Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ФАЗ
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ФАЗ

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ФАЗ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области разделения твердых материалов методом флотации и их очистки от примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, микробиологической и ряде других областей промышленности. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа разделения твердых фаз, заключается в интенсификации процесса флотации и повышении качества очистки загрязненных поверхностей за счет преодоления сил адгезии в сочетании с рациональной организацией процесса разделения и оптимизации геометрических характеристик кавитатора. Способ разделения твердых фаз, состоящих из основного материала 1 и примесного компонента 2, погруженных в жидкую среду 3, включает автономную подачу жидкости с помощью патрубка 4, снабженного соплом-кавитатором 5 переменного эквивалентного диаметра, и газа с помощью патрубка 6. Подача жидкости производится на границу раздела твердой фазы, при этом минимальный эквивалентный диаметр сопла-кавитатора 5 меньше величины проекции расстояния от внешнего среза сопла-кавитатора 5 до наружной поверхности твердой фазы, измеряемого по его продольной оси, пересекающейся с продольной осью патрубка подачи газа 6 в точке ее контакта с твердой фазой. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094121
Класс(ы) патента: B03B1/00
Номер заявки: 95120308/25
Дата подачи заявки: 29.11.1995
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Матвеев Андрей Сергеевич; Никитин Михаил Владимирович; Тарасов Виталий Александрович; Головинкин Андрей Викторович
Автор(ы): Матвеев Андрей Сергеевич; Никитин Михаил Владимирович; Тарасов Виталий Александрович; Головинкин Андрей Викторович
Патентообладатель(и): Матвеев Андрей Сергеевич; Никитин Михаил Владимирович; Тарасов Виталий Александрович; Головинкин Андрей Викторович
Описание изобретения: Изобретение относится к области разделения твердых материалов методом флотации и их очистки от примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, микробиологической и ряде других отраслей промышленности.
Известны способы разделения твердых фаз на фракции при помощи просеивания, а также под действием гравитационно-инерционных и гравитационно-центробежных сил [1]
К общим недостаткам указанных способов следует отнести невозможность их использования при значительной адгезионной способности разделяемых материалов, а также при обработке поверхностей большого размера, не подлежащих механическому разрушению.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является флотационный способ разделения твердых материалов, погруженных в жидкую среду, включающий раздельную подачу жидкости и газа с помощью патрубков в жидкую среду [2]
Недостатком данного способа разделения твердых фаз является низкая эффективность процесса и продолжительное время его осуществления в тех случаях, когда адгезия разделяемых компонентов велика и, следовательно, флотационная схема практически не функционирует.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа разделения твердых фаз, заключается в интенсификации процесса флотации и повышении качества очистки загрязненных поверхностей за счет преодоления сил адгезии в сочетании с рациональной организацией процесса разделения и оптимизацией геометрических характеристик кавитатора.
Указанный технический результат достигается тем, что в соответствии со способом разделения твердых фаз, погруженных в жидкую среду, включающем автономную подачу жидкости и газа с помощью патрубков и жидкую среду, согласно изобретению патрубок подачи жидкости снабжен соплом-кавитатором переменного эквивалентного диаметра, а подача жидкости производится на границу раздела твердой фазы, при этом минимальный эквивалентный диаметр сопла-кавитатора меньше величины проекции расстояния от внешнего среза сопла-кавитатора до наружной поверхности твердой фазы, измеряемого по его продольной оси, пересекающейся с продольной осью патрубка газа в точке ее контакта с твердой фазой.
Снабжение патрубка подачи жидкости соплом-кавитатором переменного эквивалентного диаметра обеспечивает активное эррозионное разрушение примесного компонента с последующей активной его транспортировкой из зоны контакта потоком воздуха, подаваемым с помощью соответствующего патрубка. В то же время выполнение условия, регламентирующего соотношение величины минимального эквивалентного диаметра сопла-кавитатора к проекции расстояния от внешнего среза сопла-кавитатора до наружной поверхности твердой фазы, измеряемого по его продольной оси, обеспечивает возможность проведения процесса в наиболее интенсивных режимах, что необходимо при значительной адгезионной способности компонентов без разрушения рабочего органа в сочетании с рациональным распределением энергии кавитирующей струи.
На фиг. 1 представлена иллюстрация примера реализации данного способа разделения основного материала 1 и примесного компонента 2, погруженных в жидкую среду 3, с использованием патрубка 4 подачи жидкости, снабженного соплом-кавитатором 5 переменного свободного сечения, ориентированного под углом β к поверхности твердой фазы, изменяющимся в диапазоне от 0 до 90o, а также патрубка 6 подачи газовой фазы; на фиг. 2 и 3 показаны некоторые из возможных вариантов выполнения сопла-кавитатора 5 в виде полого тела или снабженного дополнительным элементом 7, установленным с зазором к внутренней стенке сопла-кавитатора 5. В случае выполнения сопла-кавитатора 5 полым минимальный эквивалентный диаметр dэmin равен его минимальному внутреннему диаметру dmin а при наличии дополнительного элемента 7 минимальный эквивалентный диаметр определяется с учетом минимального сечения сопла-кавитатора 5.
На фиг. 2 и 3 стрелками показано направление движения жидкости.
При всех вариантах выполнения сопла-кавитатора минимальный эквивалентный диаметр dэmin меньше величины проекции L0 расстояния L от внешнего среза сопла-кавитатора 5 до наружной поверхности твердой фазы 2, измеряемого по его продольной оси, пересекающейся с продольной осью патрубка 6 подачи газа в точке ее контакта с твердой фазой.
Таким образом dэmin< Lo= L cosα, где α = 90°-β.
Реализация данного способа разделения твердых фаз осуществляется следующим образом.
Жидкость под напором подается в патрубок 4 и поступает в сопло-кавитатор 5, где происходят последовательное возрастание поперечных пульсаций скорости потока и его ускорение с последующим образованием ядер кавитации и пузырьков газа, вытесняемых в пространство, ограниченное внешней кромкой сопла-кавитатора 5 и поверхностью 2 примесного компонента, погруженного в жидкую среду 3. Происходящее при этом схлопывание пузырьков вызывает эррозионное разрушение твердой фазы 2, частички которой активно выводятся при помощи патрубка 6, ось которого пересекается с осью сопла-кавитатора 5 в точке ее контакта с твердой фазой 2. Составляющие примесного компонента 2 с большим удельным весом оседают, а сравнительно легкие частицы вследствие эффекта флотации оказываются в пенном слое, который удаляется принудительно или самотеком.
Формула изобретения: Способ разделения твердых фаз, погруженных в жидкую среду, включающий автономную подачу жидкости и газа с помощью патрубков в жидкую среду, отличающийся тем, что патрубок подачи жидкости снабжен соплом-кавитатором переменного эквивалентного диаметра, а подача жидкости производится в направлении поверхности твердой фазы, при этом минимальный эквивалентный диаметр сопла-кавитатора меньше величины проекции расстояния от внешнего среза сопла-кавитатора до наружной поверхности твердой фазы, измеряемого по его продольной оси, пересекающейся с продольной осью патрубка подачи газа, в точке ее контакта с твердой фазой.