RU2793896C1 - Device for dispersing liquid materials - Google Patents
Device for dispersing liquid materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793896C1 RU2793896C1 RU2022128978A RU2022128978A RU2793896C1 RU 2793896 C1 RU2793896 C1 RU 2793896C1 RU 2022128978 A RU2022128978 A RU 2022128978A RU 2022128978 A RU2022128978 A RU 2022128978A RU 2793896 C1 RU2793896 C1 RU 2793896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- capillary
- air
- gelling
- supplying
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области конструкции устройств, предназначенных для диспергирования жидких материалов в химически агрессивных гелирующих средах. Заявленное устройство предназначено для применения в химической промышленности для производства гранулированных материалов.The invention relates to the design of devices for dispersing liquid materials in chemically aggressive gelling media. The claimed device is intended for use in the chemical industry for the production of granular materials.
Из уровня техники известен способ диспергирования жидкости и диспергатор аэрозольный регулируемый для его осуществления (патент РФ №2449842, МПК В05В 17/00, публ. 21.07.2010). Способ диспергирования жидкости включает подачу жидкости от насоса и воздуха от нагнетателя и разгон последнего в сопле. Затем осуществляют предварительное гидравлическое дробление жидкости на капли в конусе распыления форсунки и дальнейшее пневматическое диспергирование капель жидкости в поле ультразвуковых колебаний воздуха в сверхзвуковой струе из вспомогательного контура сопла в аэрозоль. Далее осуществляют подачу аэрозоля для окончательного пневматического диспергирования в сверхзвуковую струю воздуха из основного контура сопла, транспортирующего аэрозоль к месту потребления.From the prior art there is a method for dispersing a liquid and an adjustable aerosol dispersant for its implementation (RF patent No. 2449842, IPC V05V 17/00, publ. 21.07.2010). The liquid dispersion method includes liquid supply from the pump and air from the supercharger and acceleration of the latter in the nozzle. Then, liquid is preliminary hydraulically crushed into drops in the spray cone of the nozzle and further pneumatic dispersion of liquid droplets in the field of ultrasonic air vibrations in a supersonic jet from the auxiliary nozzle circuit into aerosol. Next, the aerosol is supplied for final pneumatic dispersion into the supersonic air jet from the main contour of the nozzle transporting the aerosol to the place of consumption.
Из патента РФ №2251471, МПК B22F 9/08, публ. 10.05.2005 г., известно устройство диспергатора, выполненное в виде щелевых форсунок, внутренней - для подачи воздуха, внешней - для подачи воды, обеспечивающее выход частиц с заданным размером.From the patent of the Russian Federation No. 2251471, IPC B22F 9/08, publ. 05/10/2005, a dispersant device is known, made in the form of slot nozzles, internal - for air supply, external - for water supply, providing the exit of particles with a given size.
Однако в известном устройстве не предусмотрено средств для исключения засорения капилляра диспергатора частицами из внешней среды.However, in the known device, no means are provided to prevent clogging of the dispersant capillary with particles from the external environment.
Известен диспергатор (патент РФ №2151635, МПК B01F 7/00, публ. 27.06.2000 г.), содержащий в корпусе патрубки для подачи жидкости и газа и многоканальный распределитель газа с диспергатором, выполненным в виде двух составных элементов с калиброванными отверстиями, обеспечивающие создание мелкодисперсной среды.A dispersant is known (RF patent No. 2151635, IPC
Однако в известном устройстве также не предусмотрено средств для исключения засорения капилляра диспергатора частицами рабочей среды.However, in the known device, there are also no means for preventing clogging of the dispersant capillary with particles of the working medium.
Актуальность решаемой технической проблемы основана на следующем. При производстве гранулированного сорбента, в частности неорганическою сорбента на основе оксидов титана и циркония, возникла проблема диспергирования рабочего раствора в гелирующую среду. При использовании классической конструкции газо-жидкостной форсунки происходило гелирование раствора на выходе из капилляра, так как форсунка находится непосредственно над парами аммиака, что способствовало закупориванию выходного отверстия капилляра диспергатора.The urgency of the technical problem being solved is based on the following. In the production of a granular sorbent, in particular an inorganic sorbent based on titanium and zirconium oxides, the problem arose of dispersing the working solution into a gelling medium. When using the classical design of the gas-liquid nozzle, gelation of the solution occurred at the exit from the capillary, since the nozzle is located directly above the ammonia vapor, which contributed to the clogging of the outlet of the dispersant capillary.
Задачей авторов изобретения является усовершенствование конструкции газожидкостной форсунки для предотвращения закупоривания выходного отверстия капилляра, сохранения формы и прочности гранул.The task of the authors of the invention is to improve the design of the gas-liquid nozzle to prevent clogging of the capillary outlet, maintain the shape and strength of the granules.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании заявляемого устройства, заключается в усовершенствовании конструкции в направлении уменьшения воздействия гелирующей среды непосредственно на капилляр, а так же для обеспечения гидролиза диспергированных капель до попадания в гелирующий раствор, за счет чего снижается риск деформации гранул при попадании их в гелирующую среду.The technical result provided by the use of the claimed device is to improve the design in the direction of reducing the effect of the gelling medium directly on the capillary, as well as to ensure the hydrolysis of dispersed drops before entering the gelling solution, thereby reducing the risk of deformation of the granules when they enter the gelling medium. .
Указанные задача и технический результат обеспечиваются тем. что в отличие от известного (прототипа) устройства для диспергирования жидких материалов в химически агрессивных гелирующих средах, содержащего емкость с распыляемой жидкостью, систему подачи газовой нагнетательной и диспергатор, согласно предлагаемому изобретению, система подачи газовой нагнетательной среды выполнена в виде внутреннего контура с патрубком подачи воздуха, внешнего контура с патрубком подачи воздушно-аммиачной смеси, в качестве диспергатора устройство содержит капилляр, вдоль которого движется непрерывный поток воздуха по контуру через патрубок для отрыва капли диспергируемой жидкости при достижении ею размеров критических для заданной скорости подачи воздуха, при этом внешний контур состоит из трех магистралей: для раздельной подачи потока сжатого воздуха в упомянутый контур, для подачи смеси газов паров аммиака и воздуха в контур под давлением, не превышающем давление в контуре, для подачи локального потока сжатого воздуха к выходу из капилляра, обеспечивающего требуемый размер диспергируемых капель.The specified task and technical result are provided by those. that, unlike the known (prototype) device for dispersing liquid materials in chemically aggressive gelling media, containing a container with a spray liquid, a gas pressure supply system and a dispersant, according to the invention, the gas pressure medium supply system is made in the form of an internal circuit with an air supply pipe , an external circuit with a branch pipe for supplying an air-ammonia mixture, as a dispersant, the device contains a capillary, along which a continuous air flow moves along the contour through the branch pipe to separate a drop of the dispersed liquid when it reaches critical sizes for a given air supply rate, while the external circuit consists of three lines: for separate supply of a compressed air flow to the said circuit, for supplying a mixture of gases of ammonia vapor and air into the circuit at a pressure not exceeding the pressure in the circuit, for supplying a local compressed air flow to the exit from the capillary, providing the required size of dispersed drops.
Заявляемое устройство для диспергирования жидких материалов поясняется следующим образом.The inventive device for dispersing liquid materials is explained as follows.
На фиг. 1 схематично изображен вариант для реализации предлагаемого устройства, где: 1 - емкость с рабочим раствором; 2 - контур со сжатым воздухом, где происходит срыв капли с капилляра (5); 3 - контур с сжатым воздухом, изолирующий капилляр от контура (4) и внешней среды; 4 - контур с воздушно-аммиачной смесью; 5 - капилляр; 6 - патрубок для ввода сжатого воздуха в контур (2); 7 - патрубок с сжатым воздухом с направлением в контур (3); 8 - патрубок с сжатым воздухом и парами аммиака в контур (4).In FIG. 1 schematically shows an option for implementing the proposed device, where: 1 - a container with a working solution; 2 - circuit with compressed air, where the drop occurs from the capillary (5); 3 - circuit with compressed air, isolating the capillary from the circuit (4) and the external environment; 4 - circuit with air-ammonia mixture; 5 - capillary; 6 - branch pipe for introducing compressed air into the circuit (2); 7 - branch pipe with compressed air directed to the circuit (3); 8 - branch pipe with compressed air and ammonia vapor to the circuit (4).
Предлагаемое изобретение представляет собой устройство воздушно-жидкостного диспергатора для диспергирования жидких материалов в химически агрессивных гелирующих средах, содержащего емкость с распыляемой жидкостью, систему подачи газовой нагнетательной среды и диспергатор. Система подачи газовой нагнетательной среды выполнена в виде внутреннего контура (3) с патрубком подачи воздуха (7), внешнего контура (4) с патрубком подачи воздушно-аммиачной смеси (8), в качестве диспергатора устройство содержит капилляр (5), вдоль которого движется непрерывный поток воздуха по контуру (2) через патрубок (6) для отрыва капли диспергируемой жидкости при достижении ею размеров критических для заданной скорости подачи воздуха. Согласно предлагаемому устройству для изоляции от внешней гелирующей среды диспергируемого раствора применяется воздушный контур (3). который изолирует воздушно-жидкостный поток во избежание гелирования раствора на конце капилляра до момента ее отрыва. Чтобы обеспечить гидролиз диспергированных гранул до попадания в гелирующую среду для исключения деформации и сохранения механической прочности гранул применяется внешний контур (4) с воздушно-аммиачной смесью.The present invention is an air-liquid disperser device for dispersing liquid materials in chemically aggressive gelling media, containing a container with a sprayed liquid, a gas injection medium supply system and a disperser. The gas injection medium supply system is made in the form of an internal circuit (3) with an air supply pipe (7), an external circuit (4) with an air-ammonia mixture supply pipe (8), the device contains a capillary (5) as a dispersant, along which it moves a continuous air flow along the contour (2) through the pipe (6) to separate the drop of the dispersed liquid when it reaches the critical size for the given air supply rate. According to the proposed device, an air circuit (3) is used to isolate the dispersible solution from the external gelling medium. which isolates the air-liquid flow to avoid gelation of the solution at the end of the capillary until it is detached. To ensure the hydrolysis of dispersed granules before entering the gelling medium, an external circuit (4) with an air-ammonia mixture is used to prevent deformation and maintain the mechanical strength of the granules.
Давление воздуха в контуре (2) регулируется таким образом, чтобы обеспечить срыв капли раствора на выходе из капилляра (5). Изменение параметров давления в контуре (2) обеспечивает изменение размеров капель за счет срыва ее, когда она достигает размеров, критических при данной скорости воздуха. Контур (3) предназначен для изоляции капилляра и потока воздуха из контура (1) от внешней среды, что препятствует их смешению и попаданию на диспергируемый раствор. Контур (4) предназначен для осаждения сформированных капель до попадания в гелирующую среду. Это позволяет обеспечить сферическую форму и механическую прочность гранул, минуя деформацию капли при ударе о гелирующий раствор. В корпусе устройства имеются следующие патрубки: 6 и 7 - для ввода сжатого воздуха; 8 - для ввода смеси газов сжатого воздуха и паров аммиака.The air pressure in the circuit (2) is regulated in such a way as to ensure the separation of the solution drop at the exit from the capillary (5). Changing the pressure parameters in the circuit (2) provides a change in the size of the droplets due to its disruption when it reaches a size that is critical for a given air velocity. The circuit (3) is designed to isolate the capillary and the air flow from the circuit (1) from the external environment, which prevents them from mixing and getting into the dispersible solution. The circuit (4) is intended for the deposition of the formed droplets before entering the gelling medium. This makes it possible to ensure the spherical shape and mechanical strength of the granules, bypassing the deformation of the drop upon impact with the gelling solution. The body of the device has the following nozzles: 6 and 7 - for the input of compressed air; 8 - to enter a mixture of compressed air gases and ammonia vapor.
Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device works as follows.
Первоначально через патрубок (7) подается сжатый воздух в контур (3) таким образом, чтобы обеспечить экранирование капилляра от внешней среды и воздушно-аммиачной смеси из контура (4). Через патрубок (8) подается смесь газов паров аммиака и воздуха в контур (4) для проведения процесса гидролиза диспергированной жидкости до попадания в гелирующий раствор, что обеспечивает сохранение формы и прочности гелируемых гранул. Заполняется емкость (1) рабочим раствором, затем через капилляр (5) самотеком подается раствор для дальнейшего диспергирования. Через патрубок (6) в контур (1) подается сжатый воздух таким образом, чтобы капля, срывающаяся с капилляра под действием критической массы, при заданном потоке воздуха имела необходимый размер. После проведения процесса диспергирования капилляр промывается путем заполнения емкости (1) дистиллированной водой для предотвращения высыхания рабочего раствора и, как следствие, засорения капилляра.Initially, compressed air is supplied through the branch pipe (7) to the circuit (3) in such a way as to ensure the screening of the capillary from the external environment and the air-ammonia mixture from the circuit (4). A mixture of gases, ammonia vapors and air is supplied through the pipe (8) to the circuit (4) for carrying out the process of hydrolysis of the dispersed liquid before it enters the gelling solution, which ensures the preservation of the shape and strength of the gelled granules. The container (1) is filled with the working solution, then the solution is fed by gravity through the capillary (5) for further dispersion. Compressed air is supplied through the branch pipe (6) to the circuit (1) in such a way that the drop that breaks off the capillary under the action of the critical mass has the required size at a given air flow. After the dispersion process, the capillary is washed by filling the container (1) with distilled water to prevent the working solution from drying out and, as a result, clogging of the capillary.
Таким образом, при использовании предлагаемого устройства для диспергирования раствора в гелирующую среду достигается новый технический результат, который заключается в повышении эффективности воздушно-жидкостного диспергатора, предназначенного для работы в химически агрессивных гелирующих средах.Thus, when using the proposed device for dispersing a solution into a gelling medium, a new technical result is achieved, which consists in increasing the efficiency of an air-liquid dispersant designed to operate in chemically aggressive gelling media.
Возможность применения предлагаемого изобретения может быть проиллюстрирована следующим примером.The possibility of applying the invention can be illustrated by the following example.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемое устройство для диспергирования жидких материалов опробовано на опытном образце, изображенном на фиг. 1, в качестве жидкого материала была использована диспергированная жидкость на основе гексахлорититановой кислоты и поливинилового спирта.Example 1. In laboratory conditions, the proposed device for dispersing liquid materials was tested on a prototype shown in FIG. 1, a dispersed liquid based on hexachlorotitanic acid and polyvinyl alcohol was used as a liquid material.
Через патрубок (7) подается сжатый воздух в контур (3) таким образом, чтобы обеспечить экранирование капилляра от внешней среды. Через патрубок (8) подается смесь газов: паров аммиака и воздуха, в контур (4) под давлением, не превышающем давления в контуре (3). Из емкости (1) через капилляр (5) самотеком подается раствор для диспергирования. Через патрубок (6) подается сжатый воздух таким образом, чтобы капля, отрывающаяся с капилляра (5) (D), имела требуемый размер. После окончания процесса диспергирования капилляр промывают путем заполнения емкости (1) дистиллированной водой, что исключает загрязнение капилляра на последующем цикле диспергирования.Compressed air is supplied through the branch pipe (7) to the circuit (3) in such a way as to ensure that the capillary is shielded from the external environment. Through the branch pipe (8) a mixture of gases is supplied: ammonia vapor and air, into the circuit (4) at a pressure not exceeding the pressure in the circuit (3). From the container (1) through the capillary (5) the dispersion solution is fed by gravity. Compressed air is supplied through the nozzle (6) in such a way that the drop coming off the capillary (5) (D) has the required size. After the end of the dispersion process, the capillary is washed by filling the container (1) with distilled water, which excludes contamination of the capillary in the subsequent dispersion cycle.
В результате работы заявляемого устройства было обеспечено диспергирование жидкой среды с выходом дисперсионных частиц (капель) с требуемым размером в диапазоне от 100-1000 мкм. В таблице 1 приведено статистическое распределение размеров частиц, полученных в процессе диспергирования с использованием предлагаемого устройства в условиях примера.As a result of the operation of the proposed device, dispersion of the liquid medium was ensured with the release of dispersed particles (droplets) with the required size in the range from 100-1000 microns. Table 1 shows the statistical distribution of particle sizes obtained in the dispersion process using the proposed device under the conditions of the example.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет достигнуть заявленного технического результата, заключающегося в повышении эффективности воздушно-жидкостного диспергатора, предназначенного для работы в химически агрессивных гелирующих средах.Thus, the use of the proposed method makes it possible to achieve the claimed technical result, which consists in increasing the efficiency of an air-liquid dispersant designed to operate in chemically aggressive gelling media.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2793896C1 true RU2793896C1 (en) | 2023-04-07 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1152635A1 (en) * | 1983-10-10 | 1985-04-30 | Проектно-Конструкторский Технологический Институт Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзуглемаш" | Device for dispersing |
US5240183A (en) * | 1991-06-06 | 1993-08-31 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Atomizing spray nozzle for mixing a liquid with a gas |
RU2151635C1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Многопрофильное предприятие "Кварк" | Liquid saturator |
US6142457A (en) * | 1998-01-30 | 2000-11-07 | Mobil Oil Corporation | Atomizing feed nozzle |
RU2251471C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-05-10 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Installation for making metallic shots |
RU2449842C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of fluid dispersion and controlled aerosol disperser to this end |
RU2676039C1 (en) * | 2017-06-28 | 2018-12-25 | Индийская Нефтяная Корпорация Лимитэд | Liquid flow into small drops turning device and method |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1152635A1 (en) * | 1983-10-10 | 1985-04-30 | Проектно-Конструкторский Технологический Институт Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзуглемаш" | Device for dispersing |
US5240183A (en) * | 1991-06-06 | 1993-08-31 | Bete Fog Nozzle, Inc. | Atomizing spray nozzle for mixing a liquid with a gas |
US6142457A (en) * | 1998-01-30 | 2000-11-07 | Mobil Oil Corporation | Atomizing feed nozzle |
RU2151635C1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Многопрофильное предприятие "Кварк" | Liquid saturator |
RU2251471C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-05-10 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Installation for making metallic shots |
RU2449842C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of fluid dispersion and controlled aerosol disperser to this end |
RU2676039C1 (en) * | 2017-06-28 | 2018-12-25 | Индийская Нефтяная Корпорация Лимитэд | Liquid flow into small drops turning device and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3251550A (en) | Process and apparatus for wetting of dry powdered substances | |
US3110626A (en) | Apparatus for coating discrete solid material | |
WO1999030833A1 (en) | Device and method for creating dry particles | |
US8944344B2 (en) | Multi-element ultrasonic atomizer | |
RU2793896C1 (en) | Device for dispersing liquid materials | |
US8557336B2 (en) | Methods for coating particulate material | |
CN108786509A (en) | A kind of solid-liquid mixing device and method | |
WO2018010584A1 (en) | System for preparing powder by means of gas phase and liquid phase | |
TWI540002B (en) | Particle production apparatus, method for manufacturing particles and method for preparing resin composition for sealing semiconductors | |
HU189932B (en) | Nezzle for atomizing viscous fluids | |
CN103930193B (en) | Make the minimized cloud mixer of particle from caking and method | |
JP2004351267A (en) | Method and apparatus for producing micro mist | |
CN110553951B (en) | Particle impact and observation device and method | |
US10124353B1 (en) | Apparatus for deagglomerating and disseminating powders and particulate matter | |
CN111366505B (en) | Particle size follow-up detection device adopting cavitation impact crushing coupled fine particle dispersion laser scattering method | |
WO2017010451A1 (en) | Wet disperser | |
RU2361652C1 (en) | Mixer with ventilator wheel | |
CN106345367A (en) | Liquid drop dispersing device | |
RU2413571C1 (en) | Ventury scrubber | |
CN110756375B (en) | Double-layer continuous ultrasonic atomization grading device and grading method | |
US20070295835A1 (en) | Device and System for Producing Individual Droplets from Liquids Having Different Viscosity in Gaseous and/or Liquid Media | |
WO2000024517A1 (en) | Powder dispersion-treating method and device therefor and powder treating device | |
CN113134434B (en) | Wafer surface particle cleaning nozzle | |
RU2476263C1 (en) | Plasma chemical reactor | |
RU105595U1 (en) | LIQUID MIXER |