SU921623A1 - Установка дл приготовлени бурового раствора - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к устройствам дл  получени  тонкодиспергированных растворов и предназначено дл  использовани  в различных отрасл х промышленности, включа  производство буровых работ.

Известна установка аналогичного назначени , выполненна  по схеме двухступенчатого измельчени , содержаща  дисковую и бисерную мельницы til .

Недостатком известной установки  вл етс  ограниченна  производительность и возможность использовани  в основном дл  мокрого измельчени  только органических материалов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности  вл етс  установка дл  приготовлени  бурового раствора, содержаща  устройство предварительного измельчени  минеральных компонентов в жидкости, выводной патрубок которого соединен

с входным патрубком бисерной мельницы .

В указанной установке в качестве аппарата предварительного измельчени  применена шарова  мельница с промежуточной сборной емкостью, снабженной мешалкой 2.

Эта установка хот  и обеспечивает получение конечного продукта с заданной степенью измельчени , од10 нако ее аппаратурное оформление требует дополнительной рециркул ции суспензии по контуру шарова  мель- ница - сборна  емкость, что повышает энергетические затраты.

15

Цель изобретени  - повышение качества диспергировани  и снижение энергетических затрат.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

Claims (2)

1. 20 что в установке дл  приготовлени  бурового раствора, содержащей устройство предварительного измельчени  минеральных компонентов в жидкости. 39 выводной патрубок которого соединен с вводным патрубком бисерной мельницы , устройство дл  предварительного измельчени  выполнено в виде роторно пульсационного аппарата с последовательно расположенными ступен ми грубого, среднего и тонкого измельчени , а бисерна  мельница выполнена с последовательно расположенными ступен ми среднего, тонкого и сверхтонкого измельчени  и посредством трубопроводов соединенными со ступен ми роторно-пульсационного аппарата в пор дке: ступень среднег измельчени  соединена со ступенью грубого измельчени , ступень тонкого измельчени  - со ступенью среднего измельчени  и ступень сверхтонкого измельчени  - со ступенью тонкого измельчени , при этом размольна  камера бисерной мельницы может быть выполнена в виде сопр женных основани ми двух конусов, в которых смонтирована мешалка с перфорированными дисками, а привод последней выполнен в виде закрепленного на валу в месте сопр жени  конусов турбинного колеса, при этом окно дл  входного патрубка расположено на уровне турбинного колеса. На чертеже схематически показана установка дл  приготовлени  бурового раствора, общий вид. Установка состоит из роторнопульсационного аппарата 1 и бисерной мельницы 2. Роторно-пульсационный аппарат (РПА) 1 содержит входной патрубок 3, входную камеру 4 и ступени 5-7 соответственно грубого, среднего и тонкого измельчени . Каж да  из ступеней содержит статоры 8-10 и краксиально расположенные им роторы 11-13. Статоры и роторы имеют выступы 14 и щели (не показаны ), Внешние стороны каждого ротора 11-13 снабжены лопатками 15-17, разворачивающимис  от центра к пери по спирали Архимеда в сторону вращени . Q Статоры 8-10 смещены относительн друг друга так, что в момент полног перекрыти  щелей статоров выступами 14 ротору одной секции щели статора другой секции полностью открыты. Дл  создани  разрежени  во входн камере 4. служит лопатка 18. Дл  создани  разрежени  ступени 5 служи лопатка 19, ступени 6 лопатка 20, а ступени 7 - лопатка 21, котора  одновременно создает напор раствора на выходе из РПА. Лопатка 21 смонтирована на одном валу с роторами. Лопатки 18-20 установлены на внутренней стороне роторов 11-13. Отработанный раствор выходит через патрубок 22, соединенный с бисерной мельницей 2 трубопроводом 23. Корпус размольной камеры бисерной мельницы 2 выполнен из двух конусов 2k и 25, соединенных большими основани ми . В центре конуса размещено турбинное колесо 26 с смонтированным на нем по обе стороны валом 27 На валу 27 укреплены диски (в обоих конусах 24 и 25) 28-31., раздел ющие размольную камеру на .секции 32-34. В дисках выполнены отверсти  35, причем диаметр отверстий в дисках 28 больше диаметров отверстий в дисках 29, которые меньше диаметров отверстий дисков 30 и 31, т.е. уменьшаютс  по мере уменьшени  конусности . Такое выполнение позвол ет увеличить врем  контакта твердых частиц с мелющими телами 36. Размеры мелющих тел Зб также уменьшаютс  от секции к секции по мере уменьшени  конусности. Секци  34 бисерной мельницы сое динена трубопроводом 37 со ступенью 5 РПА 1. Секци  33 соединена трубопроводом Зб со ступенью 6 РПА, а секци  32 трубопроводом 39 соединена со ступенью 7 РПА. В мастах соединени  трубопроводов 37-39 с секци ми 34, 33 и 32 установлены сетки 4о. Обработанный в бисерной мельнице раствор по трубопроводу 41 поступает в приемную емкость 42. Устройство работает следующим образом. Водосмесева  пульпа, содержаща  твердую фазу различного фракционного состава и различной прочности, поступает через входной патрубок 3 во входную Kat-v py 4. За счет разрежени , создаваемого лопаткой 18, .пульпа засасываетс  в ступень 5, где происходит измельчение твердой фазы благодар  возникающей в РПА при перемещении ротора относительно статора пульсации потока пульпы, котора  возбуждает акустические коЛбани , привод щие к кавитацион- , ным эффектам, турбулизации, гидравлическому перетиру и другим  влени м, способствующим активному диспергирующему воздействию на твердую фазу Порци  водоглинистой-суспензии, поступив в ступень 5, равномерно перемешиваетс  лопаткой 15 ротора 1 разворачивающейс  от центра к периферии по спирали Архимеда в сторону вращени . Лопатка 15 создает направ ленное от оси движение суспензии дл поступлени  на всасывание лопаткой 19, а благодар  изменению радиуса лопатки 15 и трению суспензии движе :ние это будет турбулентным. Слои жид |КОсти по сечению потока будут двигатьс  с различной скоростью и с по то нным изменением направлени  движ ни . При этом одни слои будут прони кать в другие, смешива сь друг с дру гом. Обработанный таким образом раст вор поступает затем в ступень 6 и т.д Прошедша  все ступени РПА 1 суспензи  при помощи лопатки 21 подаетс  на выход в выпускной патрубок 22. Однако даже при многократной циркул ции суспензии через РПА невозможно добитьс  ультратонкого измельчени  всей твердой фазы до коллоидной величины, т.е. до размера частиц твердой фазы менее 5 мкм Кроме того, лопатка 21, предназначенна  дл  создани  разрежени  в корпусе РПА, корпусе РИА, одновременно создает напор на выходе из аппарата достаточно большой величины, в котором нет практической необходимости, в результате чего энерги  напора в известных РПА расходуетс  напрасно Дл  осуществлени  ультратонкого диспергировани  твердой фазы, а также дл  утилизации-напора выход щей из РПА суспензии последн   направл етс  по трубопроводу 23 в бисерную мельницу 2 на турбинное колесо 2б, заставл   его вращатьс  и при водить во вращение вал 27 с дивками 28-31. Поток суспензии распредел етс  на обе половины бисерной мельницы 2, Суспензи  поступает в секцию 32 размольной камеры через отверсти  35 в диске 28, где частицы твердой фазы подвергаютс  ударному и перетираю щему воздействию со стороны мелющих тел 36. Частицы твердой фазы, измельченны до размеров, позвол ющих проходить 236 им вместе с суспензией через отверсти  35 в диске 29, поступают в секцию 33, где подвергаютс  диспергирующему воздействию со стороны мелющих тел Зб, пока больша  часть их не достигнет размера, меньшего диаметра отверстий следующего диска 30. Недоизмельченные частицы твердой фазы, отброшенные к стенкам размольной камеры секции 32, под действием напора потока суспензии, а также под воздействием мелющих тел Зб вывод тс  через сетку 0 с небольшой частью суспензии в перепускной .трубопровод 39 и поступают в ступень 7 РПА дл  повторного диспергировани . Аналогично непродиспергированные частицы из секции 33 поступают по трубопроводу 38 в ступень 6 РПА, а частицы из секции 3 по трубопроводу 37 - в ступень 5 РПА дл  повторного измельчени . Поступлению непродиспергированных бисерной мельнице частиц в соответ;твующие ступени аппарата 1 способствует наличие на роторах 11-13 ;оответственно спиралеобразных лопаток , которые в момент прохождени  зоны сообщени  указанных перепускных трубопроводов с соответствующими ступен ми РПА создают в перепускных трубопроводах разрежение , привод щее к подсасыванию суспензии с непродиспергированными частицами твердой фазы. Чем меньше частицы, тем больше энергии диспергирующего воздействи  требуетс  дл  ее дальнейшего измельчени . Поэтому наиболее мелкие частицы, не измельченные до заданного-размера в бисерной мельнице 2, при возврате в аппарат 1 проход т все его ступени диспергировани . Чем крупнее частицы, тем меньше количество ступеней аппарата 1 они проход т. Продиспергированные до заданных размеров частицы твердой фазы в потоке суспензии в вид.е бурового раствр,ра через трубопровод 1 поступают в приемную €;(viKOCTb 2. Установка позвол ет существенно , улучшить качество готового бурового раствора. Формула изобретени  1. Установка дл  приготовлени  буового раствора, содержаща  устройтво предварительного измельчени  минеральных компонентов в жидкости, выгодной патрубок которого соединен с входным патрубком бисерной мельницы , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества диспергировани  и снижени  энергетических затрат, устройство дл  предварительного измельчени  выполнено в виде роторно-пульсационного аппарата с последовательно расположенными ступен ми грубого, среднего и тонкого измельчени , а бисерна  мельница выполнена с последовательно расположенными ступен ми среднего, тонкого и сверхтонкого измельчени  и посредством трубопроводов соединенными со ступен ми роторно-пульсационного аппарата в следующем пор дке: ступень среднего измельчени  соединена со ступенью грубого измельчени , ступень тонкого измельчени  - со ступенью среднего измельчени  и ступень сверхтонкого измельчени  - со ступенью тонкого измельчени ,
2. 2. Установка по п.1, отличающа с  тем, что размольна  камера бисерной мельницы выполнена в виде сопр женных основани ми двух конусов, в которых смонтирована мешалка с перфорированными дисками, а привод последней выполнен в виде

   закрепленного на валу в месте сопр жени  конусов турбинного колеса, при этом окно дл  входного патрубка расположено на уровне турбинного колеса.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз

   1.Giersiepen G. Schwedes J. Le broyage humide. Informations chimie , 1976, 15. 189-193.

   2,Патент США f 3731882, кл,.15, 1973.