Термодинамический диспергатор

 

Использование: в технологических процессах, например, для охлаждения и смазки зоны резания распыленными СОТС, проведения химических реакций, напыления и окраски поверхностей, охлаждения и увлажнения воздуха, смешения и распыления разнородных жидкостей и т.д. Технический результат: возможность распыления плохо смешиваемых механическим путем жидкостей, разнородных веществ, эмульсий различной вязкости, регулирование температуры распыляемых веществ. Сущность изобретения: устройство содержит трубопровод подачи сжатого воздуха, установленный на нем регулятор давления, вихревую трубу с тангенциальным вводом. Выводы вихревой трубы соединены с переключателем воздушных потоков, один выход которого соединен с пневмоглушителем, а другой - с тангенциальным вводом распылителя. Патрубок вывода холодного потока распылителя соединен со вторым пневмоглушителем, а патрубок забора распыляемой среды через регуляторы объема подачи - с резервуаром, выполненным многосекционным. 1 ил.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей и прочих текучих веществ, порошков, а также сред, содержащих разнородные компоненты или плохо смешиваемые механическим путем жидкости.

Оно может найти применение в различных технологических процессах, например, для охлаждения и смазки зоны резания распыленными жидкостями, для напыления и окраски поверхностей, для охлаждения и увлажнения воздуха, для смешения и распыления разнородных жидкостей и т.д.

Известно устройство для охлаждения зоны резания (патент RU 2016738 C1, 5 B 23 Q 11/10, 30.07.94).

Общими признаками заявляемого устройства и аналога является наличие источника сжатого воздуха, вихревой трубы с тангенциально-спиральным сопловым вводом, с выводами холодного и горячего потоков, а также системы трубопроводов.

В устройстве-аналоге достигается регулирование охлаждения зоны резания за счет изменения давления воздуха, его расхода и температуры. Недостатком устройства-аналога является ограниченная область применения.

В качестве прототипа выбран распылитель (патент RU 2187383 С1, 7 В 05 В 7/00, B 04 C 7/00//B 23 Q 11/10, 20.08.2002).

Общими признаками заявляемого устройства и прототипа является наличие распылителя с тангенциальным вводом сжатого воздуха, с патрубком вывода холодного потока, патрубком забора и патрубком выброса распыляемой среды, а также системы трубопроводов.

Устройство-прототип позволяет распылять эмульсии различной вязкости, смеси воды с порошком.

Недостатком прототипа являются невозможность совместного распыления плохо смешиваемых механическим путем жидкостей и невозможность термодинамического воздействия на распыленные среды, что сужает область применения.

Технической задачей, на которую направлено заявляемое устройство, является расширение области применения, возможность совместного распыления разнородных веществ, плохо смешиваемых жидкостей, а также интенсификация процесса взаимодействия диспергируемых веществ, например, при проведении химических реакций, адсорбции газов путем подачи в распылитель горячего или холодного потока сжатого воздуха, повышение физико-химической активности и проникающей способности смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) и регулирование объема подачи фракций в распылитель.

Задача решена тем, что в термодинамическом диспергаторе, содержащем распылитель с тангенциальным вводом сжатого воздуха, с патрубком вывода холодного потока, патрубком забора и патрубком выброса распыляемой среды, а также систему трубопроводов, согласно изобретению предусмотрено следующее: он снабжен регулятором давления, вихревой трубой с тангенциальным вводом, с выводами холодного и горячего потоков, переключателем воздушных потоков, двумя пневмоглушителями, резервуаром распыляемой среды, регуляторами объема подачи распыляемой среды, при этом резервуар распыляемой среды выполнен многосекционным, регулятор давления установлен на трубопроводе подачи сжатого воздуха перед вводом в вихревую трубу, выводы холодного и горячего потоков вихревой трубы соединены трубопроводом соответственно с первым и вторым входом переключателя воздушных потоков, один из выходов которого трубопроводом соединен с первым пневмоглушителем, а другой - с тангенциальным вводом распылителя, вывод холодного потока которого трубопроводом соединен со вторым пневмоглушителем, а патрубок забора распыляемой среды соединен через регуляторы объема подачи с соответствующими секциями резервуара распыляемой среды.

Новые отличительные конструктивные узлы устройства: регулятор давления, вихревая труба, переключатель воздушных потоков, два пневмоглушителя, резервуар распыляемой среды, регуляторы объема подачи распыляемой среды по количеству секций резервуара.

Новое конструктивное выполнение: резервуар распыляемой среды выполнен многосекционным, что необходимо при использовании плохо смешиваемых механическим способом компонентов распыляемой среды, в том числе жидких и порошкообразных, которые размещают в отдельных секциях резервуара.

Новые соединения конструктивных узлов: регулятор давления установлен на трубопроводе подачи сжатого воздуха перед вводом в вихревую трубу, что позволяет регулировать расход сжатого воздуха и температуру холодного и горячего потоков.

Переключатель воздушных потоков соединен с выводами холодного и горячего потоков вихревой трубы и с тангенциальным вводом распылителя, что необходимо для переключения потоков, подаваемых в распылитель.

Подача горячего потока способствует интенсификации диспергирования, ускорению реакции при взаимодействии компонентов распыляемой среды.

Подача холодного потока воздуха интенсифицирует охлаждение режущего инструмента при механической обработке.

Один из выходов переключателя воздушных потоков соединен с первым пневмоглушителем. Холодный вывод распылителя соединен со вторым пневмоглушителем. Пневмоглушители осуществляют гашение шума одного из потоков воздуха, сбрасываемого из вихревой трубы, и потока воздуха, сбрасываемого из распылителя, тем самым улучшая санитарно-гигиеническую обстановку на рабочем месте.

Каждая секция резервуара распыляемой среды имеет регулятор объема подачи, что позволяет устанавливать соотношение компонентов распыляемой среды.

Распылитель осуществляет диспергирование компонентов, которые внутри него перемешиваются с поступающим в него вихревым потоком сжатого воздуха.

Перечисленные новые конструктивные узлы, их соединение между собой, новое конструктивное выполнение резервуара позволяют решить поставленную техническую задачу - расширить область применения созданного устройства, интенсифицировать процесс диспергирования, смешивания и взаимодействия распыляемых сред, повысить физико-химическую активность СОТС.

Совокупность отличительных признаков заявляемого устройства не обнаружена по патентной и научно-технической литературе.

На чертеже приведена схема термодинамического диспергатора, где:

1 - трубопровод подачи сжатого воздуха,

2 - регулятор давления,

3 - вихревая труба,

4 - тангенциальный ввод вихревой трубы,

5 - вывод холодного потока вихревой трубы,

6 - вывод горячего потока вихревой трубы,

7, 8 - трубопроводы,

9 - переключатель воздушных потоков,

10, 11 - пневмоглушители,

12 - распылитель,

13 - тангенциальный ввод распылителя,

14 - вывод холодного потока распылителя,

15 - патрубок забора распыляемой среды,

16 - патрубок выброса распыляемой среды,

17 - трубопровод,

18 - резервуар распыляемой среды,

19 - регуляторы объема подачи распыляемой среды.

Термодинамический диспергатор содержит трубопровод 1 подачи сжатого воздуха, регулятор давления 2, установленный на трубопроводе 1, вихревую трубу 3, тангенциальный ввод 4 которой соединен с регулятором давления 2. Вывод холодного потока 5 соединен трубопроводом 7 с первым входом переключателя 9 воздушных потоков, вывод горячего потока 6 соединен трубопроводом 8 с вторым входом переключателя 9 воздушных потоков. Один из выходов переключателя 9 соединен с первым пневмоглушителем 10. Второй выход переключателя 9 соединен с тангенциальным вводом 13 распылителя 12. Вывод 14 холодного потока распылителя 12 соединен со вторым пневмоглушителем 11. Патрубок 15 забора распыляемой среды соединен трубопроводом 17 с резервуаром 18, каждая секция которого имеет регулятор 19 объема подачи распыляемой среды.

Термодинамический диспергатор работает следующим образом. Сжатый воздух давлением 0,01...0,02 мПа по трубопроводу 1 через регулятор давления 2 подается на тангенциальный ввод 4 вихревой трубы 3, где он закручивается и приобретает вихревое движение, а затем разделяется на две составляющие: холодный и горячий потоки. Холодный поток выводится через вывод 5 и по трубопроводу 7 поступает на первый вход переключателя 9 воздушных потоков. Горячий поток через вывод 6 по трубопроводу 8 поступает на второй вход переключателя 9 воздушных потоков. Из переключателя 9 один поток направляется на тангенциальный ввод 13 распылителя 12, а другой через первый пневмоглушитель 10 сбрасывается в атмосферу.

Воздушный поток, поступающий в распылитель 12, создает в осевой зоне разрежение, вследствие чего из резервуара 18 происходит забор распыляемой среды во внутреннюю полость распылителя 12. В распылителе 12 происходит разделение поступающего в него сжатого воздуха на холодный и горячий потоки. Холодный поток через торцевой вывод 14 поступает во второй пневмоглушитель 11 и далее в атмосферу. Горячий вихревой поток внутри распылителя перемешивается с поступающей в него распыляемой средой, которая приобретает мелкодисперсное состояние и выводится через патрубок 16 выброса в виде факела аэрозоля.

Удельная поверхность распыленной жидкости в 600-700 раз больше, чем у не распыленной, это позволяет повысить физико-химическую активность и проникающую способность смазочных сред, лекарственных смесей и т.д.

Термодинамический диспергатор прошел испытания в заводских условиях на ОАО “Пензкомпрессормаш” при обработке крупногабаритных деталей. В результате получения смазочно-охлаждающей технологической среды с высокими физико-химическими свойствами повысилась стойкость режущего инструмента, ликвидировалась задымленность цеха. Термодинамический диспергатор нашел применение для увлажнения воздуха в помещениях, где присутствуют пылеобразные, пожаро- и взрывоопасные вещества.

Формула изобретения

Термодинамический диспергатор, содержащий распылитель с тангенциальным вводом сжатого воздуха, с патрубком вывода холодного потока, патрубком забора и патрубком выброса распыляемой среды, а также систему трубопроводов, отличающийся тем, что он снабжен регулятором давления, вихревой трубой с тангенциальным вводом, с выводами холодного и горячего потоков, переключателем воздушных потоков, двумя пневмоглушителями, резервуаром распыляемой среды, регуляторами объема подачи распыляемой среды, при этом резервуар распыляемой среды выполнен многосекционным, регулятор давления установлен на трубопроводе подачи сжатого воздуха перед вводом в вихревую трубу, выводы холодного и горячего потоков вихревой трубы соединены трубопроводами соответственно с первым и вторым входом переключателя воздушных потоков, один из выходов которого трубопроводом соединен с первым пневмоглушителем, а другой с тангенциальным вводом распылителя, вывод холодного потока которого трубопроводом соединен со вторым пневмоглушителем, а патрубок забора распыляемой среды соединен через регуляторы объема подачи с соответствующими секциями резервуара распыляемой среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1