CZ305704B6 - Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305704B6 CZ305704B6 CZ2014-830A CZ2014830A CZ305704B6 CZ 305704 B6 CZ305704 B6 CZ 305704B6 CZ 2014830 A CZ2014830 A CZ 2014830A CZ 305704 B6 CZ305704 B6 CZ 305704B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- disintegration
- tube
- chamber
- stage
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Vynález z oblasti nanotechnologií se týká nového způsobu přípravy nanočástic dezintegrací pevných mikročástic kavitujícím kapalinovým paprskem v kapalinové disperzi, založeném na extrémním mechanickém namáhání při implozi ryze parních kavitačních mikrobublin na jejich povrchu. Zařízení je tvořeno dezintegrační komorou (1) prvního stupně A.sub.1.n., kde dezintegrační komora (1) prvního stupně A.sub.1.n. je tvořena systémem propojených trubic. Na dezintegrační komoru (1) prvního stupně A.sub.1.n. je ze strany napojena vstupní kavitační trubice (2), která je zakončena zúžením v podobě trysky (3). Z boku dezintegrační komory (1) prvního stupně A.sub.1.n. jsou napojeny vtoková trubice (6.1) a výtoková trubice (6.2) a ze strany protilehlé ke vstupní kavitační trubici (2) je napojena zužující se výstupní kavitační trubice (5). Dovnitř odplyněné kapalinové disperze pevných mikročástic a nanočástic proudící vtokovou trubicí (6.1) pod statickým, nebo modulovaným tlakem vyšším než 0,1 MPa vtéká kavitační trubicí (5) vysokoenergetický kapalinový paprsek odplyněné kapalné disperze, který v okolí svého vstupu do vnitřního prostoru dezintegrační komory (7) vyššího stupně A.sub.1+n.n. vytváří zónu intenzivní kavitace. Zařízení může být provedeno také jako vícestupňové tak, že se sériově zapojí více dezintegračních komor, přičemž vtoková trubice (6.1) a výtoková trubice (6.2) mohou být vzájemně propojeny a prostřednictvím čerpadla může kapalinová disperze zařízením cirkulovat. Způsob a zařízení podle vynálezu může být využito při procesech, u kterých je žádoucí snížení kontaminace dezintegrovaného materiálu materiály mlecích těles a vnitřků zařízení.
Description
Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález z oblasti nanotechnologií se týká nového způsobu přípravy nanočástic dezintegrací mikročástic metodou top-down.
Dosavadní stav techniky
V současné době je pro ekonomicky významnou mechanickou top-down přípravu nanočástic používána jejich rázová a frikční interakce s pevnými tělesy mlecích zařízení. Metody, založené na těchto principech využívají různé typy zařízení, např. použití planetárních mlýnů je popsáno v US 6334583, US 3422656, US 3253446 a US 3595054, použití perlových mlýnů v EP 2307145, DE 2445631 a US 5630557 a použití tryskových mlýnů v US 8061636, US 20120298782, US 5992773 a US 3877647.
Nevýhodou uvedených technik dezintegrace mikročástic a nanočástic je v závislosti na konstrukčních materiálech příslušná míra kontaminace produktu materiály mlecích těles a vnitřků zařízení.
Nejblíže stavu techniky je patent US 6318649, potažmo patent US 6824086. V těchto patentech je aplikován vysokotlaký vodní paprsek na dezintegraci částic, avšak režim interakce kapaliny s částicemi se od řešení podle předloženého vynálezu podstatně odlišují. V řešení podle vynálezu dochází dezintegraci mikročástic rozměrů řádu stovek gm do oblasti nanočástic rozměrů řádu desítek nm. Naproti tomu podle US 6318649 a US 6824086 jsou produktem částice rozměrů řádu desítek nebo jednotek gm. V řešení podle vynálezu má kapalinový paprsek ihned na vstupu kavitační charakter a vstupuje do kapaliny, cirkulující v uzavřeném systému, což u US 6318649 a US 6824086 není, materiál je do zařízení přiváděn v suchém stavu. Veškerá kapalina v systému podle vynálezu je odplyněná, což v US 6318649 a US 6824086 není. Zařízení podle vynálezu je konstruováno s ohledem na rychlosti paprsků tak, aby kavitační bubliny narostly maximálně do velikostí řádu 100 gm, což v US 6318649 a US 6824086 není.
Podstata vynálezu
Způsob dezintegrace pevných mikročástic a nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem v kapalinové disperzi je založen na extrémním mechanickém namáhání pevných částic při implozi kavitačních bublin na jejich vnějším povrchu. Vzniku kavitace je dosaženo tak, že dovnitř proudící odplyněné kapalinové disperze pevných mikročástic a nanočástic pod statickým, nebo modulovaným tlakem vyšším než 0,1 MPa vtéká budicí vysokoenergetický kapalinový paprsek odplyněné disperzní kapaliny, nebo kapalné disperze, který v okolí svého vstupu vytváří zónu intenzivní kavitace. Heterogenní nukleace ryze parních kavitačních mikrobublin na vnějším povrchu dezintegrovaných částic je z termodynamického hlediska výrazně pravděpodobnější než nukleace homogenní. Z těchto důvodů dochází v zařízení pro dezintegraci podle tohoto vynálezu přednostně k implozivnímu kolapsu kavitačních bublin na povrchu dezintegrovaných částic, což představuje dominantní mechanismus jejich dezintegrace. Kapalinová disperze pevných mikročástic a nanočástic proudí kavitační zónou takovou rychlostí, při které mohou kavitační bubliny dosáhnout maximální velikost řádu stovky mikrometrů. Při implozivním kolapsu těchto kavitačních mikrobublin dochází ke vzniku výrazně vyšších impaktních tlaků a rázů v materiálu částic. V závislosti na tlaku kapalného prostředí vznikají při implozivním kolapsu kavitačních bublin rázy řádu jednotek až desítek GPa. Makroskopické oblasti s vysokou mírou kavitace obsahují velmi vysoký počet dispergovaných částic, na kterých dochází k nukleaci a kolapsu kavitačních bublin.
-1 CZ 305704 B6
Dopady kapalného rozhraní na povrchy částic je na rozdíl od ostatních metod dezintegrace významně potlačena kontaminace dezintegrovaného materiálu materiálem dezintegračních těles a částí dezintegrátoru.
Disperzní kapalinou podle vynálezu může být voda, vodné roztoky solí, nebo kapalné uhlovodíky a roztoky organických látek v uhlovodících.
Odplyněnou disperzní kapalinou je myšlena disperzní kapalina neobsahující žádné rozpuštěné plyny.
Jedna z možných konstrukcí zařízení k provedení vynálezu je popsána v příkladech uskutečnění. V principu je podle povahy dezintegrovaného materiálu (případně disperzní kapaliny) a požadavků na jemnost výsledného dezintegračního produktu, možno/nutno provést dezintegraci buď v jednom, nebo ve více stupních. Při jednostupňové dezintegraci se použije pouze jedna dezintegrační komora, podle vynálezu označená jako dezintegrační komora prvního stupně. V případě n-stupňové dezintegrace se použije jedna dezintegrační komora prvního stupně a n-1 dalších dezintegračních komor, podle vynálezu označených jako dezintegrační komory vyššího stupně, přičemž dezintegrační komora prvního stupně je vždy první v pořadí, tedy vstupní pro odplyněnou disperzní kapalinu.
Dezintegrační komora prvního stupně je tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena vstupní kavitační trubice, která do zařízení přivádí odplyněnou disperzní kapalinu. Vstupní kavitační trubice je zakončena zúžením v podobě kapalinové trysky, která udílí vstupující disperzní kapalině potřebnou energii před vstupem do vnitřního prostoru komory. Z boku komory jsou napojeny vtoková trubice a výtoková trubice, která přivádí, respektive odvádí kapalinovou disperzi dezintegrovaných částic a ze strany protilehlé ke vstupní kavitační trubici je napojena zužující se výstupní kavitační trubice, která vzniklou směs usměrňuje a s vysokou rychlostí žene do další části zařízení.
Dezintegrační komora vyššího stupně je tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena výstupní kavitační trubice z předcházející komory (kterou může být buď komora prvního stupně, nebo některá z komor vyššího stupně), která do vnitřního prostoru komory přivádí směs disperzní kapaliny a kapalinové disperze dezintegrovaných částic. Z boku komory vyššího stupně jsou napojeny vtoková trubice a výtoková trubice, které přivádí, respektive odvádí kapalinovou disperzi dezintegrovaných částic a ze strany protilehlé k výstupní kavitační trubici z předcházející komory je napojena další zužující se výstupní kavitační trubice, která vzniklou směs usměrňuje a s vysokou rychlostí žene do další části zařízení.
Z hlediska konstrukce technických prvků, tedy můžeme dezintegrační komoru prvního stupně označit jako Ab přičemž dezintegrační komory vyššího stupně, který může označit jako A2-An a které konstrukcí odpovídají komoře Ap
Objasnění výkresů
Vynález je blíže osvětlen s pomocí přiložených výkresů, kde:
na obrázku 1 je znázorněna samostatná dezintegrační komora 1. stupně, na obrázku 2 je znázorněna samostatná dezintegrační komora vyššího stupně a na obrázku 3 je znázorněno dezintegrační zařízení se šesti komorami.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Zařízení k dezintegraci pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem podle obrázku 1 je tvořeno jednou dezintegrační komorou 1 prvního stupně Ap Dezintegrační komora 1 prvního stupně Af je tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena vstupní kavitační trubice 2, která je zakončena zúžením v podobě kapalinové trysky 3, z boku dezintegrační komory 1 prvního stupně At jsou napojeny vtoková trubice 6.1 a výtoková trubice 6.2 a ze strany protilehlé ke vstupní kavitační trubici 2 je napojena zužující se výstupní kavitační trubice 5. Na dezintegrační komoru 1 prvního stupně Ai v místě zakončení výstupní kavitační trubice 5 navazuje výtoková komora 8 s terčíkem. Volitelně mohou být volné konce trubic 6.1 a 6.2 vzájemně propojeny cirkulační hadicí nebo trubicí s kalovým čerpadlem 9.
Disperzní kapalinou je odplyněný vodný roztok NaCl, který je pod tlakem 420 MPa vháněn do zařízení prostřednictvím vstupní kavitační trubice 2. Po průchodu přes diamantovou kapalinovou trysku 3 o vnitřním průměru 15 pm vstupuje rychlostí 660 m/s ve formě budicího vysokoenergetického kapalinového paprsku do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A]. V její kavitační zóně 4 pak za vzniku kavitace interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která je do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A! přiváděna vtokovou trubicí 6.1. Interakcí vzniklá směs je pak dále hnána prostřednictvím výstupní kavitační trubice 5 z tvrdého karbidu wolframu na plochý terčík z tvrdého karbidu wolframu, umístěný ve výtokové komoře 8. Kapalinová disperze opouštějící výtokovou trubici 6.2 z dezintegrační komory 1 prvního stupně Ai přitom může být prostřednictvím kalového čerpadla 9 hnána jako cirkulát zpět do vtokové trubice 6.1.
Příklad 2
Zařízení k dezintegraci pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem podle obrázků 1 až 3 je tvořeno jednou dezintegrační komorou 1 prvního stupně Ai a pěti dezintegračními komorami 7 vyššího stupně Ar-Aů.
Popis dezintegrační komory 1 prvního stupně Ai odpovídá popisu uvedenému v příkladu 1. Na dezintegrační komoru 1 prvního stupně Ai v místě zakončení výstupní kavitační trubice 5 navazuje první ze série pěti dezintegračních komor 7 vyššího stupně A2-A6, které konstrukčně odpovídají dezintegrační komoře 1 prvního stupně Ap První dezintegrační komora 7 vyššího stupně A2 je, obdobně jako dezintegrační komora 1 prvního stupně Ab tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena výstupní kavitační trubice 5 z dezintegrační komory 1 prvního stupně Ab z boku první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2jsou napojeny vtoková trubice 6.1 a výtoková trubice 6.2 a ze strany protilehlé k výstupní kavitační trubici 5 z dezintegrační komory 1 prvního stupně Ai je napojena další zužující se výstupní kavitační trubice 5. Na první dezintegrační komoru 7 vyššího stupně A2 v místě zakončení výstupní kavitační trubice 5 navazuje druhá ze série dezintegračních komor 7 vyššího stupně A3, která je opět tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena výstupní kavitační trubice 5 z první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2, z boku druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 jsou napojeny vtoková trubice 6.1 a výtoková trubice 6.2 a ze strany protilehlé k výstupní kavitační trubici 5 z první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2 je napojena další zužující se výstupní kavitační trubice 5. Na druhou dezintegrační komoru 7 vyššího stupně A3 v místě zakončení výstupní kavitační trubice 5 navazuje třetí z dezintegračních komor 7 vyššího stupně A4. Tato konstrukce se dále opakuje pro všechny zbývající dezintegrační komory 7 vyššího stupně, přičemž na pátou dezintegrační komoru 7 vyššího stupně A6 v místě zakončení výstupní kavitační trubice 5 navazuje výtoková komora 8 s terčíkem.
. 3 CZ 305704 B6
Disperzní kapalinou je odplyněná demineralizovaná voda, která je pod tlakem 420 MPa vháněna do zařízení prostřednictvím vstupní kavitačni trubice 2. Po průchodu přes diamantovou kapalinovou trysku 3 o vnitřním průměru 15 gm vstupuje rychlostí 660m/s ve formě budicího vysokoenergetického kapalinového paprsku do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A|. V její kavitačni zóně 4 pak za vzniku kavitace interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která je do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A, přiváděna vtokovou trubicí 6.1. Interakcí vzniklá směs je pak dále hnána prostřednictvím výstupní kavitačni trubice 5 z tvrdého karbidu wolframu do vnitřního prostoru první z pěti dezintegračních komor 7 vyššího stupně A2. V kavitačni zóně 4 první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2 pak směs za vzniku kavitace interaguje s novou protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která do vnitřního prostoru druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 přitéká vtokovou trubicí 6.1. Interakcí vzniklá směs je pak dále hnána prostřednictvím výstupní kavitačni trubice 5 z tvrdého karbidu wolframu do vnitřního prostoru druhé z pěti dezintegračních komor 7 vyššího stupně A3. V kavitačni zóně 4 druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 pak směs za vniku kavitace interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která do vnitřního prostoru druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 přitéká vtokovou trubicí 6.1 atd. Výše uvedený se dále opakuje pro všechny zbývající dezintegrační komory 7 vyššího stupně A4-A6, přičemž kapalná disperzní směs postupně ztrácí většinu své kinetické energie. Po výstupu směsi z výstupní kavitačni trubice 5 páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně A6 je její reziduální kinetická energie zbrzděna dopadem na plochý terčík z tvrdého karbidu wolframu, umístěný ve výtokové komoře 8.
Příklad 3
Zařízení k dezintegraci pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem podle obrázků 1 až 3 je tvořeno jednou dezintegrační komorou 1 prvního stupně A] a pěti dezintegračními komorami 7 vyššího stupně A2-A6.
Popis zapojení odpovídá popisu uvedenému v příkladu 2 s tím rozdílem, že volné konce trubic 6.1 a 6.2 jsou vzájemně propojeny cirkulační hadicí nebo trubicí, kde propojen je vždy konec výtokové trubice 6.2 z dezintegrační komory předchozího stupně s koncem vtokové trubice 6.1 navazující dezintegrační komory, přičemž výtoková trubice 6.2 z páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně A6 je prostřednictvím kalového čerpadla 9 propojena se vtokovou trubicí 6.1 dezintegrační komory 1 prvního stupně Aj.
Disperzní kapalinou je odplyněná demineralizovaná voda, která je pod tlakem 420 MPa vháněna do zařízení prostřednictvím vstupní kavitačni trubice 2. Po průchodu přes diamantovou kapalinovou trysku 3 o vnitřním průměru 15 μm vstupuje rychlostí 660 m/s ve formě budicího vysokoenergetického kapalinového paprsku do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A|. V její kavitačni zóně 4 pak za vzniku kavitace interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která je do vnitřního prostoru dezintegrační komory 1 prvního stupně A] přiváděna vtokovou trubicí 6.1. Interakcí vzniklá směs je pak dále hnána prostřednictvím výstupní kavitačni trubice 5 z tvrdého karbidu wolframu do vnitřního prostoru první z pěti dezintegračních komor 7 vyššího stupně A2. Nevyužitá část kapalinové disperze přitom opouští vnitřní prostor dezintegrační komory 1 prvního stupně Ai výtokovou trubicí 6.2 načež je dále přiváděna do vtokové trubice 6.1 první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2. V kavitačni zóně 4 první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2 pak směs za vzniku kavitace opět interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která do vnitřního prostoru druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 přitéká vtokovou trubicí 6.1. Interakcí vzniklá směs je pak dále hnána prostřednictvím výstupní kavitačni trubice 5 z tvrdého karbidu wolframu do vnitřního prostoru druhé z pěti dezintegračních komor 7 vyššího stupně A3. Nevyužitá část kapalinové disperze přitom opouští vnitřní prostor první dezintegrační komory 7 vyššího stupně A2 výtokovou trubicí 6.2 načež je dále přiváděna do vtokové trubice 6.1 druhé dezintegrační komory vyššího stupně A3. V kavitační zóně 4 druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 pak směs za vzniku kavitace interaguje s protékající kapalinovou disperzí dezintegrovaných částic, která do vnitřního prostoru druhé dezintegrační komory 7 vyššího stupně A3 přitéká vtokovou trubicí 6.1 atd. Výše uvedený se dále opakuje pro všechny zbývající komory 7 vyššího stupně A4-A6, přičemž kapalná disperzní směs postupně ztrácí většinu své kinetické energie. Po výstupu směsi z výstupní kavitační trubice 5 páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně Aó je její reziduální kinetická energie zbrzděna dopadem na plochý terčík z tvrdého karbidu wolframu, umístěný ve výtokové komoře 8. Kapalinová disperze opouštějící výtokovou trubicí 6.2 z páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně A6 je přitom prostřednictvím kalového čerpadla 9 hnána do vtokové trubice 6.1 dezintegrační komory 1 prvního stupně Ap
Volitelně může být kapalná disperzní směs opouštějící výstupní kavitační trubici 5 páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně As vedena vyústěním 11 výtokové komory 8 a společně s kapalinovou disperzí opouštějící vnitřní prostor páté dezintegrační komory 7 vyššího stupně A6 výtokovou trubicí 6.2 je poté vedena do rezervoáru 10, odkud je dále pomocí kalového čerpadla 9 hnána do vtokové trubice 6.1 dezintegrační komory 1 prvního stupně Ai.
Průmyslová využitelnost
Způsob a zařízení podle vynálezu může být využito při procesech, u kterých je žádoucí snížení kontaminace dezintegrovaného materiálu materiály mlecích těles a vnitřků zařízení, zejména při průmyslové přípravě kapalinových nanodisperzí a nanoprášků z hrubších prášků a při deaglomeraci komerčních suchých nanoprášků do kapalinové disperze.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení k provádění dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem, vyznačující se tím, že je tvořeno jednou dezintegrační komorou (1) prvního stupně Ap kde dezintegrační komora (1) prvního stupně At je tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena vstupní trubice (2), která je zakončena zúžením v podobě trysky (3), z boku dezintegrační komory (1) prvního stupně A| jsou napojeny vtoková trubice (6.1) a výtoková trubice (6.2) a ze strany protilehlé ke vstupní trubici (2) je napojena výstupní kavitační trubice (5).
- 2. Zařízení kprovádění dezintegrace podle nároku 1, vyznačující se tím, že volné konce vtokové trubice (6.1) a výtokové trubice (6.2) jsou vzájemně propojeny cirkulační trubicí nebo trubicí s kalovým čerpadlem (9).
- 3. Zařízení k provádění dezintegrace podle nároku 1, vyznačující se tím, že na dezintegrační komoru (1) prvního stupně Ai v místě zakončení výstupní kavitační trubice (5) navazuje dezintegrační komora (7) vyššího stupně A)+n, kde dezintegrační komora (7) vyššího stupně A1+n je tvořena systémem propojených trubic, kde z jedné strany je napojena výstupní kavitační trubice (5) z dezintegrační komory (1) prvního stupně A|, z boku první dezintegrační komory (7) vyššího stupně A2 jsou napojeny vtoková trubice (6.1) a výtoková trubice (6.2) a ze strany protilehlé k výstupní kavitační trubici (5) z dezintegrační komory (1) prvního stupně Aj je napojena další výstupní kavitační trubice (5).
- 4. Zařízení kprovádění dezintegrace podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že v místě zakončení výstupní kavitační trubice (5) navazuje buď výtoková komora (8) s terčíkem nebo jedna či více sériově zapojených dezintegračních komor (7) vyššího stupně A]+n, přičemž na poslední zapojenou dezintegrační komoru (7) vyššího stupně An v místě zakončení výstupní kavitační trubice (5) navazuje výtoková komora (8) s terčíkem.
- 5. Zařízení kprovádění dezintegrace podle nároku 3, vyznačující se tím, že výtokový trubice (6.2) dezintegrační komory (1) prvního stupně Ai je prostřednictvím trubice spojena s vtokovou trubicí (6.1) první v sérii zapojené dezintegrační komory (7) vyššího stupně A2 a výtoková trubice (6.2) první dezintegrační komory (7) vyššího stupně A2 je spojena s vtokovou trubicí (6.1) další v sérii zapojené dezintegrační komory (7) vyššího stupně Ai+n, přičemž výtoková trubice (6.2) z poslední v sérii zapojené dezintegrační komory (7) vyššího stupně An a zároveň výtoková trubice (11) výtokové komory (8) jsou vyústěny do rezervoáru (10), kde rezervoár (10) je prostřednictvím kalového čerpadla (9) spojen s vtokovou trubicí (6.1) dezintegrační komory (1) prvního stupně At.
- 6. Zařízení k provádění dezintegrace podle nároků 4a 5, vyznačující se tím, že výtoková komora (8) je opatřena výtokovou trubicí (11), která je spolu s výtokovou trubicí (6.2) poslední v sérii zapojené dezintegrační komory (7) vyššího stupně An spojena s rezervoárem (10) a dále prostřednictvím kalového čerpadla (9) se vtokovou trubicí (6.1) dezintegrační komory (1) prvního stupně A|.
- 7. Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem v kapalinové disperzi, založený na extrémním mechanickém namáhání dezintegrovaných pevných částic při implozi ryze parních kavitačních mikrobublin na jejich povrchu s použitím zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dovnitř odplyněné kapalinové disperze pevných mikročástic a nanočástic proudící vtokovou trubicí (6.1) pod statickým, nebo modulovaným tlakem vyšším než 0,1 MPa vtéká kapalinovou tryskou (3) ze vstupní trubice (2) vysokoenergetický kapalinový paprsek odplyněné disperzní kapaliny, který v okolí svého vstupu do vnitřního prostoru dezintegrační komory (1) prvního stupně Aj vytváří zónu intenzivní kavitace.
- 8. Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem v kapalinové disperzi, založený na extrémním mechanickém namáhání při implozi ryze parních kavitačních mikrobublin na jejich povrchu s použitím zařízení podle nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že dovnitř odplyněné kapalinové disperze pevných mikročástic a nanočástic proudící vtokovou trubicí (6.1) pod statickým, nebo modulovaným tlakem vyšším než 0,1 MPa vtéká kavitační trubicí (5) vysokoenergetický kapalinový paprsek odplyněné kapalinové disperze, který v okolí svého vstupu do vnitřního prostoru dezintegrační komory (7) vyššího stupně A)+n vytváří zónu intenzivní kavitace.
- 9. Způsob dezintegrace pevných mikročástic podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že kapalinová disperze pevných mikročástic a nanočástic proudí zónou intenzivní kavitace takovou rychlostí, při které kavitační bubliny na částicích dosahují maximální velikosti řádu stovky mikrometrů.
- 10. Způsob dezintegrace pevných mikročástic podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že disperzní kapalina je vystavena statickému, nebo modulovanému tlaku nad 0,1 MPa.
- 11. Způsob dezintegrace pevných mikročástic podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že maximální počáteční tlak budící vysokoenergetický kapalinový paprsek v kapalinové trysce (3) je v rozmezí 1 MPa až IGPa.
- 12. Způsob dezintegrace pevných mikročástic podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že disperzní kapalinou je voda, nebo vodný roztok anorganických solí, nebo kapalný uhlovodík, nebo roztok organické látky v kapalném uhlovodíku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-830A CZ2014830A3 (cs) | 2014-11-30 | 2014-11-30 | Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-830A CZ2014830A3 (cs) | 2014-11-30 | 2014-11-30 | Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305704B6 true CZ305704B6 (cs) | 2016-02-10 |
| CZ2014830A3 CZ2014830A3 (cs) | 2016-02-10 |
Family
ID=55311034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-830A CZ2014830A3 (cs) | 2014-11-30 | 2014-11-30 | Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2014830A3 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4619406A (en) * | 1976-12-22 | 1986-10-28 | Can-Am Engineering Corporation | Hydraulic system and method of improving the working properties thereof |
| WO1997030790A1 (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Water Jet Technologies Pty. Ltd. | Method and apparatus for grinding particulate material using ultra high pressure jets |
| JPH10137618A (ja) * | 1996-11-14 | 1998-05-26 | Ritsumeikan | 微細粒子製造方法 |
| WO2000009267A1 (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Bengold Holdings Pty. Ltd. | Grinding of particulate material |
| CN1416959A (zh) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种脉冲空化水射流超细粉碎装置 |
| CZ2012646A3 (cs) * | 2012-09-19 | 2014-02-19 | Vysoké Učení Technické V Brně | Způsob přípravy magneticky vodivých prášků s využitím kavitace a zařízení k provádění tohoto způsobu |
-
2014
- 2014-11-30 CZ CZ2014-830A patent/CZ2014830A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4619406A (en) * | 1976-12-22 | 1986-10-28 | Can-Am Engineering Corporation | Hydraulic system and method of improving the working properties thereof |
| WO1997030790A1 (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Water Jet Technologies Pty. Ltd. | Method and apparatus for grinding particulate material using ultra high pressure jets |
| JPH10137618A (ja) * | 1996-11-14 | 1998-05-26 | Ritsumeikan | 微細粒子製造方法 |
| WO2000009267A1 (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Bengold Holdings Pty. Ltd. | Grinding of particulate material |
| CN1416959A (zh) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种脉冲空化水射流超细粉碎装置 |
| CZ2012646A3 (cs) * | 2012-09-19 | 2014-02-19 | Vysoké Učení Technické V Brně | Způsob přípravy magneticky vodivých prášků s využitím kavitace a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014830A3 (cs) | 2016-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103299024B (zh) | 用于流体处理的方法和设备 | |
| JP2008149209A (ja) | 微細気泡発生器および微細気泡供給システム | |
| CN1840231A (zh) | 超微细气泡的生成方法、生成装置、及利用其的杀菌·消毒设备 | |
| WO2008055070A2 (en) | Apparatus and methods for the treatment of liquids by hydraulic cavitation | |
| TW201442963A (zh) | 高密度微細氣泡液產生方法及高密度微細氣泡液產生裝置 | |
| US20190105661A1 (en) | Apparatus for the controlled rapid expansion and acceleration of an aqueous solution | |
| CN103816970B (zh) | 液态纳米溶液的制备装置及制备方法 | |
| US8936392B2 (en) | Hydrodynamic cavitation device | |
| JP4370342B2 (ja) | 水中微細物等の処理装置 | |
| CZ305704B6 (cs) | Způsob dezintegrace pevných mikročástic do rozměrů nanočástic kavitujícím kapalinovým paprskem a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| KR101864116B1 (ko) | 나노버블 발생장치 | |
| KR101787834B1 (ko) | 마이크로버블 발생장치 | |
| RU2357791C1 (ru) | Роторный гидродинамический кавитационный аппарат | |
| US10864495B1 (en) | Cavitation apparatus, configured to perform multiple simultaneous cavitations | |
| JP6096526B2 (ja) | 研磨機及びこれを用いた汚染物質除去システム並びに汚染物質除去方法 | |
| JP2007503974A (ja) | 微生物の懸濁液中で粒子状有機物質を粉砕する方法及び装置 | |
| RU2396216C1 (ru) | Устройство для обеззараживания воды | |
| CN109395666A (zh) | 一体化的对射流型反应器 | |
| RU2359763C1 (ru) | Гидравлическое кавитационное устройство | |
| WO2013186873A1 (ja) | 汚染土壌処理システム | |
| US20100230367A1 (en) | Liquid medium treatment method | |
| CN111936224B (zh) | 用于尤其在废水处理中将气体引入主介质中的设备和布置 | |
| RU2522873C1 (ru) | Установка для извлечения золота из руд и концентратов | |
| KR20210044085A (ko) | 나노버블발생장치 | |
| JP3930036B1 (ja) | 微粒化方法、微粒化装置及び微粒化システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221130 |