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.
Общим признаком заявляемого устройства с аналогом является 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.
Общим признаком заявляемого устройства с аналогом является наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.
Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке-выгрузке рабочей камеры.
Известен также аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (SU №1104722, МПК B01J 8/00, опубликовано 07.02.1986), содержащий вертикальный корпус с крышкой, подвижный контейнер для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости из корпуса.
Общим признаком аналога с заявляемым устройством является наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.
Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая объясняется необходимостью прерывания процесса при загрузке и разгрузке рабочей камеры.
В качестве прототипа принят 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.
Задача заявляемого изобретения состоит в создании аппарата, позволяющего осуществлять загрузку и выгрузку обрабатываемого материала без остановки технологического процесса (например, десорбции).
Технический результат заявляемого изобретения, заключается в повышении производительности за счет обеспечения непрерывности процесса обработки.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом аппарате для обработки зернистого материала жидкостью, содержащем рабочую камеру с патрубками ввода и вывода жидкости, согласно изобретению взамен загрузочного и разгрузочного механизмов вводятся два жестко связанные между собой дозатора загрузки и выгрузки зернистого материала, при этом каждый дозатор выполнен в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, а длина цилиндра, количество и шаг размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора выбирается таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора.
Замена загрузочного и разгрузочного механизма двумя жестко связанными дозаторами обеспечивает непрерывность технологического процесса при постоянном давлении в рабочей зоне камеры за счет синхронного перемещения дозаторов и возможности загрузки обогащенного зернистого материала и выгрузки отработанного материала без остановки технологического процесса.
Выполнение дозатора в виде цилиндра с камерой, установленного в цилиндрическом отверстии корпуса камеры с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении дозатора, позволяет проводить загрузку и разгрузку рабочей камеры во время основного технологического процесса.
Размещение кольцевых уплотнений с натягом на корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры с выбором количества и шага размещения уплотнений на корпусе дозатора, гарантирующих обеспечение герметизации рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора, обеспечивает постоянство режима (давления) работы аппарата.
Отличием от прототипа является замена загрузочного и разгрузочного механизмов двумя жестко связанными между собой дозаторами загрузки и выгрузки зернистого материала, выполнение каждого дозатора в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, с выбором количества и шага размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».
В технике известно использование дозаторов для подачи зернистого материала в рабочие камеры различных машин и аппаратов. В рабочие камеры, находящиеся под давлением, подачу жидких материалов проводят с применением насосов различных конструкций (Химическая энциклопедия. Т.2 / Редкол.: Кнуянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Сов. энцикл., 1990. - 671 с.). В известном устройстве (RU №1361785, МПК B01J 4/00, опубликовано 30.09.1994) загрузка аппарата с помощью устройств загрузки и разгрузки производится с прерыванием технологического процесса. В известном устройстве для контейнерного шлюзования разнообразных веществ в зоны высокого давления (варианты) (RU №2206382, МПК B01J 3/03, B01J 3/02, опубликовано 20.06.2003) сложность конструкции, громоздкость и наличие пар трения скольжения, не позволяют использовать его в заявляемом аппарате для обработки зернистого материала жидкостью под давлением, зернистая среда в котором может содержать абразивные частицы.
Известное загрузочно-дозировочное устройство вакуумных установок (RU №2117255, МПК G01F 11/00, опубликовано 10.08.1998) конструктивно может быть использовано только для вакуумных установок.
Таким образом, только совокупность всех отличительных признаков, а именно: введение двух жестко связанных между собой дозаторов загрузки и выгрузки зернистого материала, при выполнении каждого дозатора в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных подвижных уплотнениях, размещенных на цилиндре дозатора и в отверстии корпуса камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, а количество и шаг размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора выбран таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора, обеспечивает создание новых свойств аппарата, т.е. увеличение производительности за счет непрерывности технологического процесса при загрузке и выгрузке зернистого материала, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемое устройство иллюстрируется фиг.1, где показана общая схема аппарата для обработки зернистого материала жидкостью (в разрезе).
Аппарат для обработки зернистого материала жидкостью содержит размещенные последовательно по ходу технологического процесса загрузочный бункер 1 с зернистым материалом, загрузочный дозатор 2, выполненный в виде цилиндра с загрузочно-разгрузочной емкостью 3, установленного в отверстии корпуса рабочей камеры 4, с возможностью осевого перемещения на уплотнениях 5. В нижней части рабочей камеры 4 установлен разгрузочный дозатор 6, конструктивно идентичный загрузочному дозатору 2. Оба дозатора жестко связаны тягой 7. Возвратно-поступательные движения дозаторам сообщают от привода 8. Загрузочно-разгрузочная емкость 3 выполнена в средней части цилиндрического корпуса дозаторов 2 и 6 и снабжена отверстиями для загрузки 9 в верхней части и отверстиями разгрузки 10 в нижней части. Дно загрузочно-разгрузочных емкостей 3 дозаторов изготовлено выпуклым (коническим) для удобства разгрузки. Уплотнения 5 выполнены из эластичного материала в виде колец круглого сечения, которые установлены с натягом на цилиндрических корпусах дозаторов 2 и 6 и отверстиях рабочей камеры 4. Технологическая жидкость поступает в рабочую камеру 4 аппарата по трубе 11 через распределительную камеру 12 и отверстия 13. Выводится технологическая жидкость последовательно из верхней части рабочей камеры 4 аппарата через отверстия 14 в камеру 15 и трубу 16. Уплотнения 5 могут быть снабжены защитными шайбами 17, установленными с зазорами с корпусом дозатора и отверстием рабочей камеры, гарантирующими защиту от попадания зернистого материала в зоны контакта колец с герметизируемыми поверхностями.
Аппарат работает следующим образом.
Из бункера 1 при верхнем положении дозаторов 2 и 6 зернистый материал через отверстия 9 дозаторов поступает из бункера 1 и рабочей камеры 4 в загрузочно-разгрузочные емкости 3. После их наполнения включается привод 8 и дозаторы 2 и 6 перемещаются в нижнее положение. В процессе перемещения у загрузочного дозатора 2 и разгрузочного дозатора 6 отверстия загрузки 9 загрузочно-разгрузочной емкости 3 перекрываются уплотнениями 5, а отверстия разгрузки 10 загрузочно-разгрузочной емкости 3 дозаторов открываются. Зернистый материал из дозатора 2 через отверстия 10 поступает в рабочую камеру 4 аппарата, а зернистый материал из дозатора 6 через отверстия 10 выводится за пределы рабочей камеры 4 аппарата. После опорожнения загрузочно-разгрузочных емкостей 3 дозаторы возвращаются в верхнее положение и цикл загрузки-разгрузки повторяется. Таким образом, обеспечивается постоянное движение зернистого материала через рабочую камеру 4 в направлении сверху вниз. В то же время технологическая жидкость поступает в рабочую камеру 4 аппарата по трубе 11 через распределительную камеру 12 и отверстия 13 и продвигается через рабочую камеру 4 в направлении снизу вверх. Выводится обогащенная технологическая жидкость последовательно из рабочей камеры 4 аппарата через отверстия 14 в камеру 15 и трубу 16.
Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение производительности за счет обеспечения непрерывности технологического процесса.