Аппарат для классификации суспензий

Полезная модель относится к аппаратурному оформлению химической технологии, в частности, к аппаратам для проведения процессов разделения и классификации суспензий, например мелкокристаллических взрывчатых веществ. Аппарат для классификации суспензий содержит устройство для подачи в него суспензии и отвода продуктов классификации, корпус, внутри которого концентрично на валу установлен вращающийся перфорированный барабан, частично погруженный в дисперсионную жидкость (0,2-0,4 диаметра барабана) таким образом, что ее уровень находится ниже отверстия в кольцевой перегородке. При этом линейная скорость барабана на максимальном диаметре составляет 0,27-0,54 м/сек, а модуль загружаемой суспензии V_ж /V_т составляет 0,5-2,0. Для интенсификации процесса классификации на корпусе установлены излучатели колебаний, оси которых направлены к центру вращения барабана. На днище корпуса под перфорацией барабана установлено устройство для барботажа суспензии. Предложенное техническое решение позволит безопасно и эффективно проводить классификацию (разделение) мелкокристаллических суспензий различных веществ, в т.ч. и взрывоопасных суспензий.

Полезная модель относится к аппаратурному оформлению химической технологии, в частности, к аппаратам для проведения процессов разделения и классификации суспензий, например порошкообразных мелкокристаллических взрывчатых веществ.

Известны аппараты для классификации суспензий (например, авт. свид. СССР №652968 В 03 В 5/66), состоящие из корпуса, по периметру которого закреплена горизонтальная сетчатая перегородка, устройства для подачи суспензии и отвода продуктов классификации и вибратора, соединенного с сетчатой перегородкой.

Недостатком этих аппаратов является малый срок службы сетчатой перегородки. Как показал опыт, сетка быстро разрушается в местах заделки в результате действия знакопеременных нагрузок.

Наиболее близкий по достигаемому результату является аппарат для классификации авт. свид. СССР №613816 В 03 В 5/56, содержащий камеру для приема исходной суспензии и установленные внутри корпуса концентрически на одном валу вращающиеся перфорированные барабаны, на внутренних поверхностях которых укреплены винтовые лопасти, образующие желоба, по которым движется и разделяется (классифицируется) исходная суспензия.

Недостатком этого аппарата является невозможность качественной классификации мелкокристаллических трудносепарируемых суспензий, так как время пребывания суспензии на перфорированном барабане ограничено вследствие конструктивных особенностей. Кроме того, при увеличении скорости вращения барабанов происходит забивка перфорации, что также отрицательно влияет на качество классификации.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение ресурса работы аппарата, улучшение качества и повышение безопасности процесса классификации.

Техническое решение достигается тем, что барабан вращается с малыми скоростями и погружен в ванну с дисперсионной жидкостью на глубину 0,2-0,4 диаметра барабана, а линейная скорость на поверхности барабана составляет 0,2-0,54 м/сек.

На фиг.1 изображен общий вид аппарата для классификации суспензий в разрезе.

На фиг.2 изображено устройство загрузки исходной суспензии и выгрузки продуктов классификации.

Аппарат для классификации суспензий состоит из перфорированного барабана 1, на котором при необходимости может закрепляться сетка. Барабан концентрично размещен в корпусе 2, на котором имеются: переливной штуцер 3, сливной клапан 4, эластичные мембраны 5 с генератором-пульсатором 6, коллектор 7 для промывки или регенерации рабочей поверхности барабана и труба 8 для загрузки исходной суспензии и выгрузки отклассифицированной суспензии с крупной фракцией. Барабан 1 с одной стороны имеет кольцевую перегородку 9, а с другой - глухую стенку 10, образуя полость, в которую загружается исходная суспензия 13. Стенка 10 крепится к валу привода 11, который вращает барабан. В нижней части корпуса также имеется штуцер 16 для подачи сжатого воздуха в распределительное устройство, например, в перфорированную трубу 17.

Аппарат для классификации суспензии работает следующим образом. В корпус 2 заливают дисперсионную жидкость до рабочего уровня (до переливного штуцера 3), который находится ниже отверстия 12 кольцевой перегородки 9. Затем внутрь вращающего барабана по трубе 8 подается постепенно дозированное количество исходной суспензии 13, а лишнее количество жидкости, образуемое при этом в корпусе 2, вытекает

через переливной штуцер, тем самым поддерживая постоянный рабочий уровень в корпусе аппарата. Количество загружаемой суспензии должно быть таким, чтобы объем твердой фракции составлял не более 0,8 объема меньшего сегмента, образованного касательной, проведенной к отверстию 12 и диаметром барабана 1. В противном случае суспензия будет переливаться (выплескиваться) из барабана через отверстие 12.

После завершения подачи суспензии, барабан продолжают вращать до тех пор, пока она вся не разделится на суспензии с крупной и мелкой фракцией. При этом крупная фракция остается внутри барабана, а мелкая осаждается на дно корпуса. Вращающийся барабан перемешивает исходную суспензию, препятствуя ее расслаиванию и забивке перфорации. За счет небольшой центробежной силы, действующей на твердые частицы, происходит проход через перфорированную перегородку мелкой фракции, в то время как крупная фракция во взвешенном состоянии находится над перегородкой. При этом линейная скорость барабана на максимальном диаметре должна быть, как показали опыты, например, с порошкообразными взрывчатыми веществами, 0,27-0,54 м/сек. При больших оборотах происходит интенсивное истирание и окатывание продукта, которое приводит к увеличению мелкой фракции, что для некоторых процессов нежелательно. Оптимальный модуль загружаемой суспензии V _ж/V_т составляет 0,5-2,0, в противном случае при уменьшении модуля падает производительность аппарата, а при увеличении - ухудшается ее перемешивание, а следовательно и классификация. Для регенерации перфорации во время процесса классификации через коллектор 7 на барабан через форсунки подается промывная жидкость, а через распределительное устройство 17 периодически подается сжатый воздух. По завершению процесса классификации суспензия с крупной фракцией 15 при вращающемся барабане засасывается вакуумом трубой 8 и подается на вакуум-воронку, при этом уровень дисперсионной среды в корпусе 2 понижается до тех пор, пока вся суспензия с крупной фракцией

не удалится из барабана. Суспензия с мелкой фракцией 14 вместе с оставшейся в корпусе дисперсионной жидкостью сливается через сливной клапан 4 на вакуум-воронку. Для предотвращения сводообразования у сливного отверстия слив производится с барботажем суспензии, т.е. подачей сжатого воздуха в распределительное устройство 17.

Для интенсификации процесса классификации на корпусе 2 установлены круглые мембраны, выполненные из эластичного материала, например, резины, оси которых направлены к оси вращения барабана. Мембраны приводятся в движение импульсами давления воздуха, создаваемого в пульсационных камерах 6, расположенных на внешней стороне корпуса 2, а те в свою очередь дополнительно перемешивают исходную суспензию. Кроме этого, происходит частичная регенерация перфорации барабана.

Для тех же целей при классификации мелких порошков на корпусе 2 вместо мембран устанавливаются ультразвуковые излучатели.

Как показывает опыт классификации быстро расслаивающихся суспензий, с целью интенсификации перемешивания исходной суспензии в барабане он должен быть установлен на валу привода эксцентрично, поэтому в конструкции классификатора предусмотрено устройство, позволяющее менять величину эксцентриситета от 10 до 40 мм.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит безопасно и эффективно проводить классификацию (разделение) мелкокристаллических суспензий.

1. Аппарат для классификации суспензий, содержащий полый цилиндрический барабан с перфорированной цилиндрической стенкой, закрепленный и вращающийся на горизонтальном валу, отличающийся тем, что барабан погружен в ванну с дисперсионной жидкостью на глубину 0,2-0,4 диаметра барабана, а линейная скорость барабана составляет на максимальном диаметре 0,27-0,54 м/с.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что одна из торцевых стенок барабана имеет центральное отверстие, а уровень дисперсионной жидкости находится ниже отверстия.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что барабан закреплен на приводном валу с эксцентриситетом 10-40 мм относительно оси барабана.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на корпусе установлены эластичные мембраны-пульсаторы, оси которых направлены к центру вращения барабана.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на днище корпуса смонтированы ультразвуковые излучатели.

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на днище корпуса под перфорацией барабана около сливного отверстия установлено устройство для подачи сжатого газа или воздуха.