Активатор физико-химических процессов

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть использовано в химической, металлургической (гидрометаллургия), добывающей и перерабатывающей промышленности. Позволяет интенсифицировать процесс активации многофазной активируемой среды. Активатор включает размещенный в цилиндрическом корпусе и соединенный с приводом рабочий орган с режущими элементами. Он снабжен ультразвуковым излучателем, а рабочий орган выполнен в виде двух гребенок, закрепленных на наружном и внутреннем валах с возможностью взаимодействия между собой. Гребенки выполнены в виде лучей с концентрически расположенными на них режущими элементами. Ультразвуковой излучатель установлен в днище цилиндрического корпуса, а режущие элементы выполнены в виде лепестков с обоюдоострой заточкой с боковых сторон. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть использовано в химической, металлургической (гидрометаллургия), добывающей и перерабатывающей промышленности.

Известна установка для измельчения материалов, включающая корпус с вертикальным валом, решетку и водила с закрепленными на них режущими инструментами, а также механизмы предварительного измельчения (авторское свидетельство №1674967, опублик. 07.09.1991).

Недостатком данной установки является невысокая производительность измельчения из-за отсутствия дополнительных немеханических средств, способствующих процессу измельчения.

Известно устройство для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов (активатор физико-химических процессов), включающее размещенный в цилиндрическом корпусе и соединенный с приводом рабочий орган с режущими элементами и источник вращающегося магнитного поля (авторское свидетельство №906613, опублик. 23.02.1982).

Данное техническое решение устраняет недостаток указанного выше, оно содержит дополнительное средство, способствующее измельчению материалов, а именно источник вращающегося магнитного поля, но качество измельчения и смешивание в системе «жидкость - твердое вещество» недостаточно эффективны из-за выполнения рабочего органа в виде винтовой лопасти.

Технический результат, на который направлено предлагаемое изобретение, заключается в интенсификации процесса активации многофазной активируемой среды.

Указанный технический результат достигается за счет того, что активатор физико-химических процессов, включающий размещенный в цилиндрическом корпусе и соединенный с приводом рабочий орган с режущими элементами, снабжен ультразвуковым излучателем, а рабочий орган выполнен в виде двух гребенок, закрепленных на наружном и внутреннем валах с возможностью взаимодействия между собой, при этом последние выполнены в виде лучей с концентрически расположенными на них режущими элементами.

А также тем, что ультразвуковой излучатель установлен в днище цилиндрического корпуса.

А также тем, что режущие элементы выполнены в виде лепестков с обоюдоострой заточкой с боковых сторон.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид активатора физико-химических процессов; на фиг.2 - гребенка; на фиг.3 - выноска I на фиг.1; на фиг.4 - выноска II на фиг.2.

Активатор физико-химических процессов состоит из цилиндрического корпуса 1 с подводящим нижним патрубком 2 и отводящим верхним патрубком 3. С приводом (не показан) соединены наружный вал 4 и внутренний вал 5, установленные в корпусе 1 посредством уплотнения 6. На наружном валу 4 закреплена верхняя гребенка 7, а на внутреннем валу 5 закреплена нижняя гребенка 8. Гребенки 7 и 8 выполнены в виде лучей с концентрически расположенными на них режущими элементами - лепестками 9. Лепестки 9 гребенки 7 расположены между лепестками 9 гребенки 8 и выполнены с обоюдоострой заточкой 10 с боковых сторон.

В днище 11 цилиндрического корпуса 1 размещен ультразвуковой излучатель 12.

Работает активатор следующим образом.

Через подводящий нижний патрубок 2 внутрь корпуса 1 активатора подается многофазная активируемая среда, состоящая из смеси жидкости с твердой и/или газообразной фазой, которая попадает на вращающиеся гребенки 7 и 8. При их вращении лепестки 9, обеих гребенок, начинают колебаться, в результате чего возникает гидродинамическая кавитация. Одновременно с вращением валов 4 и 5 ультразвуковой излучатель 12 создает акустические волны большой интенсивности и возникает акустическая кавитация. При схлопывании кавитационных пузырьков излучаются ударные волны, которые и воздействуют на активируемую среду.

Так как подача активируемой среды осуществляется под давлением, в пространстве между ультразвуковым излучателем 12 и нижней гребенкой 8 возникает область высокого давления, что усиливает воздействие ультразвука на активируемую среду. Давление подачи активируемой среды через патрубок 2 должно быть достаточным, чтобы она проходила через гребенки 7 и 8, которые при вращении оказывают большое гидравлическое сопротивление.

При вращении гребенок 7 и 8 в активируемой среде возникают ультразвуковые колебания лепестков 9, которые усиливаются при прохождении лепестков сквозь друг друга. Так как лепестки 9 имеют разные длину и угловую скорость, ультразвуковые колебания имеют широкий спектр.

Ультразвуковой излучатель 12 настраивается по максимуму излучаемой мощности в активируемую среду.

Полученный в результате обработки продукт удаляется через верхний патрубок 2.

Предлагаемое изобретение позволяет интенсифицировать физико-химические процессы в активируемой среде, в том числе процессы дезинтеграции, суспензирования, окисления и обогащения многофазной активируемой среды.

1. Активатор физико-химических процессов, включающий размещенный в цилиндрическом корпусе и соединенный с приводом рабочий орган с режущими элементами, отличающийся тем, что он снабжен ультразвуковым излучателем, а рабочий орган выполнен в виде двух гребенок, закрепленных на наружном и внутреннем валах с возможностью взаимодействия между собой, при этом гребенки выполнены в виде лучей с концентрически расположенными на них режущими элементами.

2. Активатор по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковой излучатель установлен в днище цилиндрического корпуса.

3. Активатор по п.1, отличающийся тем, что режущие элементы выполнены в виде лепестков с обоюдоострой заточкой с боковых сторон.