Устройство для получения высокодисперсных сухих аэрозолей

 

Использование: в устройствах при получении аэрозолей для упрощения технологии и повышения качества получаемых аэрозолей. Сущность: дозатор выполнен в виде двух жерновов. Первый жернов выполнен с возможностью вращения и имеет форму усеченного конуса. Второй жернов выполнен неподвижным и с конусным отверстием, соответствующим форме первого жернова. Струйная мельница выполнена в виде плоской горизонтальной размольной камеры с не менее чем девятью рабочими соплами и установленного в ней соосно полого конуса с тангенциальными отверстиями в образующей поверхности. Причем отверстия ориентированы в направлении, противоположном направлению вращения потока в размольной камере. Узел для отделения крупных частиц от выходящего из струйной мельницы аэрозольного потока выполнен в виде двух последовательно соединенных циклов. 2 ил.

Изобретение относится к области распыления материалов, а именно к устройствам для получения аэрозоля, и может найти применение в медицине, ветеринарии, химической технологии.

Известно устройство для получения пылевых аэрозолей - прибор РСП-1, состоящий из дозатора распыляемого материала и блока распыления (вентилятора, окруженного сеткой с ячейками диаметром 125 мкм). Измельчение и аэрозолирование материала осуществляют путем протирания частиц, увлекаемых центробежным потоком воздуха через ячейки сетки.

Недостатками данного устройства являются его малая надежность, связанная с закупоркой ячеек сетки, а также невозможность получения высокодисперсных аэрозолей.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для получения сухого аэрозоля на основе струйной мельницы. Данное устройство содержит загрузочный узел с дозатором, струйную мельницу, включающую разгонную трубку, разгонное сопло, размольную камеру с рабочими соплами, систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, а также узел для отделения крупных частиц, от выходящего из струйного мельницы аэрозольного потока.

Загрузочный узел содержит загрузочный бункер с дозатором, состоящим из шнека и вибратора. Размольная камера струйной мельницы представляет собой вытянутый кольцевой канал и имеет разгонное сопло малого давления и два рабочих сопла высокого давления. К струйной мельнице подсоединены две линии подачи сжатого воздуха, питающие раздельно разгонное и рабочие сопла. К выходному отверстию размольной камеры, расположенному на внутренней части кольцевого канала, подсоединен узел отделения крупных частиц от аэрозольного потока, содержащий импактор и сборник.

В струйной мельнице реализуется циркуляция воздуха.

Одним из недостатков такого устройства является невысокое качество получаемых аэрозолей; сравнительно низкая концентрация твердой фазы и недостаточно высокая дисперсность.

Недостаточно высокая дисперсность аэрозоля ухудшает его седиментационные целевые характеристики, а низкая концентрация твердой фазы в воздушном потоке приводит к необходимости внесения в аэрозольную камеру больших объемов этого потока, что усложняет проблему вентиляции камеры.

Вторым недостатком описанного устройства является сложная технология получения с его помощью сухого аэрозоля. Высокодисперсный аэрозоль может быть получен только при распылении порошка, но не крупнозернистого материала. В связи с этим стадии непосредственного получения аэрозоля с помощью прототипа предшествует стадия получения тонкодисперсного порошка. При хранении предварительно полученного порошка происходит его слеживание, что затрудняет процесс последующего распыления.

Целью изобретения является упрощение технологии получения аэрозоля за счет исключения стадии предварительного получения тонкодисперсного порошка, а также повышение качества получаемых аэрозолей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из загрузочного узла с дозатором, струйной мельницы и узла для отделения крупных частиц от выходящего аэрозольного потока, дозатор включает два жернова, один из которых вращающийся, выполнен в виде усеченного конуса, и другой - неподвижный, имеет эквивалентную полость в форме усеченного конуса; струйная мельница имеет плоскую горизонтальную размольную камеру с по крайней мере девятью рабочими соплами и установленный соосно по центральной оси камеры полый конус с тангенциальными отверстиями в образующей поверхности конуса для вывода аэрозольного потока, причем отверстия ориентированы в направлении, противоположном направлению вращения потока в размольной камере; узел для отделения крупных частиц от выходящего из струйной мельницы аэрозольного потока включает два последовательно соединенных циклона.

Сущность изобретения заключается в том, что заявляемое устройство содержит дозатор, обеспечивающий одновременно предварительное измельчение распыляемого материала в сочетании с высокоэффективной струйной мельницей и многократным сепарированием частиц распыляемого материала.

Предварительное измельчение материала осуществляется в зазоре между коническими поверхностями вращающегося и неподвижного жерновов. Высокая эффективность струйного помола обеспечивается использованием плоской горизонтальной размольной камеры и по крайней мере девятью рабочими соплами наряду с сепаратором в виде полого конуса с тангенциальными отверстиями, который осуществляет дополнительное сепарирование частиц и возвращение крупных частиц на домалывание. Последняя стадия отделения крупных частиц от аэрозольного потока производится с помощью двух последовательно соединенных циклонов, которые обеспечивают более эффективное, по сравнению с импактором, сепарирование частиц.

На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Загрузочный узел (см. фиг. 1) включает в себя корпус 1 с загрузочным бункером 2, загрузочным патрубком 3 и дозатором. Дозатор выполнен в виде жерновов, один из которых, вращающийся 4, имеет форму усеченного конуса, а другой, неподвижный 5, имеет эквивалентную полость. Мелющие конические поверхности жерновов устанавливаются с зазором 6 от 0,10 до 0,15 мм. Вращающийся жернов 4 закреплен на валу 7, соединенном с электроприводом 8.

Струйная мельница (см. фиг.1 и 2) имеет плоскую горизонтальную размольную камеру 9, размещенную внутри корпуса 10. Разгонная трубка 11 с разгонным соплом 12 диаметром 0,8 ± 0,1 мм соединяет загрузочный узел с размольной камерой 9. Линия сжатого воздуха 13 подсоединена к разгонному соплу 12 и камере сжатого воздуха 14, расположенной в корпусе 10. Рабочие сопла 15 диаметром 0,5 ± 0,05 мм в количестве не менее 9 расположены по периферии камеры 9 под углом 35 ± 2^о к ее радиусу, входные отверстия этих сопел находятся внутри камеры сжатого воздуха 14.

По центру размольной камеры 9 соосно ее оси установлен сепаратор 16 в виде полого конуса с тангенциальными отверстиями 17 в образующей поверхности конуса для вывода аэрозольного потока через выходной патрубок 18.

Выходной патрубок 18 соединен с узлом отделения крупных частиц от выходящего аэрозольного потока, который выполнен в виде двух последовательно соединенных циклонов 19.

Устройство работает следующим образом.

Предназначенный для аэрозолирования материал загружается в бункер 2 загрузочного узла. При вращении вала 7 дозатора происходит непрерывное измельчение материала в зазоре 6 между жерновами и одновременно его дозирование в разгонную трубку 11, откуда он с помощью потока воздуха из разгонного сопла 12 инжектируется в камеру 9 струйной мельницы.

В камеру сжатого воздуха 14 и связанные с ней рабочие сопла 15 подается сжатый воздух. В камере 9 происходит тонкое измельчение и распыление материала в пересекающихся струях сжатого воздуха.

Дополнительная сепарация частиц (помимо сепарации за счет вращения пылегазовой смеси по окружности размольной камеры) осуществляется с помощью конусного сепаратора 16. Поскольку тангенциальные отверстия 17 ориентированы в направлении, противоположном направлению вращения потока в размольной камере, крупные частицы не поступают на выход струйной мельницы через тангенциальные отверстия 16, а возвращаются на домалывание.

Выходящий из патрубка 18 аэрозольный поток проходит через циклоны 19, где осуществляется последняя стадия отделения крупных частиц.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ СУХИХ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащее загрузочный узел с дозатором, струйную мельницу, включающую разгонную трубку, разгонное сопло, размольную камеру с рабочими соплами и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, а также узел для отделения крупных частиц от выходящего из струйной мельницы аэрозольного потока, отличающееся тем, что, с целью упрощения технологии получения аэрозолей путем исключения стадии предварительного получения тонкодисперсного порошка, а также повышения качества получаемых аэрозолей, дозатор выполнен в виде двух жерновов, причем первый жернов выполнен с возможностью вращения и имеет форму усеченного конуса, а второй - неподвижным и с конусным отверстием, соответствующим форме первого жернова, струйная мельница выполнена в виде плоской горизонтальной размольной камеры не менее чем с девятью рабочими соплами и установленного в ней соосно полого конуса с тангенциальными отверстиями в образующей поверхности, причем отверстия ориентированы в направлении, противоположном направлению вращения потока в размольной камере, а узел для отделения крупных частиц от выходящего из струйной мельницы аэрозольного потока выполнен в виде двух последовательно соединенных циклонов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2