Активатор жидких сред (варианты)
Владельцы патента RU 2589880:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к активации жидких сред, например закладочных смесей, в процессе их транспортирования по трубопроводу к месту закладки. Техническим результатом работы активатора является повышение напора активируемой смеси и повышение интенсивности механического воздействия активатора на смесь. По первому варианту: активатор включает трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок установлены параллельно оси вихревой камеры. По второму варианту лопатки неподвижной втулки установлены параллельно оси вихревой камеры, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, а лопатки подвижной втулки установлены под углом к оси вихревой камеры. По третьему варианту вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок имеют взаимно противоположный угол установки к оси вихревой камеры. 3 н.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к активации жидких сред, например закладочных смесей, в процессе их транспортирования по трубопроводу к месту закладки.
Известен активатор жидких сред, АС на изобретение №1654603 А1, МПК E21F 15/08, опубл. 07.06.91, бюл. №21, авт. В.И. Штеле, Я.Я. Кусиньш, А.Н. Анушенков.
Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, в которой размещена вихревая камера в виде кольца с приводом, установленная с возможностью вращения относительно проточной камеры. Проточная камера выполнена из магнитопроницаемого материала с кольцевыми выемками на внутренней поверхности, а привод вихревой камеры выполнен в виде электрообмоток, расположенных концентрично на внешних поверхностях проточной и вихревой камер в интервале указанных выемок.
Недостатками активатора является ограничение максимального напора на выходе из активатора (необходимого для последующего транспортирования смеси на значительное расстояние), вследствие недостаточного взаимодействия смеси с выступами одиночной вихревой камеры. Многокамерные конструкции, позволяющие повысить напор, имеют сложное устройство и значительные габариты. Также активатор не обеспечивает достаточной интенсивности механического воздействия на смесь.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент на полезную модель RU №126369 U1, МПК E21F 15/00 «Активатор жидких сред (варианты)» от 10.09.2012, опубл. 27.03.2013 г., принятый в качестве прототипа.
Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, в которой размещена вихревая камера, приводимая во вращение с помощью электрообмоток, относительно проточной камеры. Внутри вихревой камеры установлена неподвижная ось, на которой закреплены неподвижные втулки с лопатками, между которыми установлены втулки с лопатками, соединенные с вихревой камерой, при этом лопатки, закрепленные на неподвижной оси, и лопатки, соединенные с вихревой камерой, имеют взаимно противоположный угол установки.
Недостатками активатора является сложность и значительные габариты многоступенчатой конструкции. Также активатор не обеспечивает достаточной интенсивности механического воздействия на смесь.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение интенсивности механического воздействия активатора на смесь.
Технический результат достигается 3-мя вариантами.
По первому варианту: активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок установлены параллельно оси вихревой камеры.
По второму варианту: активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки неподвижной втулки установлены параллельно оси вихревой камеры, а лопатки подвижной втулки установлены под углом к оси вихревой камеры.
По третьему варианту: активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок имеют взаимно противоположный угол установки к оси вихревой камеры.
Устройство поясняется графически на фиг. 1-5.
Активатор жидких сред содержит раму 1 (фиг. 1), опоры подшипниковых узлов 2, подшипники 3, фиксаторы подшипников 4, опорные втулки 5, вихревую камеру 6, установленную внутри опорных втулок 5, причем вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения 7, неподвижную проточную камеру 8, фланцы 9, для соединения с трубопроводом. Электромагнитный привод 10, включает обмотки статора 11 (фиг. 2) и обмотки ротора 12.
Внутри трубчатой вихревой камеры 6, неподвижно установлена ось 13, на которой закреплена неподвижная втулка 14 с лопатками 15, установленными параллельно оси вихревой камеры 6. Подвижная втулка 16 с лопатками 17, также установленными параллельно оси вихревой камеры 6 (фиг. 3), свободно посажена на ось 13, а лопатки 17 соединены с вихревой камерой 6.
Для герметизации вихревой и проточной камеры установлены уплотнения 18 (фиг. 2).
Активатор работает следующим образом.
В электрообмотке 11 (фиг. 2) создается вращающееся электромагнитное поле, а в короткозамкнутой обмотке 12 под влиянием вращающегося магнитного поля индуцируется электродвижущая сила и возникает крутящий момент, за счет которого вращается вихревая камера 6. От вихревой камеры 6 вращение передается подвижной втулке 16 с лопатками 17.
Вращение подвижной втулки 16 (фиг. 3) с лопатками 17, установленными параллельно оси вихревой камеры 6, обеспечивает действие на рабочую смесь центробежных сил, что значительно увеличивает скорость движения смеси. При последующем взаимодействии смеси с лопатками 15 неподвижной втулки 14 происходит повышение напора смеси на выходе активатора. Кроме того, создается комплексное механическое воздействие на транспортируемую жидкую среду, при этом происходит интенсивное перемешивание потока смеси, сопровождающееся ее активацией, возникают частые соударения частиц смеси, их разрушение, измельчение и повышение однородности состава смеси.
Уплотнения вихревой камеры 18 обеспечивают бесперебойность работы активатора.
По второму варианту исполнения активатора, лопатки 17 подвижной втулки 16, установленные под углом к оси вихревой камеры 6, повышают гидравлический КПД активатора, вследствие более оптимального направления жидкости, после взаимодействия с лопатками 17 подвижной втулки 16.
По третьему варианту исполнения активатора, лопатки 15 неподвижной втулки 14 (фиг. 5), установленные под противоположным углом к лопаткам 17 подвижной втулки 16, обеспечивают уменьшение гидравлического сопротивления движению смеси, что повышает эффективность работы активатора, при транспортировании смесей с повышенной вязкостью.
Предлагаемый активатор жидких сред имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом, обеспечивает существенное повышение напора активируемой смеси и повышение интенсивности механического воздействия активатора на смесь.
1. Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, отличающийся тем, что вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулки установлены параллельно оси вихревой камеры.
2. Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, отличающийся тем, что вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки неподвижной втулки установлены параллельно оси вихревой камеры, а лопатки подвижной втулки установлены под углом к оси вихревой камеры.
3. Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, отличающийся тем, что вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок имеют взаимно противоположный угол установки к оси вихревой камеры.
