Пневмоцентробежный ускоритель
Владельцы патента RU 2497578:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Ускоритель содержит устройство загрузки материала, ускорительную насадку с приводом вращательного движения, состоящую из двух коаксиально расположенных полых, внешнего и внутреннего усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, внутренний из которых связан с устройством загрузки материала. В нижней части насадки расположены радиальные соосно установленные сопловые трубки, внутренние из которых подсоединены к внутреннему полому усеченному конусу, а внешние - к внешнему. При этом над насадкой размещена кольцевая пневмокамера, к которой подсоединены вертикальные патрубки, расположенные в кольцевой полости между полыми усеченными конусами, причем на внутренней поверхности внешнего конуса установлены лопасти для направления воздуха во внешние радиальные сопловые трубки, внешние концы которых имеют коническую форму. Изобретение обеспечивает высокую эффективность разгона частиц при упрощении конструкции и снижение энергозатрат. 2 ил.
Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.
Известен центробежный распылитель жидкости [AC 488622], состоящий из приемной камеры с радиальными каналами, соосно с которыми установлены патрубки для забора воздуха. При вращении приемной камеры движущаяся в каналах жидкость разгоняется под действием центробежных сил и потоков воздуха, создаваемых патрубками для забора воздуха. Несмотря на то, что данное устройство предназначено для распыливания жидкостей, оно может быть использовано для формирования потоков твердых частиц.
Недостатками данного устройства являются невысокая скорость разгона частиц и высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное вращающимися заборными патрубками.
Наиболее близким по конструкции к предлагаемому пневмо-центробежному ускорителю является ускоритель центробежного смесителя непрерывного действия, содержащий устройства загрузки материалов, насадку с приводом вращательного движения, состоящую из двух коаксиально расположенных полых, внешнего и внутреннего усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, связанных с устройствами загрузки материалов. В нижней части насадки расположены радиальные соосные сопловые трубки, внутренние из которых подсоединены к внутреннему полому усеченному, конусу, а внешние - к внешнему Сопловые трубки снабжены заборными устройствами улиткообразной формы, внутренняя боковая поверхность которых сопряжена с наружной поверхностью, причем в месте сопряжения сопловые трубки выполнены перфорированными [AC №581979].
К недостаткам данного устройства следует отнести низкую эффективность разгона частиц вследствие малого влияния захватываемого заборными устройствами газа. При вращении насадки с выступающими частями создается вращающийся газовый объем в аппарате, в связи с чем, скорость забранного газа в канале оказывается незначительной, слабо влияющей на поток материала.
Задача изобретения - создание пневмо-центробежного ускорителя сыпучих материалов, позволяющего сообщать частицам высокие скорости, необходимые для проведения процессов, например в аппаратах для измельчения твердых частиц.
Поставленная задача достигается тем, что в пневмо-центробежном ускорителе, содержащем устройство загрузки материала, ускорительную насадку с приводом вращательного движения, состоящую из двух коаксиально расположенных полых, внешнего и внутреннего усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, внутренний из которых связан с устройством загрузки материала и в нижней части насадки расположены радиальные соосно установленные сопловые трубки, внутренние из которых подсоединены к внутреннему полому усеченному конусу, а внешние - к внешнему, над насадкой размещена кольцевая пневмо-камера, к которой подсоединены вертикальные патрубки, расположенные в кольцевой полости между полыми усеченными конусами, причем на внутренней поверхности внешнего полого усеченного конуса установлены лопасти для направления воздуха во внешние радиальные сопловые трубки, внешние концы которых имеют коническую форму.
На фиг.1 представлена схема пневмо-центробежного ускорителя.
На фиг.2 показан разрез A-A.
Пневмо-центробежный ускоритель содержит устройство загрузки материала 1, ускорительную насадку с приводом вращательного движения 2. Ускорительная насадка состоит из двух коаксиально расположенных полых, внешнего 3 и внутреннего 4 усеченных конусов, установленных большим основанием вниз. В нижней части насадки расположены радиальные соосно установленные сопловые трубки - внутренние 5 и внешние 6. На внутренней поверхности внешнего полого усеченного конуса 3 установлены лопасти 9 для направления воздуха во внешние радиальные сопловые трубки 6. Над насадкой размещена кольцевая пневмо-камера 7, к которой снизу подсоединены вертикальные патрубки 8.
Пневмо-центробежный ускоритель работает следующим образом.
Из устройства загрузки материала 1 материал подается во внутренний объем усеченного конуса 4 вращающейся ускорительной насадки. Под действием центробежных сил частицы материала прижимаются к его внутренней стенке и поступают в радиальные сопловые трубки 5. При движении материала в радиальных сопловых трубках он разгоняется. Для повышения скорости движения материала, на поток частиц выходящий из внутренних сопловых трубок дополнительно воздействует спутный высокоскоростной поток воздуха, движущийся из внешних радиальных сопловых трубок 6. Сжатый воздух подается в ускорительную насадку из пневмо-камеры 7 через вертикальные патрубки 8. Для направления потоков сжатого газа во внешние радиальные сопловые каналы и предотвращения его истекания через верхнюю часть ускорительной насадки на внутренней поверхности полого усеченного конуса 3 установлены лопасти 9.
Исполнение внешних концов сопловых трубок 6 конической формы предотвращает нарушение формы потока твердых частиц, их неконтролируемое разбрасывание и способствует наиболее эффективному их разгону, то есть значительно повышает их скорости.
Благодаря такому сочетанию центробежных сил и спутных высокоскоростных потоков газа использование предлагаемого устройства позволяет разгонять частицы до высоких скоростей порядка 70-100 м/с, например, при проведении процессов измельчения путем взаимодействия с преградой, является очень важным фактором. Получение высоких скоростей истечения из сопловых трубок жидкостей приводит к получению капель малых размеров. Таким образом, пневмо-центробежный ускоритель является устройством многоцелевого назначения.
Использование в процессе разгона потоков сжатого воздуха существенно снижает потребляемую устройством мощность по сравнению с центробежными ускорительными устройствами.
Предлагаемый пневмо-центробежный ускоритель имеет относительно простую конструкцию и при высокой эффективности разгона частиц потребляет небольшое количество энергии.
Пневмоцентробежный ускоритель, содержащий устройство загрузки материала, ускорительную насадку с приводом вращательного движения, состоящую из двух коаксиально расположенных полых, внешнего и внутреннего усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, внутренний из которых связан с устройством загрузки материала и в нижней части насадки расположены радиальные соосно установленные сопловые трубки, внутренние из которых подсоединены к внутреннему полому усеченному конусу, а внешние - к внешнему, отличающийся тем, что над насадкой размещена кольцевая пневмокамера, к которой подсоединены вертикальные патрубки, расположенные в кольцевой полости между полыми усеченными конусами, причем на внутренней поверхности внешнего полого усеченного конуса установлены лопасти для направления воздуха во внешние радиальные сопловые трубки, внешние концы которых имеют коническую форму.
