БИЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ДИФФУЗИОННЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ

Полезная модель относится к машинам по механизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства и предназначена для дисперсных систем доизмельчения твердых частиц в суспензиях.
Целью полезной модели является получение высококонцентрированного гуминового препарата из органического сырья; торфа, бурого угля, сапропеля, вермикулита и других активных органических соединений углеводородов в виде вязкотекучей студнеобразной массы, гели.
Бициркуляционный диффузионный измельчитель может применяться в пищевой, медицинской, химической, строительной и других отраслях промышленности, где требуется доизмельчение продуктов переработки.
Известные конструкции дезинтеграторов, дисмембраторов (патент RU 171086) ротационных аппаратов ПАРТ, ГАРД и других для измельчения суспендированных смесей торфа, бурого угля и других органоминеральных источников получения гуминового препарата, не всегда или не в полной мере связывают реологические свойства дисперсных систем с их вязкостью и стабильностью, которые в значительной мере зависят от тонины помола твердых частиц, их гранулометрического состава и процентного содержания тонкодиспергированных частиц в общем объеме крупнофракционной или среднефракционной частиц в суспензиях, например; торфа и бурого угля, а также других факторов.
Общим недостатком известных конструкций измельчителей является их недостаточная мощность, производительность, наличие режимов холостого хода и малопроцентное содержание тонкоизмельчаемого продукта в общем объеме, что не позволяет применять такие конструкции в широкомасштабных проектах промышленного производства. Для поставленной цели необходимо применение высокопроизводительного мощного оборудования, имеющего возможность создания гидродинамических потоков измельчения твердых частиц большой силы.
При обработке суспензий в измельчителях различных конструкций, следует учитывать, что существует предельный размер измельчения твердой фазы (около 10…13 мкн), при которой, вследствии интенсивного образования пространственных структур, вязкость суспензий резко возрастает, поэтому суспензии следует рассматривать как однофазные вязкие системы, предусматривающие определенные реологические свойства.
Вязкость суспензий линейно увеличивается при повышении концентрации мелкодисперсной фазы до определенного предела, равного 60-75% объема, после чего вязкость резко возрастает и суспензия теряет текучесть (т.е. переходит в зависимости от процентного соотношения в гелеобразное или пастообразное состояние).
Задачей полезной модели является повышение степени доизмельчения суспензии торфа, бурого угля с размерами частиц, основной фракции 125…250 мкн получаемых с помощью дисмембраторов до размеров высокодисперсных частиц тонкой фракции 13-63 мкн в общем объеме измельчения до предела 40-60% содержания обозначенных частиц, предопределяющих получение гелей.
Поставленная задача достигается тем, что бициркуляционный диффузионный измельчитель, установленный на напорном патрубке дисмембратора, имеет делитель общего гидродинамического потока суспензии в виде тройникового соединения, согласно полезной модели деление общего потока на два разнонаправленных навстречу друг другу и с помощью установленных на правой и левой разгонных частях трубопровода двух активаторов, выполненных в виде правого и левого сегмента полуторавиткового шнека, соединенных общей осью с помощью регулирующих сближение или расхождение сегментов гаек, закреплены в корпусе активаторов муфтами, создают встречное вращение гидродинамических потоков вокруг оси х-х и осуществляют активное сталкивание измельчаемых частиц друг с другом, а так же в результате встречного разнонаправленного вращения потоков диффузионное проникновение частиц суспензии «тело в тело», определяемые изменением напряжения скорости сдвиговых механических сил, превышающих силы мелекулярного сцепления твердых частиц в гидродинамических потоках.
Сущность описываемой полезной модели поясняется фиг. 1, фиг. 2.
На фиг. 1 представлена общая схема работы бициркуляционного диффузионного измельчителя, работающего в схеме доизмельчения с дисмембратором в линии получения гелей.
На фиг. 2 представлена конструкция бициркуляционного диффузионного измельчителя.
Линия получения гелей фиг. 1 содержит емкость 1, соединенную с помощью крана к всасывающему патрубку 3, дисмемебратора 5 и закрепленного на напорном патрубке 4, делителя общего гидравлического потока 6, разгонная левая 2 и правая 7 части трубопровода, соединенных корпусом бициркуляционного диффузионного измельчителя 8 и трубопровода 9, осуществляющего подачу суспензии в емкость 1.
Конструкция бициркуляционного диффузионного измельчителя (фиг. 2) состоит из корпуса 8, активаторов правого вращения потока по оси х-х 10, левого вращения потока по оси х-х 11, соединяющего стержня 12, регулирующих гаек 13 и муфт 14.
Бициркуляционный диффузионный измельчитель работает следующим образом.
1
2
Перекачиваемая, обрабатываемая среда, суспензия торфа, бурого угля, сапропели из емкости 1 фиг. 1 подводится через кран к всасывающему патрубку 3 дисмембратора 5 и попадает во внутреннюю часть дисмембратора, где происходит первая ступень измельчения. Измельченная суспензия через нагнетающий патрубок 4 подается общим гидродинамическим потоком на делитель 6, осуществляющий два разнонаправленных гидродинамических потока, которые по разгонным частям трубопроводов 2 и 7 направляются встречно со скоростью V, V, к бициркуляционному диффузионному измельчителю, соединенному с разгонными частями трубопроводами с помощью муфт 14 (фиг. 2).
1
2
Гидродинамические потоки (фиг. 1) V, V, проходят через правый сегмент 10 и левый сегмент 11 полуторавиткового шнека и создают встречное вращение гидродинамических потоков вокруг оси х-х, осуществляют активное сталкивание измельчаемых частиц друг с другом, а также в результате встречного разнонаправленного вращения потоков диффузионное проникновение частиц суспензии «тело в тело».
На второй ступени доизмельчения потока суспензии твердые частицы торфа, бурого угля имеющие размеры от 13 до 63 мкн за счет рекуперации обрабатываемого потока из технологической емкости по замкнутому циклу «емкость-дисмембратор, доизмельчитель-емкость» проходят многократную обработку суспензии до объема измельчаемого материала 40…60% для получения геля.
Для оценки влияния концентрации твердой фазы на вязкость суспендированных смесей, а также соотношения количества перерабатываемых органических углеводородов с водой и применению стабилизаторов можно использовать теоретическое уравнение Чонга, Христиансена и Байера, доказывающих, что нет ни одного другого параметра теоретических и эмпирических соотношений, с которыми вязкость суспензий была бы связана столь однозначно, что подтверждает, что при обработке суспензий в измельчителях происходит не только помол твердых частиц, но и процесс механической активации стабилизатора, в результате чего вязкость суспензий, полученных в аппаратах разного типа, может значительно отличаться.