PL174324B1 - Sposób i urządzenie do zwilżania cząsteczkowego materiału - Google Patents

Abstract

1. Sposób zwilzania czasteczkowego materialu, r ozpuszczalnego albo peczniejacego w wodzie, w którym czasteczkowy m aterial poprzez wlot kanalu wprowadza sie do kanalu zwilzania, a ponadto do kanalu zwilzania, wokól wlotu k analu, doprowadza sie wode poprzez otwo- ry wylotowe rozpylaczy wody, przy czym wode kieruje sie do dolu w kanale zwilzania, zwilza sie doprowadzony czasteczkowy m aterial i zbiera sie zwilzony material w wodzie, pod kanalem zwilzania, znamienny tym, ze przelewa sie wode wokól wierzcholka scian (5) wlotu kanalu (4) i utrzym uje sie ciagly przeplyw wody nad elementami przelewowymi (6) wokól wlotu kanalu (4) i w dól wzdluz scian (5) wlotu kanalu (4). 4. Urzadzenie do zwilzania czasteczkowego mate- rialu, rozpuszczalnego albo peczniejacego w wodzie, za- opatrzone w pionowy kanal zwilzania, który jest otwarty na swoim dolnym koncu, a który n a swoim górnym koncu m a wlot kanalu, który jest wspólosiowy z kanalem, i który jest ograniczony przez sciany wlotu, przez który to wlot material jest doprowadzany do kanalu, oraz zaopatrzone w otwory wylotowe rozpylaczy wody dostosowane do kie- rowania wody do dolu w kanale zwilzania, dla zwilzenia materialu czasteczkowego, przy czym promien wlotu ka- nalu jest mniejszy od promienia kanalu zwilzania, a rozpylacze wody sa umieszczone wokól wlotu kanalu, znamienne tym, ze wokól wierzcholka scian (5) wlotu kanalu (4) sa umieszczone elementy przelewowe (6), które sa polaczone z komora wodna (7) i przewodami (8). Fig. 1 . PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do zwilżania cząsteczkowego materiału, zwłaszcza sproszkowanego materiału polimerowego, w celu otrzymania jednolitego rozkładu materiału zwilżonego dużą ilością wody.

Jak wiadomo, trudnym jest szybkie rozpuszczenie w wodzie rozpuszczalnego w wodzie sproszkowanego materiału, bez powstania grudek skupionego, tylko częściowo rozpuszczonego materiału. Dotychczas znane są liczne urządzenia mieszającego do przetwarzania suchego, zasadniczo kruchego cząsteczkowego materiału, w stan rozproszony albo rozpuszczony w wodzie.

Na przykład w opisie patentowym nr US 3 029 069 przedstawiono urządzenie do mieszania płynów z proszkiem, które zawiera pojedynczy cylinder zwilżania. Pierścieniowe naczynie znajdujące się na zewnątrz cylindra zwilżaniajest wypełnione płynem, który przez górne brzegi cylindra zwilżania spływa w dół tego cylindra. Sproszkowany materiał zostaje wrzucony na wierzchołek cylindra zwilżania, aby został on zwilżony wodą, która również przechodzi w dół cylindra zwilżania. Tak więc w tym znanym rozwiązaniu materiał do nawilżaniajest kierowany w dół poprzez kanał. Woda przechodzi po ścianach tego cylindrycznego kanału i jest kierowana do środka. Cały materiał sproszkowany wprowadzany do urządzenia zostaje zwilżony w cylindrycznym kanale. Cylinder zwilżania musi być wystarczająco wysoki, aby zagwarantować odpowiednią długość, na której proszek jest zwilżany. Wymagany jest znaczący przepływ wody dla zapewnienia wystarczającej objętości wody kierowanej do centrum cylindrycznego kanału, w porównaniu do spływania wody po wewnętrznych ścianach tego kanału.

Z opisu patentowego nr US 3 164 443 znane są urządzenie i sposób zwilżania sproszkowanego materiału. Przedstawione urządzenie zawiera cylindryczny kanał zwilżania zaopatrzony w szczeliny, przez które woda przedostaje się do kanału zwilżania, w postaci tafli wody. Woda może również przepływać przez otwory tak, że zwilża ściany kanału zwilżania. Sproszkowany materiał, który ma być zwilżony, wprowadza się do kanału zwilżania przez lej. Wody nie doprowadza się do kanału zwilżania przez wspomniany lej.

Ponadto, w opisie patentowym nr US 4 086 663 przedstawiono urządzenie, za pomocą którego dostarcza się cząsteczkowe ciała stałe porwane przez strumień powietrza centralnie do kanału, który jest otwarty na dolnym końcu i wyposażony w wiele rozpryskiwaczy wokół wlotu. Rozpryskiwacze przystosowane są do wytwarzania strumienia rozpryskiwanych cząsteczek, które zasadniczo wypełniają kanał. Poszczególne cząsteczki polimerowe są zwilżane zasadniczo

174 324 indywidualnie podczas przechodzenia w dół przez kanał. Są one zbierane w dużej ilości wody na dnie kanału, a ponieważ są indywidulanie zwilżane przed kontaktem z wodą, mogą się rozpuścić albo napęcznieć w wodzie, szybko i zasadniczo niezależnie od siebie. Przy wykorzystaniu tego układu konieczne jest, by polimer dostarczany do kanału miał postać indywidualnych cząsteczek. Cząsteczkowe ciała stałe w kruchej albo luźno powiązanej formie muszą być rozerwane na indywidualne cząsteczki przez porwanie w powietrzu przed ich wejściem do kanału.

Inne urządzenie, w którym doprowadza się cząsteczkowe ciała stałe w powietrzu, przedstawiono w opisie patentowym nr US 4 390 284. Ciała stałe są doprowadzane do urządzenia przy użyciu przenośnika śrubowego. W urządzeniu tym, styczny strumień wody jest kierowany spiralnie dookoła stożkowego wlotu, do którego kierowany jest porwany strumień tak, by zwilżyć ten stożkowy wlot i zapobiec osadzaniu się na nim suchego materiału. Zwilżanie materiału cząsteczkowego jest zasadniczo przeprowadzane za pomocą spiralnie ustawionych dysz wodnych w cylindrycznym kanale zwilżania. Dysze te są ustawione tak, by wzbudzały znaczny przepływ powietrza przez stożkowy wlot i kanał zwilżania. Wadą procesu tego typu jest to, że wymaga on doprowadzania bardzo dużej ilości powietrza do wierzchołka kanału. Chociaż większość cząsteczek polimerowych jest zwilżana podczas ich ruchu przez kanał i jest zbierana w dużej ilości wody pod kanałem, duża ilość powietrza musi uciec z dna kanału nad wodą i występuje ryzyko, że powietrze to będzie zabierać z urządzenia cząsteczki polimerowe porwane przez powietrze. Ryzyko jest szczególnie znaczne dla cząsteczek polimerowych, które są drobniejsze niż większość cząsteczek, dla których zaprojektowano urządzenie. Zatem, urządzenie ma tendencję do umożliwiania wydmuchiwania drobin polimerowych z podstawy kanału, co jest niepożądane, zwłaszcza gdy proszek polimerowy zawiera znaczną ilości drobnych cząsteczek.

W rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym nr US 4 531 673, polimer jest dostarczany po torze serpentynowym do wierzchołka stożkowego kanału i dlatego można sądzić, że zredukuje to ryzyko wydmuchnięcia drobniejszych cząsteczek z dna kanału. Jednak, układy wlotowe na wierzchołku kanału są przeznaczone do spowodowania przepływu powietrza wprowadzanego do kanału w dół, pod wpływem rozpylaczy wodnych skierowanych do dołu. Ponieważ urządzenie jest przeznaczone do wywoływania tego przepływu powietrza, nadal występuje problem wydmuchiwania drobnych cząsteczek z dna kanału.

W rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym nr US 4 643 582, sproszkowany materiał jest dostarczany do górnego stożkowego wlotu, który prowadzi do cylindrycznego kanału. Strumień wody jest kierowany stycznie do stożkowego wlotu tak, by zalał jego powierzchnię, a woda jest także kierowana stycznie do cylindrycznego kanału. Sprężone powietrze jest wpuszczane do pierścienia wokół stożkowej części i wychodzi z tego pierścienia do cylindrycznego kanału, wywołując zasysanie do środka stożkowej części tak, by wciągnąć do niej proszek. Sprężone powietrze ponownie zwiększa ryzyko wydmuchnięcia drobnych cząsteczek z dna. Użycie stycznie doprowadzanej wody do zalania powierzchni, zwiększa ryzyko częściowego rozpuszczenia suchych cząsteczek w tej dodatkowej wodzie podczas wzajemnego kontaktu, powodując w ten sposób wytwarzanie grudek nierozpuszczonego materiału.

Sposób według wynalazku stosowany jest do jendolitego zwilżania cząsteczkowego materiału, rozpuszczalnego albo pęczniejącego w wodzie. Cząsteczkowy materiał poprzez wlot kanału wprowadza się do kanału zwilżania i do tego kanału zwilżania, wokół wlotu kanału, doprowadza się wodę poprzez otwory wylotowe rozpylaczy wody, przy czym wodę kieruje się do dołu 'w kanale zwilżania. Zwilża się doprowadzony cząsteczkowy materiał i zbiera się zwilżony materiał w wodzie, pod kanałem zwilżania. Sposób tego rodzaju charakteryzuje się tym, że przelewa się wodę wokół wierzchołka ścian wlotu kanału i utrzymuje się ciągły przepływ wody nad elementami przelewowymi wokół wlotu kanału i w dół wzdłuż ścian wlotu kanału.

Korzystnymjest, że doprowadza się cząsteczkowy materiał do wlotu kanału i jednocześnie utrzymuje się ciągły przepływ wody nad elementami przelewowymi w dół po powierzchni ścian wlotu kanału. Ponadto kieruje się rozpylone strugi wody, za pomocą rozpylaczy, w dół i poprzecznie względem osi kanału zwilżania. Przy tym rozbija się doprowadzony kruchy

174 324 cząsteczkowy materiał na niezależne cząsteczki materiału, zwilża się te cząsteczki i zwilżony materiał zbiera się w wodzie po otwartym dolnym końcem kanału zwilżania.

Utrzymuje się korzystnie równomierny rozkład kropel wody w kanale zwilżania poprzez ustawienie strug wody rozpylonej za pomocą rozpylaczy.

Urządzenie według wynalazku jest stosowane do jednolitego zwilżania cząsteczkowego materiału, rozpuszczalnego albo pęczniejącego w wodzie. Jest ono zaopatrzone w pionowy kanał zwilżania, który jest otarty na swoim dolnym końcu, a na swoim górnym końcu ma wlot kanału, który jest współosiowy z kanałem zwilżania, i który jest ograniczony przez ściany wlotu. Przez wlot materiał jest doprowadzany do kanału. Ponadto urządzenie jest zaopatrzone w otwory wylotowe rozpylaczy wody dostosowane do kierowania wody do dołu w kanale zwilżania, dla zwilżenia materiału cząsteczkowego. Promień wlotu kanału jest mniejszy od promienia kanału zwilżania, a rozpylacze wody są umieszczone wokół wlotu kanału. Urządzenie tego rodzaju charakteryzuje się tym, że wokół wierzchołka ścian wlotu kanału są umieszczone elementy przelewowe, które są połączone z komorą wodną i przewodami.

Korzystnymjest, że komora wodna oraz przewody są osadzone pierścieniowo wokół wlotu kanału. Usytuowane pod wlotem kanału zwilżania otwory wylotowe rozpylaczy wody są ustawione w dół i poprzecznie względem osi kanału zwilżania dla kierowania strug rozpylonej wody i rozbicia na niezależne cząsteczki kruchego cząsteczkowego materiału wpadającego do tego kanału z wlotu kanału oraz dla zwilżenia niezależnych cząsteczek. Nad wlotem kanału jest usytuowany zespół przenośnikowy do przenoszenia cząsteczkowego materiału do położenia nad wlotem kanału i do wprowadzenia go pod działaniem siły ciężkości do wlotu kanału. Wlot zespołu przenośnikowego jest umieszczony pod wylotem leja samowyładowczego. Do wylotu zespołu przenośnikowego jest dołączony kanał doprowadzania powietrza z wlotem powietrza wystawionym na zewnątrz do otoczenia oraz wylotem, który wchodzi do wlotu kanału zwilżania. Wylot kanału doprowadzania powietrza ma mniejszą średnicę niż wlot kanału i jest umieszczony wewnątrz tego wlotu kanału. Kanał doprowadzania powietrza jest korzystnie połączony z zespołem przenośnikowym przez boczną część doprowadzania cząsteczkowego materiału, przy czym zespół przenośnikowy jest zaopatrzony w przenośnik śrubowy prowadzący od leja samowyładowczego do przechowywania materiału cząsteczkowego, do bocznej części doprowadzania kruchego materiału.

Korzystnym jest, że rozpylacze wody są dostosowane do wytwarzania jednolitego rozkładu kropel wody w kanale zwilżania. Kanał zwilżania jest zaopatrzony w osłonę, która obejmuje wierzchołek wlotu kanału i w której otworze jest osadzony wlot powietrza z zaworem. Wlot powietrza z zaworem są współosiowe z kanałem.

Część spośród rozpylaczy urządzenia ma kąt stożkowy większy niż pozostałe rozpylacze, przy czym rozpylacze o różnych kątach stożkowych są równomiernie rozmieszczone wokół wlotu kanału.

W ścianie kanału zwilżania, na jego górnym końcu, znajdują się otwory, które są równo rozstawione wokół ściany kanału zwilżania, przy czym każdy otwór jest usytuowany między dwoma przyległymi otworami rozpylaczy wody.

Urządzenie dodatkowo jest wyposażone w zbiornik wody, który jest umieszczony pod otwartym dolnym końcem kanału zwilżania dlaprzyjęcia zwilżonego materiału cząsteczkowego.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają rozpuszczenie materiału albo jednolite rozproszenie w dużej ilości rozpuszczającej wody, przy minimalnym wytwarzaniu grudek skupionego nie całkowicie rozpuszczonego materiału, oraz utrzymywanie niskiego poziomu osadu materiału cząsteczkowego w urządzeniu. Ponadto osiąga się to przy minimalnej ucieczce drobnych cząsteczek z urządzenia podczas jego używania.

Dla zminimalizowania ryzyka przywierania materiału cząsteczkowego do ścian wlotu, ściany te są ciągle spłukiwane przez wodę przelewającą się z elementów przelewowych, które biegną dookoła wierzchołka ścian. W wyniku spłukiwania ścian przez wodę, łatwojest utrzymać ściany zasadniczo wolne od zebranego materiału cząsteczkowego, pomimo, że ilość wody przepływającej w dół ścianjest raczej mała. Najwygodniejszym sposobem zapewnienia ciągłego przepływu wody nad środkami przelewowymi jest zastosowanie pierścieniowego naczynia otaczającego wlot do kanału i ciągle przewodzącego wodę dostarczaną do pierścieniowego

174 324 naczynia. Poprzez dostosowanie szybkości dostarczania wody przez ten kanał, można kontrolować szybkość przepływu wody nad przelewem i do dołu ścian wlotowych.

Materiały cząsteczkowe, do których stosuje się rozwiązanie według wynalazku, to głównie materiały polimerowe. Mogą być to polimery rozpuszczalne w wodzie, w którym to przypadku zwilżane cząsteczki polimerowe są kolejno dodawane do wody dla uzyskania roztworu, albo pęczniejące w wodzie, ale nie rozpuszczalne w wodzie cząsteczki, w którym to przypadku zwilżone cząsteczki tworzą jednolitą zawiesinę po dodaniu wody.

Urządzenie i sposób według wynalazku są szczególnie użyteczne dojednolitego zwilżania rozpuszczalnego albo pęczniejącego w wodzie kruchego materiału cząsteczkowego, przez który rozumie się materiał, który jest utworzony z cząsteczek, które dążą do utworzenia luźnych aglomeratów, i które pozostają pod postacią aglomeratów aż do podjęcia kroków w celu ich rozdzielenia. W tym celu otwory rozpryskujące wodę są umieszczone wokół wlotu do kanału i są ustawione tak, by kierowały strumienie wody do dołu i w poprzek osi kanału, w celu rozbicia na niezależne cząsteczki kruchego materiału cząsteczkowego opadającego w kanale od wlotu i dla zwilżenia tych niezależnych cząsteczek.

Otwory rozpryskujące wodę są korzystnie umieszczone wokół najniższej części wlotu do kanału, albo nieco pod nim, na przykład 1 do 5 cm pod nim. Rozpylacze korzystnie odchodzą od pierścieniowej komory, do której wprowadzana jest woda pod ciśnieniem, i która ma zewnętrzną średnicę zasadniczo taką samą jak średnica kanału. Zatem, rozpylacze są umieszczone wokół pierścienia, który ma wewnętrzną średnicę równą przynajmniej połowie, a zwłaszcza przynajmniej dwóm trzecim, promienia kanału.

Rozpylacze służą do dwóch celów. Jednym celem jest rozbicie kruchego materiału na indywidualne cząsteczki. Zatem muszą mieć wystarczającą moc do wykonania tego i muszą być skierowane w poprzek głównej linii toru ruchu materiału cząsteczkowego. Drugim celem stosowania rozpylaczy jest zapewnienie jednorodnego rozkładu kropelek wody padających w całym kanale tak, aby uzyskać maksymalny kontakt cząsteczek polimerowych z kropelkami wody podczas ich opadania w kanale.

Wskazanymi materiałami cząsteczkowymi są rozpuszczalne w wodzie polimery mające wymiary cząsteczkowe rzędu przynajmniej 90%, a zwykle 99% wagowych w zakresie 20 do 1000 mikrometrów. Ponieważ wynalazek umożliwia zminimalizowanie ilości powietrza przepływającego przez kanał oraz ryzyko wydmuchnięcia z dna kanału na zewnątrz drobniejszych cząsteczek, wynalazek ma szczególne znaczenie, gdy materiał cząsteczkowy zawiera przynajmniej 2%, a często przynajmniej 5% wagowych materiału o rozmiarach cząsteczkowych rzędu 20 do 100 mikrometrów, często 20 do 70 mikrometrów. Ilość tych drobniejszych cząsteczek może wynosić na przykład 30% wagowych, ale zwykle nie przekracza 15 albo 20% wagowych.

Przynajmniej 80%, a zwykle przynajmniej 90% wagowych materiału cząsteczkowego zwykle ma wymiary cząsteczkowe poniżej 700 mikrometrów, często poniżej 400 mikrometrów.

Materiałem cząsteczkowym jest korzystnie naturalny polimer taki jak skrobia albo celuloza, ale również polimer syntetyczny otrzymany przez polimeryzację monomerów rozpuszczalnych w wodzie, ewentualnie z czynnikiem wiążącym poprzecznie, jeśli polimer pęcznieje i jest nierozpuszczalny. Monomerami są zwykle akrylamid albo inne monomery niejonowe, akrylan sodu albo inne monomery anionowe, i dodatkowy dialkylaminoalkyl (meth) - akrylan albo -kwas akrylamidowy, albo sole czwartorzędowe lub inne monomery kationowe.

Przedmiot wynalazku objaśniono bliżej w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania urządzenia do jednolitego zwilżania cząsteczkowego materiału, w przekroju poprzecznym, fig. 2 - zespół dysz rozpylających, pokazanych na fig. 1, w widoku z dołu, fig. 3 - częściowo rozłożoną osłonę, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - drugi przykład wykonania urządzenia według wynalazku, w przekroju poprzecznym, a fig. 5 przedstawia częściowo rozłożoną osłonę drugiego przykładu wykonania urządzenia, w widoku perspektywicznym.

Urządzenie do zwilżania kruchego materiału cząsteczkowego ma zazwyczaj kształt cylindryczny i jest przedstawione na figurach 1 do 3. Urządzenie zaopatrzone jest w kanał zwilżania 1 z otwartym dolnym końcem 2 i wierzchołkiem 3. Wlot kanału 4 jest ustawiony współosiowo

174 324 z kanałem zwilżania 1 i jest wyposażony w cylindryczną ścianę 5, która stanowi element przelewowy 6 z pierścieniowej komory wodnej 7, która jest zasilana wodą przez przewody 8. Warstwa wody, która ciągle przepływa w dół ściany 5 powstrzymuje proszek przed przyleganiem do ścian nawet wtedy, gdy część rozpylanych kropel dostanie się do wlotu z niższego obszaru.

Osłona 9 spoczywa na występach 10 i jest dość ściśle dopasowana wokół wierzchołka 3 kanału 1 tak, by zminimalizować ilość powietrza, które może być wciągane w pobliże podstawy ścian osłony. Osłona 9 jest wyposażona w otwór 11 umożliwiający wsunięcie kanału doprowadzania powietrza 20, który ma na swoim wierzchołku wlot powietrza 15. Jak pokazano na fig. 3, osłona 9 korzystnie zawiera dwie połowy, które są połączone za pomocą zawiasy 25 umieszczonej z boku i są zamknięte przez zacisk 26 tak, że tworzą kompletną osłonę.

Wlot kanału 4 i wlot powietrza 15 są współosiowe z kanałem zwilżania 1 i są wzajemnie połączone za pomocą kanału doprowadzania powietrza 20, który kończy się wylotem 22 kanału powietrza wewnątrz wlotu kanału 4. Urządzenie jest wyposażone w zespół przenośnikowy 12, który korzystnie zawiera przenośnik śrubowy 13, i który prowadzi od leja samowyładowczego 14, albo innego magazynu. Zespół przenośnikowy 12 jest umieszczony tak, że wyładowuje się luźno skupiony proszek z leja samowyładowczego 14 do bocznej części 21 doprowadzania kruchego materiału, wykonanej w kształcie litery T, tworzącej kanał doprowadzania powietrza 20, między wlotem powietrza 15 a wlotem kanału 4. W rezultacie, sproszkowany materiał jest przenoszony przez kontrolowany strumień powietrza przepływający od wlotu powietrza 15 do wlotu kanału 4, a który jest wzbudzany przez rozpylacze. Pierścień 23 wokół komory 7 jest otwarty, ale ponieważ kanał doprowadzania powietrza 20 dochodzi bezpośrednio do wlotu kanału 4, bardzo mała ilość proszku dostaje się do tego pierścienia. Ponadto, ponieważ osłona 9 jest zasadniczo zamknięta wokół kanału doprowadzania powietrza 20, tylko niewielka ilość przepływu powietrza jest kierowana w dół przez ten pierścień.

Pierścieniowa komora 17 otacza dolną część wlotu kanału 4 i jest wyposażona w przewód doprowadzający wodę 18, przez który woda pod ciśnieniem zostaje wprowadzona do pierścieniowej komory 17. Dysze rozpylaczy 19 są umieszczone wokół tej pierścieniowej komory 17 w taki sposób, że są skierowane do dołu i do wewnątrz. Ich kąt względem pionu zwykle wynosi 5 do 30 stopni, a korzystnie 8 do 15 stopni. Chociaż korzystnym jest jednakowe nachylenie wszystkich dysz rozpylaczy 19A, 19B, 19C tak, by określały stożek, jak przedstawiono na fig. 2 rysunku, możliwe jest także umocowanie dysz pod innymi kątami, na przykład niektóre dysze mogą być umocowane pod kątem 5 do 20 stopni, a inne dysze mogą być tak umocowane, by tworzyły większy kąt względem pionu, na przykład 15 do 40 stopni.

Jeśli dysze mają przerwać przepływ do dołu materiału cząsteczkowego, powinny działać pod wysokim ciśnieniem, zwykle w zakresie 1,03 x 10⁵ do 4,14 x 10⁵ Pa, zwykle 1,38 x 10⁵ do 2,76 x 1()5 Pa albo 4,14 x 10^rPa i tworzyć kąt stożka przy każdej dyszy od 10 do 100 stopni, a zwłaszcza 10 do 45 stopni. Dysze tego rodzaju są mocowane ze środkowymi odstępami 3 do 15 cm, często około 6 cm. Część dysz ma kąt stożkowy 30 do 90 stopni albo 100 stopni, a niektóre mają kąt 100 do 140 stopni. Różne rozpylacze są rozmieszczone równomiernie wokół kanału. Dalsze rozpylacze mogą być umieszczone w dowolnej części kanału, ale jest to na ogół nie wskazane.

W ścianie kanału zwilżania 1, tuż pod występami 10, są wykonane otwory 24, które są równomiernie oddalone od siebie między parą dysz rozpylających 19. Obecność tych otworów 24 ogranicza turbulencję przepływu powietrza w górnym końcu kanału zwilżania 1 i ogranicza osadzanie się polimeru w urządzeniu.

Wewnętrzne powierzchnie kanału zwilżania 1, wlot do kanału 4, dysze rozpylaczy 19 i boczna część doprowadzania kruchego materiału 21 wykonana w kształcie litery T, są pokryte materiałem nieprzylepnym. Ułatwia to czyszczenie urządzenia i pomaga w ograniczaniu osadzania się polimeru na wewnętrznej powierzchni bocznej części doprowadzania kruchego matriału 21.

Na zewnętrznej powierzchni bocznej części doprowadzania kruchego materiału 21, zastosowano kontrolę ciepła. Redukuje to skraplanie w tej części urządzenia.

Kanał zwilżania 1 ma zwykle promień od 9 do 15 cm, często około 10 do 60 cm, korzystnie 10 do 15 cm i długość poniżej otworów rozpylających od 22 do 200 cm, często 22 do 30 cm.

174 324

Długość nad otworami rozpylającymi wynosi zwykle 7 do 15 cm, często 9 do 15 cm. Stosunek średnicy do długości często równa się 1:2 do 1:5. Wlot kanału 4 zwykle ma promień od 3 do 5 cm, a długość powyżej otworów rozpylających od 1do 5 cm. Stosunek średnicy do długości wynosi 1:1 do 1:3.

N figurze 2 przedstawiono widok z dołu zespołu dysz rozpylających. Dla ułatwienia rozłożenia i czyszczenia urządzenia, pierścieniowa komora 17 może być niepełnym pierścieniem, jak pokazano. Zatem, głowica może być łatwo usunięta w celu oczyszczenia przez rozłączenie dwóch połówek osłony, otwarcie jej i odsunięcie osłony od kanału, oraz odsunięcie komory i rozpylaczy od kanału.

Drugi przykład wykonania urządzenia według wynalazku jest przedstawiony w przekroju poprzecznym na fig. 4. To drugie urządzenie różni się od pierwszego opisanego urządzenia pod względem konstrukcji osłony 9, która obejmuje kanał doprowadzania powietrza 20 i zespół przenośnikowy 12.

Osłona 9 ma otwór 11 umożliwiający wsuwanie zespołu przenośnikowego 12, który korzystnie zawiera przenośnik śrubowy 13, i który prowadzi od leja samowyładowczego 14, albo innego odpowiedniego magazynu do przechowywania materiału.

Wlot powietrza 15 jest umieszczony na wierzchołku osłony 9, a obrotowe częściowe zamknięcie stanowiące zawór 16, jest zamontowane za pomocą nie pokazanych elementów nad wlotem powietrza 15, tak, że powierzchnia otworu może być dopasowana przez obrót zaworu 16. Zatem, strumień powietrza w kanale doprowadzania powietrza 20 jest sterowany przez zawór 16.

W razie potrzeby, to drugie wykonanie urządzenia może być wyposażone w otwory 24. Może być ono wyposażone w materiał nieklejący na wewnętrznych powierzchniach kanału zwilżania 1, wlocie kanału 4, dyszach rozpylaczy 19 i bocznej części doprowadzania kruchego materiału 21, oraz w taśmę cieplną na zewnętrznej powierzchni bocznej części doprowadzania kruchego materiału 21.

W drugim przykładzie urządzenia, kanał doprowadzania powietrza 20 kończy się wylotem 22 nieco nad elementem przelewowym 6. Kanał doprowadzania powietrza 20 ma zasadniczo tę samą średnicę co wlot kanału 4. Również w tym układzie bardzo mało proszku wpada do pierścienia 23 wokół komory wodnej 7, ponieważ kanał doprowadzania powietrza 20 dochodzi bezpośrednio do wlotu kanału 4.

W typowym procesie wykorzystującym dowolną postać opisanego urządzenia, kanał zwilżania 1 ma promień około 12 cm i długość od wierzchołka kanału do rozpylaczy około 8 cm, a od rozpylaczy do podstawy kanału około 24 cm. Osłona 9 ma głębokość około 5 cm. Średnica wlotu kanału 4 wynosi około 8 cm, a średnica przejścia 20 jest nieco mniejsza. Osiem rozpylaczy 19 jest ustawionych pod kątem 10 stopni względem pionu przy zewnętrznej średnicy kanału. Cztery rozpylacze 19A mają kąt stożkowy 145 stopni, natomiast dwa rozpylacze 19B mają kąt stożkowy 60 stopni i dwa rozpylacze 19C mają kąt stożkowy 90 stopni.

Rozpuszczalny w wodzie kationowy proszek polielektrolityczny jest dostarczany przez przenośnik śrubowy 13 z prędkością 1-3 kg na minutę, podczas gdy woda jest pompowana poprzez przewody 8 z prędkością 100-200 litrów na minutę, pod ciśnieniem 1,38 x 10⁵ do 4,14 x 10*5 Pa.

W przypadku zastosowania drugiego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, proces jest rozpoczynany, gdy wlot powietrza 15 jest całkowicie otwarty, ale po osiągnięciu ustabilizowanych warunków zawór 16 jest nastawiany tak, by zredukować przepływ powietrza przez wlot powietrza 15 do wartości, przy której zasadniczo żadne drobne cząsteczki nie są wydmuchiwane z podstawy kanału, ale przy której wciąż osiąga się jednolite zwilżanie cząsteczek. Jeśli stosuje się pierwszy przykład urządzenia, to zawór 16 będzie niepotrzebny.

Pojemnik do zbierania wody, w którym materiał polimerowy jest rozpuszczany albo rozpraszany, jest umieszczony pod otwartym końcem kanału zwilżania. Pojemnik ten jest korzystnie zbiornikiem albo kanałem, przez który ciągle przepływa woda rozpuszczająca.

174 324

174 324

Fig, 3.

174 324

Fig.4.

174 324

Fig.1.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zwilżania cząsteczkowego materiału, rozpuszczalnego albo pęczniejącego w wodzie, w którym cząsteczkowy materiał poprzez wlot kanału wprowadza się do kanału zwilżania, a ponadto do kanału zwilżania, wokół wlotu kanału, doprowadza się wodę poprzez otwory wylotowe rozpylaczy wody, przy czym wodę kieruje się do dołu w kanale zwilżania, zwilża się doprowadzony cząsteczkowy materiał i zbiera się zwilżony materiał w wodzie, pod kanałem zwilżania, znamienny tym, że przelewa się wodę wokół wierzchołka ścian (5) wlotu kanału (4) i utrzymuje się ciągły przepływ wody nad elementami przelewowymi (6) wokół wlotu kanału (4) i w dół wzdłuż ścian (5) wlotu kanału (4).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się cząsteczkowy materiał do wlotu kanału (4) i jednocześnie utrzymuje się ciągły przepływ wody nad elementami przelewowymi (6) w dół po powierzchni ścian (5) wlotu kanału (4), a ponadto kieruje się rozpylone strugi wody, za pomocą rozpylaczy (19), w dół i poprzecznie względem osi kanału zwilżania (1), przy czym rozbija się doprowadzony kruchy cząsteczkowy materiał na niezależne cząsteczki materiału, zwilża się te cząsteczki i zwilżony materiał zbiera się w wodzie pod otwartym dolnym końcem (2) kanału zwilżania (1).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że utrzymuje się równomierny rozkład kropel wody w kanale zwilżania (1) poprzez ustawienie strug wody rozpylonej za pomocą rozpylaczy (19).
4. 4. Urządzenie do zwilżania cząsteczkowego materiału, rozpuszczalnego albo pęczniejącego w wodzie, zaopatrzone w pionowy kanał zwilżania, który jest otwarty na swoim dolnym końcu, a który na swoim górnym końcu ma wlot kanału, który jest współosiowy z kanałem, i który jest ograniczony przez ściany wlotu, przez który to wlot materiał jest doprowadzany do kanału, oraz zaopatrzone w otwory wylotowe rozpylaczy wody dostosowane do kierowania wody do dołu w kanale zwilżania, dla zwilżenia materiału cząsteczkowego, przy czym promień wlotu kanału jest mniejszy od promienia kanału zwilżania, a rozpylacze wody są umieszczone wokół wlotu kanału, znamienne tym, że wokół wierzchołka ścian (5) wlotu kanału (4) są umieszczone elementy przelewowe (6), które są połączone z komorą wodną (7) i przewodami (8).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że komora wodna (7) oraz przewody (8) są osadzone pierścieniowo wokół wlotu kanału (4).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że usytuowane pod wlotem (4) kanału zwilżania (1) otwory wylotowe rozpylaczy wody (19) są ustawione w dół i poprzecznie względem osi kanału zwilżania (1) dla kierowania strug rozpylonej wody i rozbicia na niezależne cząsteczki kruchego cząsteczkowego materiału wpadającego do tego kanału (1) z wlotu kanału (4) oraz dla zwilżenia niezależnych cząsteczek.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że nad wlotem kanału (4) jest usytuowany zespół przenośnikowy (12) do przenoszenia cząsteczkowego materiału do położenia nad wlotem kanału (4) i do wprowadzenia go pod działaniem siły ciężkości do wlotu kanału (4).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wlot zespołu przenośnikowego (12) jest umieszczony pod wylotem leja samowyładowczego (14).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że do wylotu zespołu przenośnikowego (12) jest dołączony kanał doprowadzania powietrza (20) z wlotem powietrza (15) wystawionym na zewnątrz do otoczenia oraz wylotem (22), który wchodzi do wlotu (4) kanału zwilżania (1).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wylot (22) kanału doprowadzania powietrza (20) ma mniejszą średnicę niż wlot kanału (4) i jest umieszczony wewnątrz tego wlotu kanału (4).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że kanał doprowadzania powietrza (20) jest połączony z zespołem przenośnikowym (12) przez boczną część doprowadzania (21) cząsteczkowego materiału, przy czym zespół przenośnikowy (12) jest zaopatrzony w przenośnik

    174 324 śrubowy (13) prowadzący do leja samowyładowczego (14) do przechowywania materiału cząsteczkowego, do bocznej części doprowadzania (21).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że rozpylacze wody (19) są dostosowane do wytwarzania jednolitego rozkładu kropel wody w kanale zwilżania (1).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że kanał zwilżania (1) jest zaopatrzony w osłonę (9), która obejmuje wierzchołek wlotu kanału (4) i w której otworze (11) jest osadzony wlot powietrza (15) z zaworem (16) .
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że wlot powietrza (15) z zaworem (16) są współosiowe z kanałem (1).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że część spośród rozpylaczy (19) ma kąt stożkowy większy niż pozostałe rozpylacze, przy czym rozpylacze o różnych kątach stożkowych są równomiernie rozmieszczone wokół wlotu kanału (4).
16. 16. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że w ścianie kanału zwilżania (1), na jego górnym końcu, znajdują się otwory (24), które są równo rozstawione wokół ściany kanału zwilżania, przy czym każdy otwór (24) jest usytuowany między dwoma przyległymi otworami rozpylaczy wody (19).
17. 17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że dodatkowo jest wyposażone w zbiornik wody, który jest umieszczony pod otwartym dolnym końcem (2) kanału zwilżania (1) dla przyjęcia zwilżonego materiału cząsteczkowego.