Пристрій аерації рідини або пульпи

1. Пристрій аерації рідини або пульпи, який містить модуль (1) аплікації або аплікатор з розбризкувальною форсункою, модуль (2) аерації і розбризкування з ланцюгами (С), які формують завіси, який відрізняється тим, що пристрій виконаний із можливістю випускання рідини або пульпи (Р) через розбризкувальну форсунку на завісу з ланцюгів (С) і утримування бульбашок повітря всередині рідини або пульпи (Р), сформованих плівками в результаті взаємодії поверхневого натягу і змочуваності між трьома поверхнями: тверде/завіса, рідина/пульпа, газ/повітря під час проходження через ланки ланцюгів, а також виконаний таким чином, щоб ці плівки припиняли взаємодію між ними, утримуючи повітря, що залишилося між ними, та утворення, таким чином, рясних бульбашок, забезпечуючи утворення спіненої рідини або пульпи (Р) внаслідок її розвантаження з ланцюгів (С). 2 (19) 1 3 94620 4 пускаючи швидкі і безпечні механічні інспекції і втручання. 8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що аплікатор з ланцюгами (С), які формують завіси, виконані так, що мінеральна пульпа (Р), призначена для подачі в обладнання під низьким тиском, має змогу вільно випускатися аплікатором на завіси з рівномірним розподіленням за ними. 9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю взаємодіяти зі стрічкою з завантаженими на неї гарячими котунами, а ланцюги (С) виконані з можливістю взаємодіяти з пульпою (Р), призначеною для аерації, і забезпечити утворення бульбашок повітря, сприяючих тепловій ізоляції пульпи (Р) і, внаслідок, швидкому її просочуванню через завантажені котуни на стрічці до їх нижнього краю, супроводжуючи початок процесу випаровування, зумовленого тим, що температура котунів є вищою за температуру кипіння пульпи. Даний винахід описує пристрій, що містить, по суті, розбризкувальну форсунку і завіси з ланцюгів із висячими ланками, завданням якого є аерувати рідини або пульпи шляхом генерування і утримування бульбашок повітря, що є результатом поєднання фізичних властивостей, таких як поверхневий натяг і змочуваність, сила тяжіння і пластична конформація. Цей пристрій, зокрема, забезпечує зручніший та економічніший спосіб аерації води, рідин і мінеральних і/або органічних пульп у різних секторах промисловості та економіки. Як добре відомо фахівцям у гірській промисловості і, конкретніше, у галузі тонкого гранулювання залізної руди для ринку прямого відновлення, процес, що називають покриттям, де покриття з тугоплавкого мінералу наносять на обпалені котуни, добре відомий. Сталеливарні заводи, які використовують процес прямого відновлення для перетворення залізної руди або дрібних котунів залізної руди в металічне залізо, вимушені пристосовуватися до того, щоб зіткнутися з вузьким місцем процесу, що називають приварюванням. На відміну від доменних печей у печах прямого відновлення завантаження перетворюється в залізо при високій температурі та у відновному середовищі. У такому середовищі, однак, завантаження не плавиться. Відновлювальні гази проникають у пори компонентів завантаження (або котунів грануляту), і при регульованій температурі відбувається термохімічне відновлення оксидів залізної руди в металічне залізо, даючи, у результаті, твердий і схожий на губку продукт, відомий як губчасте залізо, компоненти якого зберігають первинну форму котунів або грануляту, з якого вони були утворені. З метою оптимізації продуктивності вищезазначеного способу були підвищені робочі температури, і внаслідок цих робочих умов явище приварювання стало ще гіршим. Зрозуміло, що спосіб приварювання включає утворення великих блоків твердого губчастого заліза, утворених напівплавленням і поверхневим плавленням котунів або грануляту заліза, підданих впливу зростаючих температур. У результаті такої агломерації має місце недостатність коефіцієнта корисної дії печі, що робить ускладненим її розвантаження, перевантажуючи, таким чином, подальше обладнання. Для розв'язання цієї проблеми був розроблений спосіб, названий покриттям, що дозволяє на нести на поверхню котунів тонкий шар тугоплавкого матеріалу під час додаткових стадій, що йдуть після їхнього випалення (одержання) і перед їхнім термохімічним відновленням у разі печей прямого відновлення. Цей спосіб також включає в себе оббризкування цієї водної пульпи тонко розмолотого тугоплавкого матеріалу зверху рухомих котунів для їх фарбування. З цією метою форсунки розбризкування стратегічно розташовані в таких місцях, як транспортні жолоби між конвеєрними стрічками, а також над стрічками. Недоліком цього способу є постійне забивання форсунок через те, що вони, маючи вузькі отвори для ефекту розбризкування, стають чутливими до присутності будь-якого стороннього матеріалу, що виявляється в пульпі тугоплавкого матеріалу, а також до злежування тугоплавкого матеріалу, який осідає недалеко від них під час тривалих зупинок операції нанесення. Ці часті закупорки виявляють слабкість цієї системи, виправлення якої вимагає часу, ремонтні бригади зазнають фізичного і розумового виснаження, стаючи, таким чином, схильними до нещасних випадків. З багатьох причин усунення цієї проблеми "у зародку" часто неможливе, що призводить до рецидивів через неприйнятні проміжки часу. Внаслідок високої швидкості, з якою пульпа протікає через звужені ділянки форсунок, виникаючий, у результаті, знос форсунок стає іншою незручністю. Супроводжуючи абразивним властивостям пульпи, що містить мінерали, висока швидкість розширює розміри цих форсунок, змінюючи і намічені цілі струменів, і витікання, збільшуючи, таким чином, питому витрату мінералу і ще погіршуючи його нерівномірним розподілом пульпи за котуном. Іншою незручністю є відносно високі рівні тисків, що вважаються необхідними для процесу струминного розбризкукання. Ці рівні тиску ускладнюють запобігання протокам пульпи з розподільної мережі на вигинах, з'єднаннях і вентилях і в механічних ущільненнях відцентрових насосів, що використовуються в процесі. Прямим наслідком таких незручностей або окремо, або разом, є нестабільність роботи процесу покривання, що призводить до дефектів покриття на об'ємі котунів, а також до високої міри спікання, що робить споживачів незадоволеними. Коефіцієнт спікання лабораторних зразків відображає агломерацію печі прямого відновлення, 5 як видно з вищесказаного. Його визначають на основі відсоткового вмісту агломерованої маси відносно початкової вільної маси, підданої впливу високої температури, тиску і термохімічному відновленню. Дана патентна заявка відрізняється від згаданих заявок тим, що вона має на меті запропонувати пристрій, що робить можливої аерацію мінеральної пульпи, виготовленої з води і тонко подрібнених мінералів, чистої або в поєднанні з такими матеріалами, як вапно, вапняк, дуніт, боксит, цемент, і будь-яким мінералом, який намічений і/або використаний на установках гранулювання для покривання залізорудних котунів або гарячими, або холодними. Для таких цілей був розроблений пристрій, оснований на чисто фізичних принципах, таких як поверхневий натяг, змочуваність, сила тяжіння і т. п., а також, як широко використовуване введення, таке як ланцюги, труби, пластини, стержні і гайки, або металеві, або не металеві. Таким чином, ще однією метою даного винаходу є запропонувати пристрій, який буде здатний зробити аерацію мінеральних пульп, яка визначена вище, залізної руди, що використовується для покриття котунів на установках гранулювання. Цей пристрій буде також сприяти нанесенню таких пульп на рухомі завантаження котунів на конвеєрних стрічках для рівномірного поперечного розподілу і перколяції разом із ним для того, щоб досягнути нижніх котунів на стрічці. Для таких цілей такий пристрій був розроблений як набір, що містить п'ять перерахованих нижче модулів, і який може бути легко пристосований для будь-якої ситуації за умови, що є конвеєрна стрічка з вільним простором висотою 4 метри вздовж її шляху, переважно близько до подачі живлення. Для того щоб досягнути рівномірного поперечного розподілу на гранулах і донній перколяції, модуль нанесення забезпечений ланцюгами, щоб утворити завісу, що охоплює всю ширину стрічки із завантаженням котунів. Таким чином, ще однією метою даного винаходу є запропонувати аерацію мінеральної пульпи для використання в системах покриття котунів залізної руди на установках гранулювання для того, щоб запобігти блокуванню кінців форсунок або будь-яких інших ділянок матеріалами, сторонніми для процесу, щоб гарантувати стабільність роботи процесу і гомогенність покриття вздовж шляху системи, що використовується. Для того щоб досягнути цієї мети, пристрій забезпечено розбризкувальною форсункою з отвором, який є прямокутним, будучи достатніх розмірів, щоб не затримувати всередині який-небудь сторонній для процесу матеріал. Таким чином, ще однією метою даного винаходу є запропонувати аерацію мінеральної пульпи для використання в системах покриття котунів залізної руди на установках гранулювання для того, щоб запобігти витокам і відхиленню розбризкування, зменшуючи таким чином викиди, забруднення і проблеми охорони навколишнього середовища. 94620 6 Для досягнення цієї мети пристрій був сконструйований так, щоб відповідати трьом вимогам. Стосовно процесу він розташований таким чином, що кінці завіси розташовані дуже близько до завантажень котунів; Процес аерації демпфірує швидкість падіння пульпи і таким чином виключає різке стиснення даних її частин при контакті з котунами, запобігаючи кидкам; Бульбашки повітря діють як демпфери, які пом'якшують зіткнення між пульпою і котунами. Таким чином, ще однією метою даного винаходу є запропонувати аерацію мінеральної пульпи для використання в системах покриття котунів залізної руди на установках гранулювання для того, щоб забезпечити тривалу експлуатацію і відсутність необхідності ремонту і заміни частин внаслідок передчасного зносу. Для того, щоб досягнути цієї мети, даний пристрій був навмисно забезпечений міцними деталями, такими як розбризкувальний наконечник зі стальної труби Schedule 80 діаметром 3", звареними короткими ланками ланцюгів, що утримують жолобами зі сталі товщиною 5 мм, але матеріали і розміри, які відрізняються від цих, також можуть бути використані, щоб гарантувати працездатність пристроїв у важких умовах. Таким чином, ще однією метою даного винаходу є запропонувати аерацію мінеральної пульпи для використання в системах покриття котунів залізної руди на установках гранулювання для того, щоб зробити можливою роботу системи перекачування пульпи весь час із моменту приготування до нанесення під низьким тиском, щоб знизити енергетичне навантаження на перекачування, а також запобігти протіканню з транспортних труб і ущільнюючих систем насосів, таких як сальники і механічні ущільнення. Щоб досягнути цієї мети, форсунки пристрою були відповідно забезпечені трубою для нанесення діаметром 3" і форсункою, що не звужується, які на додаток до правильно вибраних розмірів розподільної лінії пульпи з резервуарів гомогенізації до перколятору гарантують низькі рівні втрати напору вздовж контуру, зберігаючи таким чином низький тиск перекачування. Ці та інші цілі даного винаходу можуть бути досягнуті, коли рідину або пульпу випускають через розбризкувальну форсунку на завісу з ланцюгів, і поєднання фізичних властивостей, таких як поверхневий натяг, змочуваність і пластична конформація утримують бульбашки повітря в рідині або пульпі, коли вони проходять через ланки ланцюгів, прийнявши форму плівок внаслідок взаємодії поверхневого натягу і змочуваності між трьома поверхнями, що розглядаються (тверде/завіса, рідина/пульпа, газ/повітря). Ця плівка сформована всередині кожної ланки, між ними і між ланцюгами. Що стосується витікання, ці плівки обривають взаємодію між ними, утримуючи повітря, що залишилося між ними, утворюючи, таким чином, рясні бульбашки, що призводить, у результаті, до утворення спіненої рідини або пульпи завдяки розвантаженню ланцюгів. 7 Далі даний винахід буде описаний із посиланням на додані креслення, на яких: Фіг. 1 є виглядом у перспективі пристрою для аерації рідини або пульпи. Фіг. 2 є детальним зображенням генерування спіненої рідини, що зробилося можливим шляхом використання пристрою для аерації рідини або пульпи. Фіг. 3 є детальним зображенням розбризкувальноь форсунки, що не забивається і використовується в пристрої для аерації рідини або пульпи. Фіг. 4 є детальним зображенням розподілів і гомогенності рідини, що зробилися можливими при використанні пристрою для аерації рідини або пульпи. Фіг. 5 є детальним зображенням розподілу і гомогенності рідини, що зробилися можливими при використанні пристрою для аерації рідини або пульпи. Такий пристрій, задуманий для того, щоб відповідати вищезазначеним цілям, і змонтований із відповідними розмірами, щоб бути використаним на установках гранулювання, містить п'ять модулів: 1. Модуль аплікації або аплікатор (1), що включає три різних частини: першу частину, виготовлену з труби діаметром 3" і довжиною 0,8 м, друга, сполучена з першою, являє собою форсунку для аплікації, також виготовлену з труби, що має сплющений кінець із прямокутним отвором 20г'210 мм, яка може бути вільно повернута вздовж своєї осі для оптимального розташування в просторі; третя являє собою опору аплікатора, яка завдяки своїй специфічній конструкції дає можливість найкращої установки в певному положенні для того, щоб відповідати поточним потребам, таким як відстань до завіси (С), кут, центрування і підняття. 2. Модуль (2) аерації і розбризкування, який є головним предметом прототипу, що включає набори суміжних ланцюгів (С) довжиною 3 м, що вистроєні в лінію і створюють завіси, які, будучи підвішені, утворюють згуртований і досить губчастий ряд, щоб зробити можливим явище аерації, і навмисно вільний, щоб полегшити самоочищення і періодичні зачищення. 94620 8 3. Модуль (3) націлювання, що включає передню пластину і задню пластину, що легко налягають на ланцюги (С), утворюючи сандвіч, щоб спрямувати назад потоки пульпи (Р), що просочуються, і підтримати рівномірний розподіл пульпи по довжині завіси. 4. Модуль (4) приймача, що включає коробку, розташовану нижче за модуль нанесення, будучи підтримуваним ланцюгом. Цей модуль також допомагає розподілу пульпи (Р) і містить випадкові бризки від аплікатора (1). 5. Структурний модуль (5), що включає металеві профілі, які тримають і посилюють систему, підтримуючи твердо закріпленим кожний компонент системи і одночасно допускаючи швидкі і безпечні механічні інспекції і втручання. Мінеральна пульпа, яка надходить до обладнання під низьким тиском, проходить через аплікатор (1), який вільно накидає її на завіси для рівномірного розподілу по них. Поки рідина протікає через завісу під дією сили тяжіння, її об'єм (Р) робиться навіть більш розподіленим по такому шляху, як щоб вийти через нижній кінець, покриваючи, таким чином, всю поперечну відстань шару обпалених котунів на стрічці конвеєра. Коли пульпа (Р) взаємодіє з ланцюгами (С) і, отже, зазнає аерації, і завдяки тепловій ізоляції, забезпеченій бульбашками повітря, пульпа (Р) швидко просочується через завантаження котунів на стрічці і добирається до її нижнього краю, супроводжуючи початок процесу випаровування, зумовленого тим, що температура котунів є вищою за температуру кипіння води. Це явище називається аерованим просоченням. Тому даний процес сприяє хорошому забарвленню і прилипанню пігменту до завантаження котунів, рухомого під пристроєм, гарантуючи, таким чином, високий рівень покриття. Незважаючи на те, що винахід був описаний і проілюстрований конкретно як установка, що включає пристрій аерації рідини (10) і пульпи, варто згадати, що альтернативи конструкції і застосовності можливі і здійсненні без відхилення від обсягу даного винаходу. 9 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 94620 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601