Способ перемешивания веществ и установка для его осуществления

 

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 5 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. 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 поверхностей 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В О1 F 3/00, 3 12, 3 18

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4449523/31-26 (22) 29.06.88 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (71) Институт физики АН ЛитССР (72) Ю. Ю. Алишаускас (53) 66.068:621.979 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1366192, кл. В 01 F 1/00, 1986. (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.

Изобретение относится к перемешиванию веществ, а именно к техническим решениям для перемешивания взаимонерастворимых материалов, и может быть использовано как в научно-исследовательских лабораториях, так и на производственных предприятиях, для получения высокодисперсных смесей.

Цель изобретения — интенсификация процессов образова ния и повышение дисперсности смесей.

На фиг. 1 изображена схема установки перемешивания веществ; на фиг. 2 измельчитель; на фиг. 3 — камера нагрева.

ÄÄSUÄÄ 1607912 А1

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 расположен ные 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 для перемешивания веществ содержит источник 1 подачи сжатого газа, резервуар 2 измельченного вещества с более высокой температурой плавления, включающий фильтр 3, установленный на пьезокерамическом вибратоое 4. Смеситель 5 выполнен в виде двух перпендикулярных трубок. Имеются резервуар 6 для вещества в жидком виде и компрессор 7: Средство 8 подачи охлажденного и измельченного вещества и сетчатый распылитель 9 установлены в смесителе встречно. На выходе смесителя последовательно установлены измельчитель 10 и узел 11 нагрева.

Измельчитель 10 (фиг. 2) представляет собой корпус, снабженный двумя вращаю1607912 з щимися входными патрубками 12 с конусными 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 регчлирчется устройством 18 при помощи пружины 17. Дробильные валки !5 попарно вибрируют при помощи виброблоков 6 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 оплавляются веществом с более низкой температурой плавления, тем самым увеличивая площадь контакта перемешиваемых веществ.

10 Далее аэрозольный поток через выходной патрубок 26 поступает обратно в резервуар 2. При этом избыточное давление выравнивается через фильтр 3 для исключения засорения аэрозольными частицами, установленный на пьезокерамическом вибраторе 4. Процесс перемешивание — измельчение-нагревание повторяется многократно до достижения заданного уровня дисперсности смеси.

Пример 1. Перемешивают углерод и сви20 нец в соотношении 1:1.

Первоначально измельчают вещество с более высокой температурой плавления (углерод) до размера частиц (10 м для помещения в резервуар 2. Свинец расплавляют и помещают в резервуар 6. Измельченный углерод перемещают с помощью гелия, температура которого — !00 С, в смеситель 5. Туда же встречным потоком впрыскивают расплавленный свинец.

Температура распыляемого жидкого

30 свинца- 400 C, аэрозоля с частицами углерода — 100 С.

После этого осуществляют измельчение образовавшихся двухслойных частиц.

Температура измельчаемых двухслойных частиц 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 по40 мощи лазерного луча до температуры, превышающей температуру плавления вегцества с более низкой температурой плавления (свинца).

ОКГ мощностью 5 Вт каждый, тем45 пературы в реакционной камере 20 500 С.

Соотношение углерода и свинца по массе 1:1.

Цикл охлаждение — изме пьчение-нагрев повторяют до получения высокодисперсной смеси.

Продолжительность одного цикла

12 — 13 мин. Проводят 3 — 4 цикла. На выходе получают смесь свинца и углерода в соотношении 1:1 по массе, дисперсностью

10 — 10 м.

55 Пример 2. Готовят смесь едкого натра и воды.

Пример 3. Готовят смесь серы с водой.

Характеристика состава приведена в таблице.

1607912

Состав исходного материала, вес, /

Характеристика

50%С + 507РЬ

Предлагаемый

Предла Извест- Предла- Известгаемый ный гаемый ный

Извест ный — 10 — 10

-100 -10 — 10 — 10

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1 0,1

50 50

500

0,10

0,15

10-В

10 "

0,10

Гомо0,17

Гомо0,10

0,17

0,5. 10 генная смесь генная смесь

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 материалов

Частота врацения валиков, кГц

Температура нагревания смеси, С

Интенсивность, кг/мин, в расчете

1 кг материалов на входе

Дисперсность смеси на выходе, м

ЗОБ NaOH + 702 Н О 407 S + 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 5 ми и выполнена сферической, с зеркальной внутренней поверхностью и прозрачными проходами в ней, соосно проходам с помощью пьезокерамических регуляторов установлены линзы, фокусы которых совмещены

4О внутри камеры нагрева.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что измельчитель выполнен в виде корпуса, снабженного двумя вращающимися входными, патрубками с конусными перфорированными насадками и двумя выход45 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, отличающаяся тем, что резервуар для измельченного вещества снабжен фильтром, установленным на пьезокерамическом вибраторе.

1607912

Шаг.2

1б07912

Составитель Т. Круглова

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Коррсктор l. Питай

Заказ 3580 Тираж 520 Г1одписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и <>ткрытням при ГК11Т СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4,5

Производственно-издатечьский комбинат «Г!атент», г. Ужгород, ië. Гагарина. 101