×
26.08.2017
217.015.e574

Результат интеллектуальной деятельности: Способ измельчения бемита

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для тонкого измельчения суспензии порошка бемита до нанодисперсного состояния. Способ измельчения бемита заключается в том, что для циркуляции водной суспензии бемита используют рециркуляционный контур, включающий рециркуляционную емкость 8 и кавитационный диспергатор 1, содержащий статор и ротор. При этом посредством регулятора 3 скорости вращения ротора обеспечивают оптимальную частоту кавитационных импульсов при длине рециркуляционного контура в диапазоне от 0,7 до 2 м. Оптимальную частоту кавитационных импульсов выбирают в диапазоне от 50 до 200 кГц. Концентрация суспензии бемита составляет от 100 до 400 г бемита на 1 л воды. Циркуляцию суспензии бемита осуществляют в течение 20-40 мин. Способ позволяет упростить процедуру подбора частоты для разрушения агрегатов частиц бемита в режиме резонансного разрыва. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для тонкого измельчения суспензии порошка бемита до нанодисперсного состояния.

В промышленности широко используются методы измельчения с использованием шаровых и вибрационных мельниц [Балкевич В.Л. Техническая керамика: Учеб. пособие для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. - 256 с., ил.]. Оборудование является металлоемким и энергозатратным. Длительное измельчение в течение многих часов даже в жидкой среде не позволяет измельчать материал до среднего размера менее 1-2 мкм.

Известен способ измельчения и дезагрегации порошков с применением ультразвука [Летуновский В.В., Андросов В.Н., Петровский Э.А. Приготовление смеси карбида вольфрама и кобальта с использованием ультразвука // Порошковая металлургия. - 1971. - №3 - С. 93-95]. В работе для получения однородной по размерам частиц смеси была проведена ультразвуковая обработка порошка карбида вольфрама и кобальта с исходным размером частиц 0,5-6 мкм. За 60 мин обработки 96% всех частиц имели максимальный размер менее 2 мкм. Для достижения такого же результата методом мокрого помола в шаровых мельницах потребовалось бы около 100 часов. Метод эффективный, но не позволяет достичь нанодисперсного состояния твердых и прочных частиц.

Известен способ получения наночастиц путем измельчения в специально подобранной жидкой среде с использованием планетарной мельницы. Путем использования определенного соотношения «материал : шары : жидкость» удается за 6 часов получить частицы оксида алюминия со средним размером частиц 100 нм и 5-50 нм для более мягкого и прочного шунгита [Способ получения частиц наноразмеров из минерала шунгит RU 2442657 или А. Балкин Планетарные шаровые мельницы: измельчение до наноразмеров, Наноиндустрия, 2012, №2, с. 32-33.] По сравнению с традиционными шаровыми и вибрационными мельницами планетарные мельницы позволяют для некоторых материалов приблизиться к нанометровому диапазону. Однако способ является энергозатратным и длительным.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ измельчения труднообогатимых руд, описанный в патенте RU 2203738. Способ включает дозированную подачу суспензии вода-руда и измельчение ее со вскрытием зерен по полезного ископаемого по естественным дефектам в кавитационном диспергаторе, генерирующем последовательно гидроударные нагрузки и кавитационные импульсы, образованные расширением канала потока и колебаниями резонаторов с частотой собственных колебаний частиц руды. В этом способе суспензию вода-руда многократно прокачивают по рециркуляционному циклу между кавитационным диспергатором и рециркуляционной емкость, из которой полученную смесь изымают после достижения ее нужного состояния. Используемый в RU 2203738 кавитационный диспергатор содержит корпус с ротором и статором со щелями в боковых стенках, и рабочую камеру, а также закрепленные в рабочей камере резонаторы. Подбор частоты осуществляют выбором обоймы резонаторов, настроенных на необходимую частоту, а настройку на необходимую частоту осуществляют регулировкой скорости истечения струи из щели ротора, изменением расстояния между внешним диаметром ротора и резонатором. Недостатком этого способа является сложность регулирования частоты импульсов кавитационного воздействия, сложность конструкции используемого кавитационного диспергатора.

Задачей предложенного способа является получение суспензии наночастиц бемита при использовании более простого кавитационного диспергатора и упрощение процедуры подбора частоты.

Задача решается тем, что способ измельчения бемита с использованием рециркуляционного контура, включающего для циркуляции водной суспензии бемита рециркуляционную емкость и кавитационный диспергатор, содержащий статор и ротор, отличается тем, что используют суспензию бемита концентрацией в диапазоне от 100 до 400 г бемита на 1 л воды, обеспечивают оптимальную частоту кавитационных импульсов путем использования регулятора скорости вращения ротора кавитационного диспергатора при длине рециркуляционного контура в диапазоне от 0,7 до 2,0 м, и оптимальную частоту кавитационных импульсов выбирают в диапазоне от 50 до 200 кГц.

При этом циркуляцию суспензии бемита осуществляют в течение 20-40 мин.

Технический результат заключается в возможности использования упрощенной конструкции кавитационного диспергатора и упрощения процедуры подбора частоты для разрушения агрегатов частиц бемита в режиме резонансного разрыва.

Изобретение поясняется фигурами, где на фиг. 1 показана схема устройства, предназначенного для реализации данного способа, на фиг. 2 показано распределение частиц исходного порошка бемита, на фиг. 3 - распределение частиц порошка бемита после обработки заявленным способом в течение 30 мин.

Устройство для реализации заявленного способа содержит кавитационный диспергатор 1, содержащий статор и ротор, снабженные пазами, причем количество пазов в статоре равно количеству пазов в роторе и равно числу N, которое определяет соотношение между частотой кавитационных импульсов и скоростью вращения ротора диспергатора 1. Число N для некоторых существующих кавитационных диспергаторов находится в диапазоне 30-35. Ротор диспергатора 1 вращается электродвигателем 2, скорость вращения которого определяется электронным регулятором 3 скорости вращения ротора. Регулятор 3 соединен с электродвигателем 2 проводом 12.

Кавитационный диспергатор 1 имеет входной патрубок 4, расположенный по оси вращения ротора, и выходной патрубок 5.

Устройство для реализации заявленного способа содержит также рециркуляционную емкость 8, в которую по трубопроводу 13 может подаваться исходная смесь. Выход рециркуляционной емкости 8 через кран 9 трубопроводом 7 соединен с входным патрубком 4 диспергатора 1. Выходной патрубок 5 диспергатора 1 трубопроводом 6 соединен с рециркуляционной емкостью 8. Таким образом, кавитационный диспергатор 1 и рециркуляционная емкость 8 соединены в рециркуляционный контур.

Имеется также трубопровод 10, снабженный краном 11, для отвода готовой суспензии из рециркуляционной емкости 8.

В заявленном способе измельчения бемита использьзуют рециркуляционный контура, включающего для циркуляции водной суспензии бемита рециркуляционную емкость 8 и кавитационный диспергатор 1. При этом длину рециркуляционного контура выбирают в диапазоне от 0,7 до 2,0 м. Это оптимальное значение определено в результате экспериментов.

Сначала по трубопроводу 13 подают в рециркуляционную емкость исходную суспензию бемита с концентрацией в диапазоне от 100 до 400 г бемита на 1 л воды. При концентрации суспензии более 400 г на 1 л воды происходит забивание трубопроводов порошком наноструктурного бемита, при концентрации меньше 100 г на литр происходит падение производительности установки. Затем запускают электродвигатель 2, открывают кран 9, и суспензия по трубопроводу 7 поступает к входному патрубку 4 кавитационного диспергатора 1.

При вращении ротора между пластинами ротора и статора возникают гидроударные и кавитационные импульсы, частота которых в N раз превышает скорость вращения ротора, которая соотносится со скоростью вращения электродвигателя 2, и регулируется с помощью регулятора 3, управляющего через провод 12 скоростью вращения электродвигателя 2 для достижения резонансного режима разрушения частиц бемита. Оптимальная частота кавитационных импульсов для получения суспензии наночастиц была подобрана экспериментально путем анализа состава переработанной суспензии при различных значениях скорости вращения электродвигателя 2. Последняя связана с частотой кавитационных импульсов через число пазов N в роторе (статоре) кавитационного диспергатора 1 и передаточное число между скоростью вращения ротора и скоростью вращения электродвигателя 2. Таким образом, было определено, что оптимальная частота кавитационных импульсов находится в диапазоне 50-200 кГц.

В диспергаторе 1 за счет центробежной силы суспензия через выходной патрубок 5 по трубопроводу 6 поступает обратно в рециркуляционную емкость 8. Суспензия проходит необходимое количество циклов до достижения требуемой степени размола бемита. Циркуляцию суспензии бемита осуществляют в течение 20-40 мин. Пределы времени обработки определяются условиями получения нанодисперсного порошка. Процесс измельчения со временем замедляется и при времени более 40 мин дальнейшая обработка становится нецелесообразной, а при длительности менее 20 мин не обеспечивается получение нанопорошка бемита.

Готовая суспензия через кран 11 по трубопроводу 10 поступает на производство.

Указанные значения длины рециркуляционного контура, частоты кавитационных импульсов и времени циркуляции суспензии бемита являются оптимальными в совокупности и определены экспериментально. При длине замкнутого контура более 2 м и частоте кавитационных импульсов менее 50 кГц процесс измельчения бемита существенно замедляется, и ни при каком времени циркуляции суспензии не обеспечивается получение нанопорошка.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. 200 г порошка размешивают вручную в 1 л воды и полученную суспензию заливают в рециркуляционную емкость 8. Кавитационный диспергатор 1 включают на 30 мин, частота кавитационных импульсов 130 кГц, длина рециркуляционного контура 1,6 м. После выключения кавитационного диспергатора открывают кран 11 и сливают суспензию. Суспензию подкисляют азотной кислотой до рН=5, чтобы исключить последующую агрегацию. По данным микроскопического анализа на сканирующем зондовом микроскопе SolverNext средний размер частиц составил 47 нм при среднеквадратичном отклонении 35 нм. Распределения частиц исходного порошка до и после кавитационной обработки представлено на фиг. 2 и фиг. 3.

Пример 2. Последовательность технологических операций и значения технологических параметров как в примере 1, но время обработки 15 мин. Средний размер частиц после обработки 115 нм.

Пример 3. Последовательность технологических операций и значения технологических параметров как в примере 1, но время обработки 50 мин. Средний размер частиц после обработки 45 нм.

Пример 4. Последовательность технологических операций и значения технологических параметров как в примере 1, но частота кавитационных импульсов менее 30 кГц. Средний размер частиц после обработки 130 нм.

Пример 5. Последовательность технологических операций и значения технологических параметров как в примере 1, но длина замкнутого контура 2,5 м. Средний размер частиц после обработки 120 нм.

Для средних значений интервала технологических параметров происходит эффективное разрушение агрегатов бемита с образованием нанопорошка.


Способ измельчения бемита
Способ измельчения бемита
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 300.
13.07.2019
№219.017.b339

Бункерное устройство для облучения семян или зерна низкочастотным электромагнитным излучением

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложено бункерное устройство для облучения семян зерновых низкочастотным электромагнитным излучением, включающее блок питания, блок управления излучателями и облучающее устройство, которое состоит из бункера, разделенного на секции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694310
Дата охранного документа: 11.07.2019
13.07.2019
№219.017.b38c

Установка экстракции воды из воздуха на базе солнечного модуля с параболоторическим концентратором и двигателем стирлинга

Изобретение относится к устройствам получения пресной воды из атмосферного воздуха с использованием возобновляемых источников энергии. Установка содержит корпус с окнами ввода и вывода воздуха, с размещенными внутри корпуса тепловым контуром с курсирующим хладагентом, конденсатором и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694308
Дата охранного документа: 11.07.2019
17.07.2019
№219.017.b4ed

Молотильно-сепарирующее устройство

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Молотильно-сепарирующее устройство содержит два последовательно установленных барабана с прутково-планчатыми деками. Барабаны снабжены зубовыми рабочими элементами, установленными на подбичниках корпусов барабанов. На двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694495
Дата охранного документа: 15.07.2019
23.07.2019
№219.017.b78a

Микроволновая установка для размораживания коровьего молозива

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для размораживания коровьего молозива в фермерских хозяйствах без применения горячей воды. Микроволновая установка содержит вертикально расположенный квазистационарный тороидальный резонатор с прямоугольным сечением тора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694944
Дата охранного документа: 18.07.2019
16.08.2019
№219.017.c004

Сеялка для посева зерновых культур колосьями

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Сеялка для посева зерновых культур включает высевающие секции, в каждой из которых смонтировано ленточно-кассетное высевающее устройство. Последнее имеет в составе кассетную катушку с намотанной на нее лентой для колосьев,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697498
Дата охранного документа: 14.08.2019
16.08.2019
№219.017.c00a

Станок для содержания свиней

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для выращивания свиней на свинофермах. Станок для содержания свиней включает перегородки, калитку, кормушку, поилку, систему удаления навоза, зоны отдыха, кормления, поения и зону дефекации с решетчатым настилом, которая отделена от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697376
Дата охранного документа: 13.08.2019
17.08.2019
№219.017.c10f

Система рециркуляции газодизельного двигателя

Изобретение относится к двигателестроению. Система рециркуляции газодизельного двигателя содержит перепускной трубопровод (1) с регулируемым запорным элементом (2). Вход регулируемого запорного элемента (2) сообщен с выпускным трубопроводом (3) двигателя внутреннего сгорания, а выход - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697600
Дата охранного документа: 15.08.2019
17.08.2019
№219.017.c16f

Взрывобезопасный газогенератор обращённого процесса газификации

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок. Взрывобезопасный газогенератор обращенного процесса газификации содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697599
Дата охранного документа: 15.08.2019
27.08.2019
№219.017.c3d7

Способ механизации и автоматизации сбора урожая на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ состоит в отборе плодов по визуально различимым критериям, таким как цвет, размер и качество, сборе урожая в мешки, выгрузке плодов из мешков по мере заполнения в корзины для последующей транспортировки в упаковочный или обрабатывающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698260
Дата охранного документа: 23.08.2019
27.08.2019
№219.017.c41f

Теплохолодильная гибридная установка для охлаждения сельскохозяйственной продукции

Изобретение относится к области охлаждения и хранения сельскохозяйственных продуктов, в том числе молока, йогуртов, соков и т.п., и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности и в быту. В устройстве герметизированный резервуар выполнен теплоизолированным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698262
Дата охранного документа: 23.08.2019
Показаны записи 111-120 из 120.
04.04.2018
№218.016.31e7

Устройство и способ усиления электрических сигналов

Изобретение относится к электротехнике. Устройство содержит катушку индуктивности, соединенную последовательно с емкостью, с образованием резонансного контура и прибор для периодического изменения параметров резонансного контура. Резонансный контур соединен последовательно с высоковольтным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645222
Дата охранного документа: 19.02.2018
10.05.2018
№218.016.3d41

Устройство для испытания топливных насосов высокого давления

Изобретение относится к устройствам для испытания топливной аппаратуры дизельных двигателей внутреннего сгорания. Предложено устройство для испытания топливного насоса высокого давления (ТНВД), содержащее раму 1 со смонтированной на ней плитой 2 для установки ТНВД, электропривод 3, форсунку 7,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648175
Дата охранного документа: 22.03.2018
09.06.2018
№218.016.5eca

Способ определения угла начала нагнетания топлива секцией топливного насоса высокого давления

Изобретение относится к области испытания и регулировки топливных систем дизелей. Изобретение направлено на автоматизацию процесса измерений и повышение точности определения угла начала нагнетания топлива секцией топливного насоса высокого давления (ТНВД). Предложенный способ определения угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656529
Дата охранного документа: 05.06.2018
25.06.2018
№218.016.66e8

Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений

Изобретение может быть использовано для очистки бытовых, технологических, поверхностных, сельскохозяйственных сточных вод от растворенных органических загрязнений. Способ очистки включает обработку сточных вод адсорбентом, разделение обработанных сточных вод на очищенные сточные воды и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658404
Дата охранного документа: 21.06.2018
13.02.2019
№219.016.b96e

Плавающий остров, его конструкция и технология сборки

Изобретение относится к конструкциям плавающих средств, применимо для различных целей. Плавающий остров состоит из множества пустотелых блоков сферической формы с шестигранным поясом, жестко соединенных между собой, образующих большую по площади структуру необходимой формы. Собранная структура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679521
Дата охранного документа: 11.02.2019
13.06.2019
№219.017.81bb

Стенд для очистки и промывки гидросистем машин

Изобретение используется для очистки и промывки гидросистем тракторов и комбайнов сельскохозяйственного назначения, строительно-дорожных и коммунальных машин. Стенд содержит двухпоточный гидронасос, подключенный к гидролиниям очистки и промывки. Входы этих гидролиний и выход гидролинии очистки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002344301
Дата охранного документа: 20.01.2009
10.07.2019
№219.017.aa40

Способ получения гидроксидов или оксидов алюминия и водорода и устройство для его осуществления

Изобретение относится к производству водорода, гидроксидов или оксидов алюминия из металлического алюминия. Способ включает приготовление суспензии мелкодисперсного порошкообразного алюминия в воде, создание в реакторе давления насыщенных водяных паров, распыление суспензии в реактор высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002278077
Дата охранного документа: 20.06.2006
02.10.2019
№219.017.d036

Способ получения проницаемого керамического материала с высокой термостойкостью

Изобретение относится к изготовлению пористых легковесных изделий на основе кордиерита для получения носителей катализаторов и фильтров для очистки сточных вод от органических загрязнений. Способ получения проницаемого керамического материала с высокой термостойкостью заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700386
Дата охранного документа: 16.09.2019
22.01.2020
№220.017.f8a1

Композиция добавки к приработочному маслу для обкатки редукторов

Изобретение относится к составам приработочных масел, содержащих приработочные добавки, используемых для обкатки и приработки сопряжений трения новых и отремонтированных агрегатов силовых передач различных машин и оборудования, например промышленных редукторов. Изобретение касается композиции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711593
Дата охранного документа: 17.01.2020
27.05.2020
№220.018.2147

Способ приготовления катализатора для дегидратации метилфенилкарбинола

Изобретение относится к способу приготовления катализатора на основе оксида алюминия, предназначенного для получения стирола из метилфенилкарбинола (1-фенилэтанола) (МФК) при повышенной температуре в присутствии катализатора дегидратации, в котором катализатор дегидратации включает формованные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721906
Дата охранного документа: 25.05.2020
+ добавить свой РИД