专利名称：固体材料的液体输送的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体材料的液体输送，并且包括在固相和诸如清洗液、淋溶液和溶剂等液相之间的质量交换过程的技术。本发明可以用于放射化学、化学、重水冶金和其它工业部门。本发明还可以为，处理长比宽为3至5倍的圆柱形块体形式的，并且有相当的密度的质量达数十克的固体材料，提供有效的工艺。所述的处理可以是，例如，通过去除油污或者淋溶材料片来清洁金属物品。
最先进的质量交换过程包括固相和液相的对流运动。这种过程使之可以缩短足以进行有效的质量交换的固相和液相的接触时间。然而，固相在装置中的平均时间还不够。停留时间主要取决于固相的沉积速率，它与固相在装置的下部液体下面的积聚有关(因为它发生在柱形的装置壳中)。这种情况导致出现复杂的排出固相的装置，并且，作为规律，这些装置是不可靠的。
固体件的向上运动简化了其卸料，并且使之可能改变其在各种范畴的质量交换装置内的停留时间，此外还可以使用简单的装置。
一种在振动激励器的影响下把固体材料在倾斜的表面上向上送的方法说明于苏联发明人证书No.648240中，其中固体材料件放置在一个以一定角度对固体运动方向受振动的倾斜表面上。
这种方法使得有了液相和固相对流的可能性，但是，由于存在暴露于侵蚀性处理环境的运动部件使此方法难于在大规模的条件下实施。而且，它难于保证入口和出口管路与进行这种振动的装置进行可靠的连接。很明显，振动源必须有有限的产生振动的质量，因为在增加激励器的质量时振动就会剧烈增加。结果装置的尺寸必须小，因而产出量不大。
一种用固相和液相的对流运动过程进行质量交换过程时输送所希望的固体物品的方法公知于EP 0358354A，该装置包含一个大体V形的输送管，用于装入一种液体，并且在其上端有一个用于接收待输送的物品的入口，和一种排出处理过的物品的出口。出口通过一个低于入口开口的基底连接到入口。设有间隔时向液体施加压力脉动以经一个排料输送管移动所述物品的装置。由于液体脉动和输送管的入口和出口的固体特性的差别造成对物品的输送。
简化输送装置的结构和没有运动的结构部件是重要的优点。但是，要使固体在液体中的停留时间提供得足以有效地进行液体和有很大质量和密度的固体块之间的质量交换，就希望安排多个互相串连的这种输送装置。结果，降低了设备可靠性并且扩大了处理场所的大小。
用气动脉动动力在液体中输送固相的方法和装置公知于苏联发明人证书No.874093。在此方法中，液体往复运动在锯齿样脉动的作用下产生。动力(在气动脉动的作用下液体运动时的液体高速压力)克服因重力、固体对装置壁的磨擦力和局部损耗等造成的阻力。结果固体材料向上并且对液体对流地位移。所述装置含有一个用于装盛液相物的V形输送管；一个接收受输送的物品并且连接到一个脉动发生装置的入口；和一个固体出口。
简化了装置结构并且没有了暴露于固体块处理的液体的运动部件是优点。但是，这个方法不足以造成有很大的质量和密度的固体物品的输送，因为固体块的运动在块片的沉降速度变得与上升速度相同时，固体片块的运动就停止了。
本发明提供一种在“固体-液体”系统中改进对流质量交换的方法和一种在质量交换过程中输送固体材料块的装置。
根据本发明的一个方面提供一种在“固体-液体”系统中改进对流质量交换的方法，所述方法包含在装置中形成锯齿气动脉动，把所述脉动转换成液体的往复运动，以及沿一个倾斜的斜坡向上移动材料块，其特征在于，液体的往复运动是经在斜坡上与固体块的运动方向成锐角的裂隙指引的。
优选地，所述液体往复是以所述呈锐角的扁平射流的形式指引的。
扁平射流优选地安排在沿装置的长度分布的区域中。
优选地所述扁平射流指向上方，并且与在压力脉动时相中所述固体块的运动呈锐角倾斜。
在方法的一个具体实施中，所述扁平射流同时在装置的全长上形成。
在方法的另一个实例中，所述扁平射流以反相的方式形成在相邻的区域。
在方法的又一个具体实施例中，所述的扁平射流以行波的方式形成。
在本发明的另一个方面提供有一种在质量交换过程中在液体内输送固体材料块的装置，包含一种管状的容器，一种安排在容器内侧的斜坡，分别用于向容器装料和从容器卸料的一个入口和一个出口，和一个造成液体往复运动的脉动室，其特征在于，装置包括斜坡中的与固体块的运动方向呈锐角的裂隙，用于指引液体的往复运动。
优选地，所述的扁平叶片形成槽形喷口。
优选地所述裂隙喷口由一个跨所述喷口放置的套筒提供。
优选的所述低的区域由横隔断分成各个区域，每个区域各经一个管与脉动室连接。
优选地，在斜坡相邻区域之间放置一个栅格。
为了便于更好地理解本发明的性质，现在仅以举例的方式参照
质量对流交换过程中输送固体材料块的装置和方法的一个实施例，其中图1示根据一种本发明的在液体中输送固体材料的装置的截面图；图2示出图1所示的装置沿A-A线所取的剖视图；图3示出装置的顶视图；图4示出图1的装置斜坡的片段；图5示出在脉动激励下的射流作用下的固体材料的运动；图6示出以相反方向组脉动的射流作用下的固体材料的运动；和图7示出以“行波”方式脉动的射流作用下的固体材料的运动。
参照图1至4，根据本发明的装置包含一个管状的容器1，它由斜坡4分成一个上区2和一个下区3。斜坡4由叶片形成，这些叶片以并排方式安排并且形成对水平面倾斜5至85度角的裂隙喷口。在相邻的叶片之间放置一个筛或者称栅格7以把固体材料块8保持在斜坡4上。上区2连接各种管子。管9有一个入口15，用于固体装料和液体卸料。管17用于经装置吹气体。管10用于卸出处理过的固体材料而管16用于馈入新的溶液(液相)。下区3由横隔断11分成偶数个段12，每段经各一个管13与其自身的脉动室14连通，脉动室14转而连接至一个脉动发生器(未示)。脉动室的个数取决于管状容器1的长度，但应是偶数个。
装置的运转如下。此装置以设定的流速经管16充灌液体剂。固体材料经管16供入上区2。气动脉动以预定的参数(压力、频率和入气时间及出气时间)施加在容纳在脉动室14中的液体上。在这些气动脉动的影响下，预定量的液体从脉动室迫出并且经过管13进入相应的段12。然后此液体经过喷口6和栅格7并且由此转变成扁平射流并且进入上区2内。
上区2中的多余液体充灌吹气管15中的一个游离空间。在此时刻液体的高速压力克服重力对固体材料的作用，从而后者脱离栅格7，升高到一定的高度并且输送到相邻斜坡4的喷口。
在下一个时刻，用过的压缩空气在脉动装置的作用下从脉动室14释放。结果液体经相同的路径返回脉动室并且把脉动室充灌到其初始的液位。
同时，固体块反向的运动压在栅格7上并且变得静止不动。这样固体材料块8以预定的频率沿斜坡向上并且经管10排出。液体与固体材料对流地运动并且经管15离开装置。
在图5所示的本发明的一个实施例中，所有的脉动室14由一个单一的脉动发生器同时带动。结果沿装置的长度同时形成平的射流并且所有的固体材料都脱离斜坡4并且向上和向前移位(图5中的位置“a”)。在流动反向时所述的固体材料8变得静止不动(图5中的位置“b”)。在固体沿装置的长度作为一个均匀的紧凑的层移位时，本发明方法的这个实施例是特别有效的。
在图6所示的本发明实施例中，奇数个脉动室14同时由一单个脉动发生器同时运转。由于奇数个段上形成的扁平射流，放置在此奇数段上的固体材料开始运动(图6中的位置“a”)。在此同时，所有偶数脉动室14同时由一单个脉动发生器以反相的方式同时运转，以返回液体同时用过的气体从脉动室排出(图6中的位置“b”)。放置在偶数段上的固体材料块8是静止不动的。在固体沿装置的长度作为一个薄层移位时，本发明方法的这个实施例是特别有效的。
在图7所示的本发明实施例中，脉动室14预定的程序以“行波”的方式相继地工作。图7的a、b、c和d分别表示在容器的第一、第二、第三第和第四段形成射流的情况。在该脉动室，此时正在工作以形成扁平射流的斜坡段上进行固体材料块输送。在固体沿装置的长度作为分开的堆落移位时，本发明方法的这个实施例是特别有效的。举例进行了三个清洁受到油脂污染的成型圆柱形件的实验。在所有三个实验中样品的特征如下质量6、10、20、30、36克，长度55毫米，直径12毫米。装置如图1所示，其长度为2400毫米，其宽度为150毫米，并且斜坡叶片之间的距离是7毫米。实验1在装置中倾入去脂剂，然后开动脉动发生器以产生锯齿样的压缩空气脉动，脉动的进气时间与出气时间比为0,2/2.5。四个脉动室中每个中的最大空气压力(Pmax)是0.065毫巴。固体样品以每分钟100件的速率装载在斜坡的下部，装料层厚度是3至4件样品的直径。记录了样品沿斜坡上到出口的时间。样品在容纳于管状容器中的处理溶液中停留时间记录为15分钟。实验2装料速率是每分钟40件，层厚等于样品的直径。压缩空气脉动(Pmax=0.060毫巴)，先向奇数室内供入0.3秒然后向偶数内供入同样的时间。偶数室连接到吹风系统，并且重复上述周期。停留时间记录为20分钟。实验3装料速率是每分钟20件，脉动的进气时间与出气时间比为0,2/2.5。压缩空气脉动(Pmax=0.064毫巴)通过在一个电子指令装置(未示)的控制下以“行波”方式的序列工作的四个脉动发生器，相继地供应到容纳在脉动室中的溶液中。停留时间记录为22分钟。
权利要求
1．一种在质量交换装置中输送固体材料块的方法，包含在该装置中形成锯齿气动脉动，把所述脉动转换成液体的往复运动和沿一个倾斜的斜坡向上移动材料块，其特征在于，液体的往复运动经在斜坡上的裂隙与固体块的运动方向成锐角指向的。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，液体是以所述锐角呈扁平射流形式指向的。
3．根据权利要求2的方法，其特征在于，所述扁平射流安排在沿装置的长度分布的区域中。
4．根据权利要求2和3的方法，其特征在于，所述扁平射流基本上跨越装置的全长。
5．根据权利要求2和3的方法，其特征在于，所述扁平射流以反相的模式在相邻区域中形成。
6．根据权利要求1和3的方法，其特征在于，所述扁平射流以行波的方式形成。
7．一种在质量交换过程中在液体中输送固体材料块的装置，包含一种管状的容器，一种安排在容器内侧的斜坡，分别用于向容器装料和从容器卸料的一个入口和一个出口，和一个造成液体往复运动的脉动室，其特征在于，该装置包括斜坡中的裂隙，用于引导液体的往复运动使其与固体块的运动方向呈锐角。
8．根据权利要求7的装置，其特征在于，所述容器与水平面呈5至60度角放置。
9．根据权利要求7或8的装置，其特征在于，所述斜坡是多个沿容器的长度安排的扁平叶片形式。
10．根据权利要求9的装置，其特征在于，所述叶片与容器的纵轴呈5至45度角，所述叶片把容器分成上区和下区。
11．根据权利要求10的装置，其特征在于，所述下区由横隔断分成各个区域，它们各经一个管与脉动室连接。
12．根据权利要求9至11中任一项的装置，其特征在于，在相邻的斜坡叶片之间放置一种栅格。
全文摘要
一种在质量交换装置中输送固体材料块的方法,包含:在装置形成锯齿气动脉动,把所述脉动置换成液体的往复运动。所述运动经一个倾斜的斜坡上的裂隙指引的,以沿斜坡向上移动材料块。裂隙安排在斜坡上,并与材料块的运动方向成锐角。实施此方法的装置包含:一种管状的容器(1),一种斜坡(4),和一个用于造成液体往复运动的脉动室(14)。
文档编号B01F3/12GK1304376SQ9980697
公开日2001年7月18日 申请日期1999年6月3日 优先权日1998年6月3日
发明者利奥尼德·所罗门诺维奇·拉根斯基, 维亚切斯拉夫·叶夫根尼耶维奇·莫科夫尼科夫, 尼古拉·维克托罗维奇·莫罗佐夫, 谢尔盖·彼得罗维奇·叶利谢伊夫 申请人:不列颠核燃料公开有限公司