АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА ЖИДКОСТЬЮ
APPARATUS FOR PROCESSING GRAIN MATERIAL BY FLUID

Изобретение относится к области металлургии, в частности к аппаратам для обработки зернистого материала жидкостью под давлением, и может быть использовано для десорбции различных компонентов из адсорбентов, например из активированного угля в технологических процессах извлечения благородных металлов.
Известен аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (US №3840217, МПК C22B 11/12, опубликовано 08.10.1974), содержащий вертикальный корпус с крышкой, герметичную емкость со съемной крышкой для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости из корпуса, закрепленный в крышке.
Общими признаками заявляемого устройства с аналогом являются наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.
Недостатком известного аппарата является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке и разгрузке рабочей камеры.
Известен также аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (SU №647007, МПК B01J 8/00, B01J 3/04, опубликовано 15.02.1979), содержащий вертикальный корпус с крышкой, подвижный контейнер для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью и патрубок забора жидкости из корпуса, закрепленный в крышке.
Общими признаками заявляемого устройства с аналогом являются наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.
Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке и разгрузке рабочей камеры.
Известен аппарат для обработки зернистого материала жидкостью под давлением (RU №1361785, МПК B01J 4/00, опубликовано 30.09.1994), содержащий рабочую камеру с патрубками ввода и вывода жидкости, механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры.
Общими признаками аналога с заявляемым устройством являются наличие герметичной рабочей камеры с патрубками ввода и вывода жидкости и наличие загрузочного и разгрузочного устройств.
Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке и выгрузке рабочей камеры с помощью механизмов загрузки и выгрузки.
В качестве прототипа взят аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (RU №2450858, МПК B01J 8/00, опубликовано 20.05.2012), содержащий рабочую камеру с загрузочными и разгрузочными отверстиями, патрубками ввода и вывода жидкости, расположенных в противоположных концах рабочей камеры, и механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры, в виде пары связанных между собой цилиндрических дозаторов с возможностью осевого синхронного перемещения, с отверстиями по обе стороны цилиндрического корпуса каждого дозатора для загрузки и выгрузки зернистой среды, при этом дозаторы установлены в загрузочном и разгрузочном отверстиях аппарата на кольцевых эластичных уплотнениях.
Общими признаками аналога с заявляемым устройством являются наличие герметичной рабочей камеры с патрубками ввода и вывода жидкости и наличие загрузочного и разгрузочного устройств, в виде пары связанных между собой цилиндрических дозаторов с возможностью осевого синхронного перемещения, установленных на эластичных уплотнениях.
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, обусловленная наличием отдельного привода и недостаточная надежность, вызванная трудностью защиты эластичных уплотнений дозаторов от зернистой среды.
Задача заявляемого изобретения состоит в создании аппарата с компактным встроенным приводом и надежной, подвижной установкой дозаторов.
Технический результат, заявляемого изобретения, заключается в совмещении функций привода, средства герметизации и подвижной установки эластичными торами камер дозаторов.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом аппарате для обработки зернистого материала жидкостью, содержащем рабочую камеру с загрузочными и разгрузочными отверстиями, патрубками ввода и вывода жидкости, расположенных в противоположных концах рабочей камеры, и механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры в виде пары связанных между собой цилиндрических дозаторов с возможностью осевого синхронного перемещения, дозаторы размещены в деформированных эластичных торах, наполненных жидкостью или газом под давлением, один из торов выполнен ступенчатым и установлен большим диаметром в сторону рабочей камеры, при этом каждый тор снабжен питателем для подачи жидкости или газа.
Размещение дозаторов в деформированных эластичных торах, наполненных жидкостью или газом под давлением позволяет заменить (образовать) наружную поверхность камер дозаторов поверхностью отверстий деформированных эластичных торов и герметизировать рабочую камеру аппарата при любом положений камер дозаторов.
Выполнение одного из эластичных торов ступенчатым, установка его большим диаметром в сторону рабочей камеры и снабжение торов питателями для подачи жидкости или газа позволяет использовать ступенчатый тор в качестве привода дозаторов за счет изменения давления в ступенчатом торе, а изменение давления второго тора позволяет регулировать объем его камеры, что облегчает обеспечение постоянного объема массы зернистой среды в рабочей камере аппарата или его регулирование.
Отличием от прототипа является замена эластичных кольцевых уплотнений для установки дозаторов деформированными, эластичными торами, наполненными жидкостью или газом под давлением, выполнение одного из торов ступенчатым, и установка его большим диаметром в сторону рабочей камеры, при снабжении торов питателями для подачи жидкости или газа.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».
В технике известны дозаторы для подачи зернистого материала в рабочие камеры различных машин и аппаратов: патент на изобретение RU №2471543 C2 МПК кл. B01J 3/02, опубл. бюл. №1, 10.01.2013; патент РФ на полезную модель №135271, МПК B01J 3/02, опубл. 10.12.2013, бюл. №34, патент РФ на полезную модель №135939, МПК B01J 3/02, опубл. 27.12.2013, бюл. №36. В этих патентах успешно используют торы для перемещения рабочих камер дозаторов. Тем не менее, эти дозаторы по отдельности не могут обеспечить успешную обработку зернистого материала во встречном потоке жидкой среды. И только совокупность всех отличительных признаков, а именно: размещение дозаторов в деформированных эластичных торах, наполненных жидкостью или газом под давлением, выполнение одного из торов ступенчатым, и установка его большим диаметром в сторону рабочей камеры, при снабжении каждого тора питателями для подачи жидкости или газа упрощает конструкцию аппарата и повышает надежность его работы, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема аппарата для обработки зернистого материала жидкостью (в разрезе) при загрузке камер дозаторов, а на фиг. 2 при разгрузке камер дозаторов.
Аппарат для обработки зернистого материала жидкостью содержит размещенные последовательно по ходу технологического процесса загрузочный бункер 1 с зернистым материалом, камеру загрузочного дозатора 2, разделенную продольными пластинами 3. Камера загрузочного дозатора 2 представляет емкость, образованную поверхностью отверстия ступенчатого тора 4, заключенную между направляющими 5 и 6. Верхнее и нижнее положение тора 4 ограничено стенками 7 и 8. Далее по ходу технологического процесса расположена рабочая камера аппарата 9. Выгружается обработанная зернистая среда из рабочей камеры аппарата 9 с помощью камеры разгрузочного дозатора 10, образованной поверхностью отверстия тора 11 и торцами направляющих дозатора. Верхнее и нижнее положение тора 11 определяют стенки 12 и 13. Выгрузка зернистой среды из камеры 10 производится в бункер 14. Для обеспечения герметичности рабочей камеры аппарата 9 длина торов 4 и 11 превышают длину камер дозаторов 2 и 10. Для подачи и регулирования давления в торах служат питатели 15 и 16. Торы 4 и 11 из технологических соображений выполнены сборными и закреплены с помощью фланцев 17, 19 на корпусе аппарата и фланцев 18, 20 на продольных пластинах 3 камер дозаторов. Шток 21 жестко связывает камеры дозаторов. Патрубок 22 служит для подачи жидкости в рабочую камеру аппарата 9, а патрубок 23 обеспечивает вывод жидкости из рабочей камеры 9. Для защиты патрубков 22 и 23 установлены сетки 24 и 25.
Аппарат работает следующим образом.
Из бункера 1 при верхнем положении дозаторов зернистый материал поступает из бункера 1 и рабочей камеры аппарата 9 в камеры загрузочного и разгрузочного дозаторов 2 и 10. После их наполнения давление в торе 4 повышают и камеры дозаторов 2 и 10 перемещаются в нижнее положение. В процессе перемещения камер дозаторов за счет большей длины торов 4 и 11 по сравнению с длиной камер дозаторов 2 и 10 обеспечивается герметичность рабочей камеры аппарата. В нижнем положении торов камеры дозаторов 2 и 10 выходят за пределы оболочек торов и зернистая среда под собственным весом высыпается из камер дозаторов 2 и 10. После разгрузки камер дозаторов давление в ступенчатом торе 4 снижается и под действием давления рабочей камеры аппарата 9 торы с камерами дозаторов перемещаются в верхнее положение. Цикл загрузки-разгрузки повторяется.
Таким образом, обеспечивается постоянное движение зернистого материала через рабочую камеру 9 в направлении сверху вниз. В то же время технологическая жидкость поступает в рабочую камеру аппарата 9 по патрубку 22 через сетку 24 и продвигается через рабочую камеру аппарата 9 в направлении с низу вверх. Происходит встречное движение зернистой среды и технологической жидкости. Выводится обогащенная технологическая жидкость последовательно из рабочей камеры аппарата 9 через сетку 25 и патрубок 23.