аппарат для концентрирования полимерной крошки

Формула изобретения

Аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндрический корпус, снабженный крышкой, днищем, тангенциальными патрубками для ввода исходной смеси и вывода осветленной жидкости с выпускным участком, соосными трубами для вывода сконцентрированной полимерной крошки и ввода воды на разбавление и газа, введенными в корпус и соединенными с крышкой и днищем соответственно, отличающийся тем, что труба для вывода сконцентрированной крошки в нижней ее части снабжена диффузорным насадком, крышка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого соединено с корпусом, а меньшее - с расходящимся основанием насадка, при этом выпускной участок патрубка для вывода осветленной жидкости расположен на уровне места соединения трубы для вывода сконцентрированной полимерной крошки с диффузорным насадком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для обработки взвесей полимерных материалов, в частности к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для повышения концентрации полимерного продукта, например крошки синтетического каучука в закрученном потоке воды. Изобретение может быть использовано в химических отраслях промышленности.

Известен гидроциклон для концентрирования полимерной крошки в поле центробежных сил, включающий цилиндрический корпус, снабженный тангенциальным патрубком для ввода исходной смеси, с крышкой, содержащей патрубок для отвода легкой (полимерной) фазы, и коническое днище с патрубком в нижней части для отвода тяжелой фазы /см., например, книгу Мустафаева A.M. и др. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. М.: Недра, 1991, с.3/.

Недостатком работы гидроциклона является ограниченная степень концентрирования полимера, обусловленная неизбежной забивкой патрубка отвода легкой фазы при изменении текучести сконцентрированной крошки. Кроме того, функциональные возможности аппарата ограничены только концентрированием, а при обработке суспензий полимеров возникают задачи промывки, замены транспортной жидкости и т.п.

Известен также аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндроконический корпус с крышкой, тангенциальный патрубок для ввода исходной смеси, патрубки вывода осветленной воды и сконцентрированной крошки с сепаратором, линии ввода воды на разбавление легкой фазы и газа /см., например, RU Патент 2179929, МПК В29В 15/02, 2002, Б.И. №6/.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность его работы.

Указанный недостаток обусловлен использованием набора установленных с зазором друг к другу тарелок, являющихся источником забивки сепаратора, а также возможным изменением уровня жидкости в аппарате вследствие неравномерной подачи исходной смеси, приводящим к нарушению структуры течения легкой фазы в сепараторе при газожидкостной обработке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, тангенциальные патрубки для ввода исходной смеси и вывода осветленной жидкости, расположенные в противоположных частях корпуса на определенном расстоянии один от другого, соосные патрубки для вывода сконцентрированной крошки и ввода воды на разбавление, установленные в крышке и днище, причем торцы патрубков обращены навстречу друг другу, а расстояние между ними выбрано равным 1-4 диаметрам корпуса /см. а.с. СССР №2027592, МКИ В29В 15/02, 1995, Б.И. №3/.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность работы аппарата, обусловленная влиянием потока промывной жидкости на гидродинамическую обстановку в зоне концентрирования легкой фазы. Задание определенного расстояния между патрубками вывода сконцентрированной полимерной крошки и ввода промывной воды предполагает проведение процесса при постоянных режимных параметрах. Отклонение от установленных характеристик приведет к изменениям уровня жидкости в аппарате и концентрации полимерной крошки на выходе из него: увеличение расхода промывной жидкости при снижении ее уровня в аппарате вызывает размыв сформированной зоны, состоящей из легкой фазы, и воздействие ее распавшейся части на структуру закрученного потока.

Технической задачей изобретения является повышение надежности работы аппарата при переменном объемном расходе исходной смеси и обеспечение дополнительного инжектирующего эффекта.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для концентрирования полимерной крошки, включающем цилиндрический корпус, снабженный крышкой, днищем, тангенциальными патрубками для ввода исходной смеси и вывода осветленной жидкости с выпускным участком, соосными трубами для вывода сконцентрированной полимерной крошки и ввода воды на разбавление и газа, введенными в корпус и соединенными с крышкой и днищем соответственно, новым является то, что труба для ввода сконцентрированной крошки в нижней ее части снабжена диффузорным насадком, крышка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого соединено с корпусом, а меньшее - с расходящимся основанием насадка, при этом выпускной участок патрубка для вывода осветленной жидкости расположен на уровне места соединения трубы для вывода сконцентрированной полимерной крошки с диффузорным насадком.

Технический результат заключается в повышении надежности работы аппарата при переменном объемном расходе исходной смеси и обеспечение дополнительного инжектирующего эффекта.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображено продольное сечение аппарата.

Аппарат для концентрации полимерной крошки состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 и днища 3.

Цилиндрический корпус 1 снабжен тангенциальными патрубками ввода исходной смеси 4 и вывода осветленной жидкости 5.

Крышка 2 выполнена в виде усеченного конуса и соединена с трубой для вывода сконцентрированной полимерной крошки 6 через диффузорный насадок 7.

Днище 3 соединено с трубой ввода газожидкостного потока 8 на разбавление.

Трубы 6 и 8 введены в цилиндрический корпус 1 и установлены по оси симметрии последнего. Тангенциальный патрубок вывода осветленной жидкости 5 имеет выпускной участок 9.

Аппарат работает следующим образом. Исходную смесь, содержащую около 5% каучука, подают на концентрирование в аппарат через патрубок 4. Благодаря тангенциальному вводу поток исходной смеси закручивается. Под действием центробежных сил происходит разделение пульпы: легкая фаза (крошка каучука) собирается в центральной части аппарата снаружи конической крышки 2 и перемещается по ее поверхности по направлению к диффузорному насадку 7.

Расположение выпускного участка 9 патрубка вывода осветленной воды 5 на уровне места соединения диффузорного насадка 7 с трубой вывода сконцентрированной полимерной крошки 6 обеспечивает постоянство уровня жидкости в аппарате при возможных переменных режимах подачи исходной смеси и концентрирование легкой фазы в слое жидкости диффузора 7.

Газожидкостная смесь, подаваемая в аппарат через трубу 8, обеспечивает разбавление, промывку и транспортирование крошки каучука. Выходящая из аппарата смесь крошки каучука с водой через трубу 6 имеет концентрацию 20-25%.

Изменяя соотношение между расходами газа и жидкости в трубе 8, можно регулировать плотность газожидкостной смеси в диффузорном насадке 7, обеспечивая тем самым дополнительное инжектирование крошки каучука.

Осветленную воду (тяжелую фазу) удаляют из аппарата через патрубок 5, расположенный в нижней части цилиндрического корпуса 1 аппарата.

Таким образом, заявляемый аппарат для концентрирования полимерной крошки повышает надежность его работы при переменном объемном расходе исходной смеси, исключает гидродинамическое влияние основного потока на процесс разделения в диффузорной зоне и обеспечивает дополнительное инжектирование легкой фракции газожидкостной смесью.