиц по скорости восходящегопотока (известного от (-0,05) до(+1,5) см с ) в устройстве по изобретению получаются 3 класса крупности частиц от (-0,05) до1 О 1697 СЕ 1 лона корпуса предлагаемого устройства до 104. Это сказывается на качестве слюдяной бумаги, особенно по отклонению показателя поверхностной плотности бумаги от ее номинала в отдельных точках.Конструкция устройства учитывает крайне неудобное при эксплуатации подобного оборудования свойство слюдочастиц откладываться, оседать в разного рода карманах, полостях и отверстиях и выполнена самоочищающейся, Дренажный кран 22 и сочетание вогнутых выемок 32, 33 предотвращают отложение слюдочастиц в трубе 19 и отверстии 31 сопла 20.Предлагаемое устройство просто и дешево в изготовлении монтаже и обладает сроком службы, равным сроку службы металлоконструкции. Формула изобретения 1, Устройство для расщепления слю ды, включающее корпус, загрузочную шахту, расщепляющую камеру, горизонтально ориентированную с возможностью поворота вокруг своей оси спрыскную трубу с соплами, торцы 30 цилиндрических отверстий которых со стороны входа и выхода перпендикулярны оси сопла, классификационную часть и сливную воронку о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения измельчения до требуемого фракционного состава, сопла выполнены длиной (0,7-1,3) диаметра д со стороны вхоЛа с наложенными одна на другую вогнутыми выемками конического сечения с углом при вершине конуса 70-110 , центры которых в плане совпадают с осью сопла, продольные оси перпендикулярны оси сопла, одна радиусом (5- 6) д и глубиной (0,5-0,7) й другая радиусом (28-32) д и глубиной (0,32- 0,34) й причем угол расхождения от оси сопла боковых сторон выемок составляет (30-40) , на торце сопла со стороны выхода выполнена вогнутая выемка конического сеченияс углом при вершине конуса 70-110 , центр которой в плане совпадает с осью сопла а продольная ось перпендикулярна оси сопла радиусом (5-6) с 1 и глубиной (0,5- 0,7) йпри этом продольная ось выемки перпендикулярна в плоскости торца сопла продольным осям выемок на торце входа сопла и составляет с осью спрыскной трубы угол 10-202, Устройство по п,1, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью использоеания любого вида слюдосырья, на внутренней поверхности расщепляющей камеры, противоположной соплам, в шахматном порядке размещены ряды многогранных пирамил с соотношением высот рядов от 1;2:4 до 1:5:25, ориентированных одной из граней в сторону спрыскной трубы,3, Устройство по пп,1 и 2, о тл й ч а ю щ е е с я тем, что установлено с возможностью поворотао от вертикали на угол до 35(рад Составитель Н,Ильин Техред Л,Сердюкова Корректо Недолуже мборска е аказ 1676 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 изводстненно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, узт. Гагарина, 1(