УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Полезная модель относится к устройствам получения жидкого стекла гидротермально-щелочной обработкой кремнеземсодержащего сырья и может применяться в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности.
Известно ультразвуковое устройство, содержащее камеру, ультразвуковой излучатель, расположенный в нижней части камеры. Авторское свидетельство СССР №162111, МПК: B01D 11/04, 1964 г. Недостатком устройства является потеря звуковой энергии, так как ультразвуковой излучатель отделен от обрабатываемой среды.
Известно ультразвуковое устройство, содержащее корпус, с входными и выходными патрубками, размещенный в корпусе ротор, выполненный в виде тела вращения, на поверхности которого закреплены лопасти, расширяющийся полый статор с лопастями на внутренней поверхности и источник ультразвуковых колебаний, соединенный с ротором. Патент Российской Федерации №2033856, МПК: B01F 11/02, 1995 г.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость, связанная с диссипацией энергии ультразвуковых колебаний в приводе и опорах ротора.
7
Известна ультразвуковая установка, содержащая корпус, отстойную камеру, ультразвуковой излучатель, расположенный в нижней части камеры, причем корпус отстойной камеры выполнен в виде ультразвукового излучателя, в центральной части камеры установлен сливной механизм, над камерой расположена мешалка с лопастями и механизм управления и перемещения мешалки, лопасти смесителя ориентированы перпендикулярно к поверхности отстойной камеры, установка снабжена системами загрузки и выгрузки обрабатываемого материала, под сливным механизмом расположен коллектор сбора рабочей жидкости. Патент Российской Федерации на полезную модель №17867, МПК: B01F 11/02, 2000 г.
Известен реактор для получения жидкого стекла с патрубками ввода и вывода продукта, состоящий из нескольких труб, жестко соединенных между собой и имеющих зону подогрева, зону выдержки и зону охлаждения, в котором трубы зоны подогрева охватывают трубы или входят в трубы зоны охлаждения с образованием полости между ними, создавая тем самым зону рекуперации, а на входе реактора тангенциально установлен напорный элемент. Патент Российской Федерации №2154024, МПК: С01В3 3/32, B01J 19/28, 2000 г. Предварительно подготовленную суспензию непрерывно при помощи насоса (не показан) через подводящий патрубок, конец которого неподвижно установлен на входе реактора в трубе, подают со скоростью 3-5 м/с в полость между этой трубой и трубой на подогрев. Суспензия приобретает вращательно-поступательное движение, при котором она перемешивается и нагревается. Недостатком реактора является сложность устройства из-за формирования зон подогрева и охлаждения при помощи труб.
Данная полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции, интенсификация процесса и равномерная обработка материала.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения жидкого стекла, содержащем зону подогрева, зону охлаждения и напорный насос, зоны подогрева и охлаждения выполнены в виде ванны с крышкой, в которой выполнены технологические отверстия, стенки ванны и крышка покрыты теплоизоляцией, днище ванны со сливным отверстием, выполнено с наклоном, под днищем ванны расположен резервуар с теплоносителем, а под резервуаром установлены нагревательные элементы, резервуар с теплоносителем соединен с расширительным бачком и снабжен клапаном сброса давления, внутри ванны расположен источник ультразвука.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже.
На чертеже схематично представлено устройство для приготовления жидкого стекла, где: 1 - ванна, 2 - крышка, 3 - теплоизоляция, 4 - источник ультразвука, 5 - компоненты жидкого стекла, 6 - сливное отверстие, 7 - теплоноситель, 8 - клапан сброса, 9 - расширительный бачок, 10 - нагревательные элементы, 11 - насос.
Установка представляет собой прямоугольную или цилиндрическую ванну 1 с крышкой 2, в которую в соответствии с технологическим процессом последовательно загружают компоненты 5 для приготовления высокомодульного жидкого стекла.
Для этого в крышке 2 предусмотрены технологические отверстия (на чертеже не показаны).
Под днищем ванны 1 расположен резервуар с теплоносителем 7 (глицерин, масло и т.д.), выдерживающим нагрев до температуры 150-200°С.
Под резервуаром установлены нагревательные элементы 10.
Резервуар с теплоносителем 7 соединен с расширительным бачком 9 и клапаном сброса давления (выхода воздуха) 8.
Чтобы воздух не скапливался в резервуаре и не препятствовал нагреву днище ванны 1 выполнено с наклоном под углом 2-3 градуса, что способствует полному сливу готового стекла через сливное отверстие 6 и лучшему перемешиванию продукта с помощью насоса 11.
Для уменьшения теплопотерь и экономии электроэнергии стенки ванны 1 и крышка 2 оборудованы теплоизоляцией 3.
В процессе изготовления стекла в полуфабрикат (смесь кремнезема и раствора гидроокиси щелочных металлов) помещают источник ультразвука 4. Источник ультразвука 4 для защиты от перегрева оборудован системой водяного или воздушного охлаждения.
Устройство работает следующим образом.
Ванну 1 наполняют водой, включают нагревательные элементы 10 и нагревают резервуар 7 с теплоносителем.
После прогревания воды до температуры 80-90°С в ванну 1 через технологические отверстия в крыше 2 засыпают компоненты 5 для приготовления жидкого стекла.
Включают источник ультразвука 4 и помощью напорного насоса 11 тщательно перемешивают компоненты 5 для приготовления жидкого стекла.
При нагревании и увеличении объема теплоносителя 7, он наполняет расширительный бачок 9.
Через клапан сброса давления 8 выходят излишки воздуха. Готовую продукцию охлаждают и выводят через сливное отверстие 6.