Устройство для создания пылевоздушной взвеси

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЫЛЕВОЗДУШНОЙ ВЗВЕСИ, включающее штуцер для подвода воздуха, фланец для крепления штуцера и реакционной камеры , цилиндрический корпус, внутри которого расположена полая, выполненная заодно с фланцем капсула с соП лом, разделенная съемной перегородкой на два объема, и радиально-струнную диафрагму, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения эффективности работы, оно снабжено дополнительно распределительной втулкой, воздухоподвод ящей трубкой, распределителем воздуха и диспергатором с радиально-сходявдмися отверстиями и расположенным внутри него подпружиненным кольцевым клапаном, причем капсула снабжена отверстиями в стенках и во фланце, рас юложеиа внутри распределительной втулки С кольцевым зазором, фланец корпуса устройства выполнен фигурным, на наружной поверхности которого закреплен распределитель воздуха,а на внутренней - Диспергатор так, что ;полости их сообщены между собой и со штудером через сквозные отверстия , выполненные в фигурном фланце, и воздухоподЬодящую втулку, кроме того, радиально-струннап диафрагма расположена над соплом капсулы, перегородка установлена над ргщиально-струнной диафрагмой, выполненной в виде двух одинаковых дисков из упругого материала, рассеченных в центральной части ргщигшьно-сходя (Л щимися прорезями на лепестки и закрепленных между верхними и нижними кольцами, из которых верхнее снабжено радиально-сходящимися спицами и жестко скрепляющим их в центральной части распределительным конусом, при этом-диски и верхнее кольцо совмещена между собой так, что прорези взаимно перекрыты лепестками, а спицы верхнего кольца расположены ел над каждым лепестком верхнего диска. а 2. Устройство по П.1, о тл и .чающееся тем, что отверстия 1|В стенках капсулы выполнеии ргщиально-сходящимися с выходом их в полость 00 капсулы с пакло11ом в сторону перегородки , а отверстия во фланце виполнены параллельно оси копсули с выходами на лепестки перегородки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН аю cn) M9G 01 N 25 52 1

;1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН . к двтоесномм свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ (21) 3384149/18-25 (22) 07.01.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) Е.Г. Бобин и Л.Г. Баратов (71) Северо-Кавказский ордена Дружбй народов горнометаллургический институт . (53) 536.275(088.8) (56) 1. Пожароопасность нефтепродуктов и химических органических продуктов. ГОСТ 12.1.017-80. Госкомитет СССР по стандартам. М., 1980, .с. 28-32.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 742781, кл. G 01 М 25/52, 1980 (прототип) . (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИИ

ПЫЛЕВОЗДУЫНОЙ ВЗВЕСИ, включающее штуцер для подвода воздуха, фланец для крепления штуцера и реакционной камеры, цилиндрический корпус, внутри которого расположена полая, выполненная заодно с фланцем капсула-с саплом, разделенная съемной перегородкой на два объема, и радиально«струнную диафрагму, о т л и .ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения эффективности работы, оно снабжено дополнительно распределительной втулкой, воздухоподводящей трубкой, распределителем воздуха и диспергатором с радиально-сходящимися отверстиями и расположенным внутри него подпружиненным кольцевым клапаном, причем капсула снабжена отверстиями в стенках и во фланце, расПоложена внутри распределительной втулки .с кольцевым . зазором, фланец корпуса устройства выпопнен фигурным, на наружной поверхности которого закреплен распределитель воздуха,а на внутренней - диспергатор так, что

: полости их сообщены между собой и со штуцером через сквозные отверстия, выполненные в фигурном фланце, и воэдухоподводящую втулку, кроме того, радиально-струнная диафрагма расположена над соплом капсулы, перегородка установлена над ради. ально-струнной диафрагмой, выполненной в виде двух одинаковых дисков из упругого материала, рассеченных Я в центральной части радиально-сходящимися прорезями на лепестки и закрепленных между верхними н нижними кольцами, из которых верхнее .снабжено радиально-cxozazznmcst спицами и жестко скрепляющим их в центральной части распределительным конусом,при этом диски и верхнее кольцо

: совмещены между собой так, что прорези взаимно перекрыты лепестками, а спицы верхнего кольца распопожены над каждым лепестком верхнего диска.

2. Устройство по п.1, о т л и ,;ч а ю ц е е с я тем, что отверстия CB стенках капсулы выполнены радиально-сходящимися с выходом их в полость капсулы с наклоном в сторону перегородки, а отверстия во флапце выполне .ны параллельно оси капсулы с выходами на лепестки перегородки.

1056018

Изобретение относится к исследованию пожарной опасности аэрозолей при воздействии на них различных источников тепловых импульсов и может быть использовано для определения пожаровзрывоопасных параметров 5 порошкообраэных веществ и промышлен. ных пылей в химической, горной, металлургической, деревообрабатываю-щей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для определе- 10 йия нижнего концентрационного предела воспламенения пылей, содержащее систему распыления, реакционный сосуд и источник поджигания (1 1.

Основными недостатками Устройст 5 ва являются неравномерность распределения Ныли в объеме реакционной камеры и .значительная длительность, по времени (0,150,4 с), ее заполнения, большое количество гыли, остающейся в распылителе .(от 3,5 до 1ВВ), невозможность эффективного использования любого из них для работы с пылью веществ с широким диапазоном их весов и физических свойств, что в совокупности снижает точность экспериментов при высокой трудоемкости их выполнения.

Известно также устройство для создания пылевоздушной взвеси, включающее штуцер для подвода воздуха и выполненный заодно с фланцем дпя крепления с реакционной камерой цилиндрический корпус, внутри которого расположена полая выполненная заодно с Фланцем, капсула с соплом, разделенная съемной перегород кой на два объема, и радиально-струнную диафрагму.

Для подачи воздуха во внутреннюю полость цилиндра служит штуцер, а 40 для герметизации самой полостизаглушка. Внутри корпуса размещена полая капсула, разделенная перегородкой (съемной сеткой) на два объема (верхний и нижний), а над соплом кап-45 сулы установлена радиально-струнная диафрагма.

Описанное устройство обеспечивает почти мгновенное (до 0,1 с) поступление в реакционную камеру пылей исследуемых веществ при широком диапазоне их физического состояния и весов и равномерное распределение аэрозоля.s объеМе реакционной камеры, что значительно повышает эффективность, надежность распылителя в работе и точность определения пожаровэрывоопасных свойств различных пылей Г23.

Основной недостаток Известного устройства заключается в том, что 60 оно не может. быть использовано для ввода пыли исследуемых веществ s реакционную камеру сверху вниз °

Обусловлено это тем, что в указанном устройстве навеска пыли размеща- 65 ется на перегородке (съемной мелкой сетке) в Верхнем объеме капсулы. Для ввода навески В реакционную камеру

ПОД ПЕРЕГОРОДКУ (В НИжняй Объем капсулы), подается воздух, который, про" ходя через перегородку (сетку), аэрирует навеску пыли и выбрасывает ее в полость реакционной камеры. Радиально-струнная диафрагма, расположенная над соплом капсулы, обесцечивает диспергирование проходящей через нее пыли и равномерное распределение ее по всему объему реакционной камеры.

Но при подводе воздуха сверху, т.е. в верхний объем капсулы, где размещена навеска пыли, выбрасывание пыли произойти Hp может, так как этому будет препятствовать жесткая перегородка (сетка). Тем самым ограничива-,, ется область применения устройства и исключается воэможность использова-, ния его достоинств.

Кроме того, в известном устройстве нет приспособлений, исключаюцих проникновение продуктов реакции и газоМ в полость капсулы на перего родку, где возможно скопление оседающей пыни при взаимодействии продуктов реакции, с которой могут появляться трудно учитываемые побочные продукты разложения, влияющие на точность экспериментов. Точность эксперимейтов снижается также из-за того, что образующиеся в реакционной камере газы могут проникать во все другие полости распылителя и воздухоподводящие каналы, объем которых достигает 10-15Ъ от объема реакционной камеры. Указанные полости не окру- . жены терморегулирукщей рубашкой охлаждения или нагревания, поэтому температура воздуха в них, зависящая от температуры стенок корпуса распылители воэдухоподводящих каналов и внутри расположенных деталей,,будет иной, чем. температура воздуха и стенок корпуса реакционной камеры, окруженной терморегулируюцей рубашкой, в результате чего проникающие в распылитель продукты реакции будут изменять свою температуру отлично от изменения их температуры в реакционной камере.

Но и в случае применения системы стабилизации температуры для scего устройства, включая и распылитель и воздухоподводящие каналы, проникновение газов из реакционной камеры в другие, не учитываемые при расчетах полости, приводит, за счет дополнительного расширения, к искажению результатов экспериментов, что в совокупности с охлаждением газов в указанных полостях,.значительно снижает их точность. Наконец, проник1 новение газов и продуктов разложения исследуемых веществ в капсулу и другие полости распылителя, выэы,а

1О56О18

3 вают необходимость производить более на фиг. 3 - ниж д

3 - нижний диск перегородки, х на фиг. 4 - верхнее кольчастую от опыта к о1п1ту„, к более внд сверху) Ф

I и ас еделительным тщат ельную очистку всех деталей и . цо со спицами и р пр д ольный аэреэ; на

А на фиг, 4; на фиг. бвнутренних поверхностей от продуктов, конусоМ, продол р Р ра зложения и их осадков, что значи- фиг. 5 - вид А н ф тельно увеличивает трудоемкость 5 перегородка. в сборе, ид ху ° е в свер

Ус ойство (фиг. 1) состоит иэ выполнения экспериментов. Устройство (ф

Целью изобретения является расши цилиндрического корпуса 1, к которо" рение области применения, повышение му прикрепл у Р эффективности работы. 1 заканчивается фигурным фланцем ге метиэируется крышкой

Поставленная цель достигаетсял . )g 3, а сверху гер тем что устройство,для создания: 4. Внутри корпус р п са 1 асположена

1 пылевоздушной взвеси, включающее попая капсула а 5 выполненная заодно

:штуцер для подвода воздуха, .Фланец: с фланцем, ро ан ем 6 в котором по кругу для крепления штуцера с реакционной: :Равномерно распределены сквозные .камер, цил ой илкндркческий корпус внут- j отверстия 7. В стенках полой каисур к о и которого расположена полая, выпол- .Ры.5 выполнены рад .ся сквозные отверстия 8 с уклоном ненная заодно с фланцем капсула с,ся сквоз ые соплом, разделенная съемной перего- ные отве стия 10, диаметр которых

Роцкой на два .объема,и Радиально- ные отверстия 10, д ме р которых струнную диафрагму, дополнителъно : . значительно больше диаметра отверсснабжено распределйтельной втулкой, тий 8. Полая капсула 5 расположена воздухоподводящей трубкбй, распреде- соосио внутри распределительной лителем воздуха и диспергаторсм с .. втулки 11 так, что между наружной радиальносходящимися отверсткямк, . поверхностью полой капсулы и внутвыпопненными в стенках его корпуса, - ренкей поверхностью распределительи с расположенным внутри него под- ной втулки образуется узкая кольце2 пружиненным кольцевым клапаном, . вая цилиндрическая полость 12. В прк этом капсула, снабженная . отверс- нижней части распределительной тиями в стенках и во фланце, рас- втулки выполнены радиапьние отверсунФожена внутри распределительной: ткя 13, выходящие в расточку, обравтулки с кольцевым зазором, фланец: ЗО эующую увеличенную колъцевую полость корпуса устройства выполнен Фигур-: 14 для поступления основной массы ным, на -наружной поверхности которо- воздуха. В верхней части распредего закреплен распредепитель возду- .. лителъкой втулки выполнены отверстия ха, а на внутренней: - диспергатор, .15 значительно меньшего диаметра, так, что полости их сообщены между 35- чем диаметр отверстий 13. собой и со штуцером через сквозные : Перегородка 9 состоит иэ верхнеотверстия, выполненные в фигурном го кольца 16 со спицами 17 и распрефланце, и воздухоподводящую трубку, делителъиым.конусом 18, пары одина:. кроме того, радиально-.струнная диаф- ковых дисков 19 и 20 лепесткового рагма расположена над соплом капсу- 411 типа и нижнего колъца 21. Фланец 6 лы, а-перегородка установлена иад полой капсулы и перегородка 9 жестко. радиально-струнной диафрагмой, выпол- скреппены между собой при помснцк ненной в виде двух одинаковых дис- . . болтов 23 (показаны оси). Нижнее .. ков иэ упругого материапа, рассе- "кольцо 21 упирается в верхний торец ченных .в:центральной части радиаль 23 сопла 24. Е нижнему торцу соила

, но-сходящимися,прорезям1 на лепестки .жестко прикреплена радиально«струн-.

4 и закрепленных между верхним к нижним ная диафра1Ма 25, опиракицаяся на кольцами, из которых верхнее снабже- внутренний выступ 26 Фигурного

; но радиально-сходящимися спицами и: фланца корпуса устройства. жестко скрепляницим их в централъкой Х внутренней поверхности фигурночасти распред "ит " конус " при Фланца при по ци винтов 27 приэтом диски и верхнее ко"ъцо совжщ - креплен д сиергатор 28 с фи урной

1а1 ЯЕжДУ СОбай таК, ЧтО ЛЕПЕСТКИ.-.Вза- торообраэной полостъю 29. Внутри

HMHo nepeipvaaex npopeast ctnaaaa диспергатора расположен кольцевой верхнего кольЦа pacnonoaLeHH над ка1 - клапан 30, свободно входящий в соотДЫМ:ЛЕПЕСтКСМ ВЕРХНЕГО ДКСКа. ветствуккцую расточку и подпружиненЙричем отверстия в етекках капсулы. ный ири помощи пружин 31 в сторону выполнены радиально-сходящимися с вы- кольцевой расточки равной кривизны ходом их в полость капсулы с какло» с рабочей поверхностью клапана. В ном в сторону перегородки, а отвере. Иопьцевую расточку выходят отверстия тия Во Фланце выполненЫ параллельно © 32 иэ полости 33 коллектора 34, кор-! оси капсулы с выходси их на лепест» пус которого герметично прикреплен

: ки перегородки. к наружной поверхности фигурного

Hi фкг. 1 показано устройстйр, ., фланца 3. B корпусе коллектора 34 продольный разрез; на фиг. 2 - верх- ., выполнено отверстие 35, в котором

Ннй ДИСК ПЕРЕГОРОДКК, ВИД, СВЕРЯУ1 . И соосно и жестко закреплен иатРУбок

1056018

36. штуцер 2 имеет отверстие 37, в котором соосно и жестко закреплен патрубок 38. Связь месяцу патрубнами 36 и 38 осуществлена посредством воэдухоподводящей трубки 39 с накидными гайками 40. Крепление. фигур- 5 ного фланца 3 с фла цем 41 корпуса реакционной камеры 42 осуществлено посредством стяжных болтов 43 (показаны ocH) Между фланцами 41 и 3 расположена герметиэирующая прокладка 10

44. B стенках диспергатора 28 выполнены радиально-сходяциеся отверстия

45 малого диаметра с воэможностью выхода тонких струй воздуха в сторону продольной оси 46 устройства. Ь полости капсулы 5 размещена навеска исследуемой пыли 47. На фиг. 2 показан верхний 19 и нижний 20 диски, установленные между верхним и нижним кольцами 16 и 21. В дисках выпол-®О нены отверстия 48, а сами диски рас,сечены радиально-сходящимися прорезями 49 с образованием лепестков 50.

На фиг. 4 и 5 показано верхнее кольцо 16 с радиально-сходящимися спицами 17, жестко скрепленных в центральной части распределительным конусом 18, к основанию которого с помощью винта 51 прикреплена шайба 52 из пластично-эластичного материала.

В кольце 16 выполнены отверстия

53. На фиг. 6 2гоказана перегородка в сборе (вид сверху). При совмещении отверстий 48 в верхнем 19 и нижнем 20 дисках с отверстиями 53 в верхнем кольце 16 лепестки 50 обоих дисков взаимно перекрывают прорЕзи 49, а спицы 17 располагаются над каждым лепестком 50 верхнего диска 19.

Устройство работает следующим 40 образом.

В капсулу 5 помещают порцию исследуемой пыли 47 и после герметизации корпуса 1 крышкой 4 впускают воздух через штуцер 2. Воздух, заполняя 45 полость между распределительной втулкой 11 и корпусом 1,.устремля" ется вниз, к отверстиям 13, и вверх, к отверстиям 15 в распределительной втулке. Так как отверстия 13 больше отверстий 15, то больша я порция воздуха попадает в полость 14, из которой воздух, прежде всего, проходит через нижнюю группу радиальносходящихся отверстий 8 в полость капсулы и через отверстия 7 во фланце ее. Эта порция воздуха производит одновременно аэрацию исследуемой пыли 47 и давит на лепестки 50 пары дисков 19 и 20, вынуждая их раскрываться. К этому времени, проходя 6О сначала через центральную группу и далее, черех верхнюю группу отверс тий- 8, наконец в большем объеме через отверстия 10 воздух начинает выполнять основную работу по выбраоыванию навески исследуемой пыли в сопло 24, где на пути аэрированного потока пыли расположена радиальнострунная диафрагма 25, выполняющая функцию механического диспергатора . и выравнивателя переднего фронта пыли по сечению сопла:. Уже к моменту прохождения выравненного потока аэрозоля через радиально-струнную диафрагму вступает в работу воздушный диспергатор, основное назначение которого заключается в том, чтобы подошедшую к полости действия тонких струй воздуха, выходящих из отверстий 45, аэрозоль плоским фронтогл растянуть по всему поперечному сечению реакционной камеPH .

Воздушный диспергатор начинает действовать с некоторой задержкой по времени против времени аэрации пыли в полости капсулы и времени раскрывания лепестков дисков перегородки в связи с более длинным путем прохождения воздуха по трубке 39 и потерями времени на отжимание кольцевого клапана 30, Тем сагым обеспечивается необходимая последовательность работы устройства по эффективноглу созданию пылевой аэрозоли и равномерному распределению ее в объеме реакционной камеры. До зирование количества воздуха обеспечивается автоматически по заданной программе так, чтобы за короткий промежуток времени (до 0,1 с) вся навеска исследуемой пыли была уже в полости реакционной камеры 42. К этому вреглени должно произойти воспламенение пыли источником зажигания. При этом в камере поднимаетсч давление за .счет образующихся продуктов горения (взрыва). При малейшем превышении давления внутри реакционной камеры под давлением в любой. другой полости устройства мгновенно срабатывает кольцевой клапан 30 и возвращаются в исходное положение лепестки 50 пары дисков 19 и 20 перегородки 9. Лепестки верхнего диска 19 упираются в радиально-сходящиеся спицы 17 верхнего кольца 16, а к ним плотно примыкают лепестки нижнего диска 20, перекрывая тем самым радиальные прорези верхнего диска.

С целью исключения утечки газов через щели на стыке концов лепестков, последние прижимаются к шайбе 52, на поверхности которой методом термоформирования выполнены ячейки,в точности совпадающие с профилем сомкнутых концов лепестков, Таким образом, перегородка работает как клапан, предотвращая распространение продуктов горения в полость корпуса, где размещена капсула, и далее в воздухоподводящую систему. Такую же функцию выполня1056018 ет клапан 30, предотвращая распространение газов в полость 33 коллектора и далее, через трубку 40, в полость того же корпуса с размещенной в ней капсулей. Тем саьнм обеспечивается необходимая герметизация полости реакционной камеры в момент горения и взрыва пыли, что,также способствует более точной оценке параметров протекающих реакций и сокращению времени на воспроизводство экспериментов за счет исключения необходимости частой очистки других полостей и деталей, кроме полости реакционной камеры.

Преимущества описанного устрой ства для создания пылевоэдушной взвеси по сравнению с лучшими образцами распылителей заключаются в том, что, во-.первых, оно обладает определенной универсальностью; так как позволяет производить исследования пылей с широким диапазоном весов к физических свойств (легких и тяжелых, сухих и влажных, мелко и крупно дисперсных) и, таким образом, раааиряет область применения при подаче пыли в реакционную камерв сверху вниз; во-вторых, оно обеспечивает более высокую точность экспериментов за счет более равномерного распределения по объему реакционной камеры у выравнивания переднего фронта опускающейся пыпи на источник воспламенения, а также полного освобождения, беэ остатка, от на1вески исследуемой пыли капсулы эа короткий промежуток времени (до

0,1 с); в-третьих, при работе. на устройстве снижается ° общая трудоемкость производства экспериментов эа счет хорошей воспроизводимости их и сокращения тем саьым числа холостых и неудачных опытов которые занимают примерно 50% продуктивного времени; в-четвертых, повьваается точность экспериментов за счет исключения утечек продуктов реакции и газов в другие. узлы установки с,нерегулируемой их температурой за пределы полости реакционной камеры, температура корпуса которой может автоматически поддерживаться по заданной программе путем применения

2э известных технических решений (терморегулирующей рубашки и др.), как это предусмотрено.

1056018

ФигЗ

ЙиУ4

Составитель В. Сизенев

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Метелева КорректорЛ. Ильин

Заказ 9290/34 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4