Струйно-центробежный способ получения потоков крупнозернистых суспензий
Владельцы патента RU 2642790:
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU)
Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано в литейном производстве, строительной технике и дизайне. Струйно-центробежное устройство для получения потоков крупнозернистых суспензий содержит сосуд с жидкостью, кран, подающий жидкость в канал с фильтром, сальником, связанным с вращающимся каналом и патрубком. На выходном торце патрубка выполнено калиброванное отверстие, расположенное на удалении от оси вращения с образованием струи, сформированной калиброванным отверстием. Фильтр смонтирован в донной части сосуда в виде сетки с размерами ячеек, меньших относительно диаметра калиброванного отверстия. В устройстве применен прерыватель потока в виде клапана, смонтированного после сальника на торце вращаемого канала, выходящего в камеру, из которой выведено два одинаковых противоположно расходящихся канала, соединенных под прямым углом с горизонтальными выводящими каналами, связанными посредством гибких шлангов с патрубками при изменяемом угле их наклона относительно оси вращения канала. Управление клапаном, изготовленным в виде упругого цилиндрического стержня, жестко вмонтированного в цилиндрическую направляемую аксиальной каналу втулкой оправку, скользящую в пазах тяги, осуществляют тягой с заданием определенной величины возвратно-поступательного хода оправки с отверстиями, выполненными в ней для выхода патрубков. Угол наклона между патрубками задают посредством связки, обеспечивающей равенство расстояний от их отверстий до оси вращения канала. Техническим результатом изобретения является устранение потерь используемого материала в периодах пауз его использования и расширение применимости устройства для подачи потоков крупнозернистых суспензий. 3 ил.
Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано в литейном производстве, строительной технике и дизайне.
Обычно поток капель получают распыливанием соответствующего раствора. Известны механические, электрические, газовые, ультразвуковые способы распыливания жидкости [1].
Общим недостатком данных способов [1] является значительный разброс размеров и траекторий образующихся капель.
Известен генератор капель, используемый для получения монодисперсного потока капель [2], содержащий корпус, днище с выходным отверстием, резервуар для рабочей жидкости с капиллярным соплом, размещенным во входном отверстии днища, стержня и штуцера подачи сжатого воздуха.
Недостатком способа [2] является необходимость использования компрессора (ультразвуковых колебаний, электрогидравлического удара и т.п.) для задания требуемой скорости и траектории получаемого потока жидкости.
Эти недостатки устраняются применением струйно-центробежного способа получения потока капель, наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом [3]. Способ реализован посредством устройства, содержащего дозатор, кран, фильтр, очищающий жидкость от случайных сорин, сальник, связывающий неподвижную часть устройства с его вращающейся частью, содержащей вращатель, цангу, соединяющую вращатель с подающим жидкость каналом и патрубок с выполненном на его торце калиброванным отверстием, расположенным на удалении от оси вращения и формирующим струю, распадающуюся на капли, двигающиеся по поверхностям конуса.
Недостатком [3] является загрязнение окружающей среды с потерями используемого материала при отключении вращателя в период завершения работы вследствие изменения параметров устройства.
Целью данного изобретения является устранение потерь используемого материала в периодах пауз его использования и расширение применимости устройства для подачи потоков крупнозернистых суспензий.
Для достижения поставленной цели в известном струйно-центробежном способе получения потока жидкости [3] используется струйно-центробежное устройство, которое содержит дозатор, кран, очищающий жидкость от случайных сорин, фильтр, сальник, связывающий неподвижную часть устройства с его вращающейся частью, содержащей вращатель, цангу, соединяющую вращатель с подающим жидкость каналом, и патрубок с выполненным на его торце калиброванным отверстием, расположенным на удалении от оси вращения и формирующим струю, распадающуюся на капли, двигающиеся по поверхностям конуса, фильтр смонтирован в донной части сосуда в виде сетки с размерами ячеек, меньших относительно диаметра калиброванного отверстия, и применением прерывателя потока. Прерыватель потока содержит клапан, смонтированный после сальника на торце вращаемого канала, выходящего в камеру. Из камеры выведено два одинаковых противоположно расходящихся канала, соединенных под прямым углом с горизонтальными выводящими каналами, связанными посредством гибких шлангов с патрубками при изменяемом угле их наклона относительно оси вращения канала. Управление клапаном, изготовленным в виде упругого цилиндрического стержня, жестко вмонтированного в цилиндрическую направляемую аксиальной каналу втулкой оправку, скользящую в пазах тяги, осуществляют тягой с заданием определенной величины возвратно-поступательного хода оправки с отверстиями, выполненными в ней для выхода патрубков. Угол наклона между патрубками с отверстиями задают посредством связки, обеспечивающей равенство расстояний от их отверстий до оси вращения канала.
Для пояснения устройства на Фиг. 1 приведен схематический вид устройства, где 1 - сосуд с суспензией, 2 - сетчатый фильтр, 3 - кран, 4 - входной вертикальный канал, 5 - гибкий шланг, 6 - поток суспензии, 7 - входной горизонтальный канал, 8 - сальник, 9 - вращающийся канал, 10 - подшипник, 11 - опора вращателя, 12 - ось вращения, 13 - вращатель, 14 - камера, 15 и 16 - радиально расходящиеся каналы (см. Фиг. 2), 17 и 18 - горизонтальные выводящие каналы, 19 и 20 - гибкие выводящие шланги, 21 и 22 - патрубки, 23 - клапан, 24 - толкатель, 25 - втулка, 26 и 27 - отверстия в толкателе для патрубков, 28 - угол между осями патрубков, 29 - регулятор угла, 30 - направление подвижки тяг -31 и 32, пазы тяг 33 и 34, дно втулки - 35 (см. Фиг. 3).
На Фиг. 2 приведен схематический осевой разрез в плоскости патрубков при среднем положении подвижки 30 тяг 31 и 32.
На Фиг. 3 приведен схематический осевой разрез устройства в зоне камеры 14 при полностью выведенном клапане 23 из камеры.
Устройство работает следующим образом. Из сосуда с суспензией 1 через сетчатый фильтр 2, смонтированный в донной части сосуда в виде сетки с размерами ячеек, меньших относительно диаметра калиброванного отверстия, при открытии крана 3 поток суспензии 6 через систему каналов и гибких шлангов 4, 5, 7, 9 попадает в камеру 14, разделяющую жидкость на потоки через радиально расходящиеся каналы 15 и 16 для обеспечения перекрытия и предотвращения вибрации устройства. Жидкость направляется в каналы 17 и 18 через гибкие выводящие шланги 19 и 20, попадая в патрубки 21 и 22. Прерывание потока жидкости для устранения потерь используемого материала в периодах пауз обеспечивается клапаном 23, изготовленным в виде упругого цилиндрического стержня, жестко вмонтированного в цилиндрическую направляемую аксиальной каналу втулкой 25 оправку. Подвижка клапана 23 осуществляется посредством толкателя 24 с отверстиями 26 и 27 для размещения патрубков 21 и 22. Угол наклона 28 между осями патрубков задается посредством регулятора угла 29. Подвижка тяг 31 и 32, содержащих пазы 33 и 34, позволяет толкателю 24 перемещать клапан до упора в дно втулки 35 (см. Фиг. 3).
В период работы устройства (см. Фиг. 3) клапан 23 открыт.Тяги 31 и 32 находятся в крайнем правом положении, позволяя потоку жидкости проходить в каналы с распылением под действием центробежных сил. В период завершения работы тяги 31 и 32 переводятся в крайнее левое положение. При этом под действием толкателя 24 подача жидкости прекращается, предотвращая возможность потерь при вращающихся патрубках 21 и 22.
В дальнейшем, при необходимости, распыление может быть продолжено путем возвращения тяг 31 и 32 в первоначальное (крайнее правое) положение или работа может быть прекращена выключением вращателя 13.
Приведенные примеры применения предлагаемого изобретения показывают его полезность для нанесения крупнозернистых суспензий в строительстве - при штукатурных работах, в случае необходимости подачи суспензий в труднодоступные зоны, при лакокрасочных работах с нанесением грунтовки на изделия; в металлургии - для рекуперации футеровки плавильных печей.
Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.
Заявленное техническое решение можно реализовать в литейном производстве, строительной технике и дизайне.
Источники информации
1. Пажи Д.Г., Корягина А.А., Ламм Э.Л. Распиливающие устройства в химической промышленности. М., "Химия", 1975, 199 с.
2. Гусев В.Н., Литван А.Б., Мазанько Б.П., Плущевский М.Б. Генератор капель. // А.С. №764729. Заявка: 2537362, 29.09.77. Опубликовано: 23.09.80. Бюл. №35.
3. Карих Ф.Г., Карих А.Ф. Способ получения потока капель. // Патент России №1834714. Заявка: 4888996, 10.12.1990. Опубликовано: 15.08.1993.
Струйно-центробежное устройство для получения потоков крупнозернистых суспензий, содержащее сосуд с жидкостью, кран, подающий жидкость в канал с фильтром, сальником, связанным с вращающимся каналом и патрубком, на выходном торце которого выполнено калиброванное отверстие, расположенное на удалении от оси вращения с образованием струи, сформированной калиброванным отверстием, отличающееся тем, что фильтр смонтирован в донной части сосуда в виде сетки с размерами ячеек, меньших относительно диаметра калиброванного отверстия, и применением прерывателя потока в виде клапана, смонтированного после сальника на торце вращаемого канала, выходящего в камеру, из которой выведено два одинаковых противоположно расходящихся канала, соединенных под прямым углом с горизонтальными выводящими каналами, связанными посредством гибких шлангов с патрубками при изменяемом угле их наклона относительно оси вращения канала, а управление клапаном, изготовленным в виде упругого цилиндрического стержня, жестко вмонтированного в цилиндрическую направляемую аксиальной каналу втулкой оправку, скользящую в пазах тяги, осуществляют тягой с заданием определенной величины возвратно-поступательного хода оправки с отверстиями, выполненными в ней для выхода патрубков, угол наклона между которыми задают посредством связки, обеспечивающей равенство расстояний от их отверстий до оси вращения канала.
