УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПАРИВАНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Полезная модель относится к технологии получения жидкого стекла, применяемого в качестве вяжущего, а также к технике выпаривания и сгущения растворов и может быть использовано в строительной, нефтедобывающей промышленности, а также при производстве сварочных материалов.
Известно устройство для выпаривания, состоящее из выпарного аппарата с вертикальной трубчатой греющей камерой, снабженной штуцерами для входа и выхода теплоносителя в межтрубное пространство корпуса камеры, блока подачи выпариваемого раствора, обеспечивающего связь между жидкостью в трубках по принципу сообщающихся сосудов и сепарационного устройства, аппарата для создания отрицательного давления в системе, например, вакуум-насоса, связанного с выходом выпарного аппарата и сепарационным устройством. Устройство дополнительно оснащено расположенным в сепарационном устройстве распределительным устройством, сконструированным таким образом, что оно обеспечивает, по крайней мере, в двух разных трубках выпарного устройства различное отрицательное давление. Аппарат для создания отрицательного давления в системе снабжен приспособлением, обеспечивающим создание отрицательного давления в трубках в переменном пульсирующем режиме. (Патент РФ №2183978 B 01 D 1/00. опубл. 2002,06.27)
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и его монтажа, высокая стоимость устройства, а также большие энергозатраты процесса (длительная и трудоемкая технология выпаривания).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности, принятым за прототип, является реактор, содержащий корпус, системы термостатирования и перемешивания, патрубки и люк. Реактор выполнен с дополнительным перекрытым диэлектриком отверстием, в котором
размещен волновод - источник микроволнового поля (Патент РФ №2134245 С04В 12/04, опубл. 1999,08.10).
Недостатками указанного реактора являются большая продолжительность процесса, наличие большого содержания нерастворимого осадка, неравномерное перемешивание жидкого стекла, большие энергозатраты на термостатирование реактора и высокая стоимость.
Задачей создания полезной модели является повышение качества жидкого стекла за счет получения однородного состава путем интенсивного равномерного перемешивания и удаления не растворившихся мелкодисперсных частиц двуокиси кремния и других оксидов.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для выпаривания жидкого стекла, содержащем корпус, патрубок для загрузки, расположенный на крышке, патрубок для выгрузки, расположенный в днище корпуса, системы термостатирования и перемешивания, согласно полезной модели, нижняя часть корпуса выполнена в форме усеченного конуса, на боковой поверхности которого размещен патрубок для выгрузки готового жидкого стекла, а система перемешивания выполнена в виде двух перфорированных и закрепленных на штоках тарелок, установленных параллельно друг другу, с возможностью возвратно-поступательного перемещения навстречу друг другу, при этом площадь перфорации составляет 7-10% от общей площади тарелки.
Технический результат, который может быть получен от использования полезной модели заключается в том, что предложенные конструктивные признаки устройства обеспечивают получение жидкого стекла необходимой вязкости, повышение качества жидкого стекла за счет получения однородного состава путем интенсивного равномерного перемешивания и удаления не растворившихся мелкодисперсных частиц двуокиси кремния и других оксидов, что в конечном итоге позволяет повысить уровень потребительских свойств изготавливаемых сварочных электродов.
Указанный результат достигается тем, что выполнение нижней части корпуса в форме усеченного конуса позволяет не растворившимся
мелкодисперсным частицам двуокиси кремния и других оксидов оседать в этом конусе вне рабочей (цилиндрической) зоны перемешивания. Расположение патрубка для выгрузки готового жидкого стекла на боковой поверхности усеченного конуса позволяет осуществлять выгрузку готового жидкого стекла без осадка. Выполнение системы перемешивания в виде 2-х перфорированных, закрепленных на штоках, тарелок, установленных параллельно друг другу с возможностью возвратно-поступательного перемещения навстречу друг другу, позволяет обеспечить равномерное перемешивание стекла в рабочей зоне, циркуляцию стекла через отверстия и захватывает всю рабочую часть устройства. При площади перфорации менее 7% не обеспечивается требуемая степень усреднения стекла (перемешивания) в рабочей зоне устройства. При площади перфорации более 10% процесс перемешивания захватывает осадок из усеченного конуса с переносом не растворившихся частиц в рабочую зону устройства.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для выпаривания жидкого стекла, на фиг.2 - перфорированная тарелка (разрез А-А фиг.1).
Устройство содержит корпус 1 с нижней частью 2, выполненной в форме усеченного конуса, крышку 3, систему термостатирования 4, систему перемешивания, выполненную в виде перфорированных тарелок 5 и закрепленных на штоках 6, патрубок для загрузки жидкого стекла 7, расположенный на крышке корпуса, патрубок для выгрузки жидкого стекла 8, расположенный на боковой поверхности усеченного конуса, патрубок для выгрузки не растворившихся мелкодисперсных частиц двуокиси кремния и других оксидов 9, расположенный в днище нижней части 2 корпуса 1.
Устройство работает следующим образом.
В устройство через патрубок 7, расположенный на крышке 3 корпуса 1, загружается жидкое стекло. Включаются системы термостатирования 4 и перемешивания - перфорированные тарелки 5, закрепленные на штоках 6, осуществляют возвратно-поступательное движение навстречу друг другу. Из-за
наличия перфорации на тарелках 5 происходит интенсивное перемешивание жидкого стекла за счет циркуляции раствора через отверстия. В результате нагрева и перемешивания происходит удаление влаги из жидкого стекла в атмосферу через патрубок загрузки 7. В зависимости от времени процесса жидкое стекло приобретает необходимые параметры вязкости. Готовое жидкое стекло через патрубок 8, расположенный на боковой поверхности нижней части 2 корпуса, выгружается в расходную емкость, а осадок через патрубок 9 выгружается в специальную емкость для дальнейшей утилизации.
Пример. Жидкое стекло вязкостью 0,1 Па.с массой 500 кг через патрубок 7 заливалось в рабочую зону устройства. Вода в системе термостатирования нагревалась до температуры 85°С тремя ТЭНами. Перемешивание жидкого стекла осуществлялось тарелками 5 диаметром 440 мм, которые были перфорированы 140 отверстиями диаметром 8 мм и 32 отверстиями диаметром 12 мм, расположенными по концентрическим окружностям. Площадь перфорации составляла 7% от общей площади тарелки. Тарелки 5 двигались в течение 15 мин в час навстречу друг другу. Не растворившиеся мелкодисперсные частицы двуокиси кремния и других оксидов и просто грязи оседали в конусе нижней части 2 корпуса 1 и выгружались через патрубок 9 в специальную емкость и утилизировались. Готовое жидкое стекло вязкостью 0,5 Па.с массой 480 кг через 3,5 часа выгружалось через патрубок 8 в расходную емкость.
Предлагаемая полезная модель позволяет изготавливать жидкое стекло необходимой вязкости, позволяющее получить оптимальные реологические свойства обмазочной массы при опрессовке электродов и повысить уровень сварочно-технологических свойств электродов.
Предлагаемая полезная модель промышленно применима при производстве сварочных электродов.