Аппарат вихревого слоя

Изобретение относится к аппаратам для обработки материалов вращающимся электромагнитным полем и может использоваться в химической, пищевой промышленности, сельском хозяйстве. Аппарат содержит крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы, имеющей сменную вставку с ферромагнитными частицами. Аппарат имеет обечайку из немагнитного материала, снабженную кожухом, соединенным с крышками. Кожух и обечайка индуктора выполнены цилиндрическими. Ферромагнитные частицы сменной вставки выполнены в виде стержней различного размера, выбор которых производится по определенному соотношению. Технический результат состоит в увеличении спектра значений энергии взаимодействия ферромагнитных частиц и повышении качества обработки материалов. 2 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам, использующим для обработки материалов энергию вращающегося электромагнитного поля, воздействующего на ферромагнитные частицы, которые непосредственно взаимодействуют с обрабатываемым веществом, и может быть использовано в химической, пищевой промышленности, сельском и других отраслях народного хозяйства.

Аналогом является аппарат вихревого слоя, состоящий из корпуса, представляющего цилиндр из немагнитного материала, индуктора, создающего вращающиеся электромагнитное поле, металлической рубашки, служащей емкостью для охлаждения, цилиндрической втулки, являющейся рабочей камерой аппарата, внутри которой находятся ферромагнитные частицы. (Д.Д.Логвиненко, О.П.Шеляков Интенсификация технологических процессов в аппаратах вихревого слоя. Технiка 1976 г.).

Недостатком вышеуказанного аппарата с вихревым слоем является узкий спектр значений энергий взаимодействия ферромагнитных частиц из-за одинаковых геометрических характеристик ферромагнитных частиц, длина и сечение которых одинаковы.

Известен аппарат вихревого слоя содержащий реакционную камеру в виде трубы из немагнитного материала, в рабочей зоне которой расположена сменная вставка с ферромагнитными частицами. Труба размещена в осевом канале индуктора. Индуктор снаружи имеет обечайку. Труба фиксируется в его осевом канале при помощи установочных винтов. Индуктор с трубой заключен в кожух, соединенный с крышками через уплотнения. На крышке есть патрубок подвода среды. Крышка снабжена патрубком для подвода охлаждающей среды, сообщенным с коллектором. Между обечайкой и кожухом образован кольцевой зазор. Стенка коллектора, обращенная к индуктору, имеет кольцевую проточку, в которой плотно установлен торец обечайки. По обе стороны проточки выполнены отверстия для подвода среды. Питание индуктора производится через токоввод, энергия к которому поступает от блока управления (Патент RU № 2072257 C1, В04F 13/08).

Недостатком прототипа является узкий диапазон значений энергии взаимодействия ферромагнитных частиц, длина и диаметр ферромагнитных частиц равны.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение спектра значений энергии взаимодействия ферромагнитных частиц как следствие повышение качества работы аппарата.

Задача решается тем, что в аппарате вихревого слоя, содержащем крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, коллектор, сообщенный с патрубком подвода охлаждающей среды, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы, имеющей сменную вставку с ферромагнитными частицами, индуктор также имеет обечайку из немагнитного материала и кожух, соединенный с крышками, при этом кожух и обечайка индуктора выполнены цилиндрическими, отличается тем, ферромагнитные частицы сменной вставки выполнены в виде стержней разных размеров, выбор которых производится по следующему соотношению: N_общ.=N₁+N₂+N₃+...+N_n,:

где N_обш. - общее число ферромагнитных частиц сменной вставки,

N₁ - число частиц длиной l₁ и диаметром d₁,

N₂ - число частиц длиной l₂ и диаметром d₂,

N₃ - число частиц длиной l₃ и диаметром d₃,

N_n - число частиц длиной l_n и диаметром dn.

причем N₁<N₂<N₃<N_n, l₁/d₁>l₂/d₂>l₃/d₃>l_n/d_n.

Ферромагнитные частицы больших геометрических размеров имеют большую энергию соударения и размельчают вещество на более высоком уровне, а тела с меньшей длиной и сечением, присутствующие в большем количестве, обеспечивают интенсивное перемешивание и при наличии твердых элементов дробят их, тем самым подготавливая вещество для дальнейшего более тщательного измельчения.

На фиг.1 изображен общий вид аппарата вихревого слоя в разрезе, на фиг.2 показано процентное соотношение ферромагнитных частиц в реакционной камере.

Аппарат вихревого слоя содержит реакционную камеру в виде трубы 1 из немагнитного материала, в рабочей зоне которого расположена сменная вставка 2 с ферромагнитными частицами различных геометрических размеров 3. Труба 1 размещена в осевом канале индуктора 4 с зазором 5. Индуктор 4 снаружи имеет обечайку 6, а труба 1 фиксируется в его осевом канале при помощи установочных винтов 7. Индуктор 4 с трубой 1 заключен в кожух 8, соединенный с крышками 9, 10 через уплотнения 11 и 12. На крышке 10 есть патрубок 13 подвода охлаждающей среды. Крышка 9 снабжена патрубком 14 для отвода охлаждающей среды, сообщенным с коллектором 15. Между обечайкой 6 и кожухом 8 образован кольцевой зазор 16. Питание индуктора 4 осуществляется через токоввод 20, энергия к которому поступает от блока управления (не показан).

Аппарат вихревого слоя работает следующим образом. Включают систему охлаждения. При этом охлаждающая среда через патрубок 14 поступает в коллектор 15 и далее в зазоры 6 и 16, равномерно омывая индуктор 4 и трубу 1, и выводится из аппарата через патрубок 13. Затем подают питание в индуктор 4 и устанавливают заданную нагрузку, после чего в реакционную камеру 1 подают продукт, который после обработки ферромагнитными частицами 3 направляется к потребителю.

Аппарат вихревого слоя, содержащий крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, коллектор, сообщенный с патрубком подвода охлаждающей среды, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы, имеющей сменную вставку с ферромагнитными частицами, индуктор также имеет обечайку из немагнитного материала и кожух, соединенный с крышками, при этом кожух и обечайка индуктора выполнены цилиндрическими, отличающийся тем, что ферромагнитные частицы сменной вставки выполнены в виде стержней разных размеров, выбор которых производится по следующему соотношению:

N_общ=N₁+N₂+N₃+...+N_n,

где N_общ - общее число ферромагнитных частиц сменной вставки;

N₁ - число частиц длиной l₁ и диаметром d₁;

N₂ - число частиц длиной l₂ и диаметром d₂;

N₃ - число частиц длиной l₃ и диаметром d₃;

N_n - число частиц длиной l_n и диаметром d_n,

причем N₁<N₂<N₃<N_n, l₁/d₁>l₂/d₂>l₃/d₃>l_n/d_n.