Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц



Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц
Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц
Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц

 


Владельцы патента RU 2403985:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Корпорация (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ") (RU)

Изобретение относится к области диспергирования твердых частиц и может быть использовано при исследовании свойств аэрозолей радиоактивных материалов с использованием материалов-имитаторов, сходных по поведению с радиоактивными материалами при взрывном нагружении. Задачей изобретения является создание способа получения высокодисперсных аэрозолей из твердых частиц исследуемых материалов. Для этого перед разгоном твердые частицы равномерно размещают а объеме таблетки из легкоплавкого материала. Таблетку устанавливают в выемку на переднем торце поддона. Разгон частиц осуществляют вместе с таблеткой в поддоне в стволе баллистической установки до гиперзвуковой скорости. Испаряют материал таблетки за счет адиабатического сжатия воздуха в стволе баллистической установки и высвобождают твердые частицы. Уводят элементы поддона из зоны полета частиц вне ствола баллистической установки. Диспергирование частиц с получением аэрозоля осуществляют в результате воздействия на них высокоэнтальпийного набегающего потока воздуха. Техническим результатом изобретения является повышение информативности эксперимента за счет получения регламентированного спектра аэрозолей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области диспергирования твердых частиц. Преимущественная область использования - исследование свойств аэрозолей радиоактивных материалов с использованием материалов-имитаторов, сходных по поведению с радиоактивными материалами при взрывном нагружении и при этом являющихся экологически безопасными.

Известен способ получения аэрозолей путем их дробления и термического разрушения с использованием взрыва, описанный в «Большой советской энциклопедии», издание второе, 1950 г., т.3, стр.609. К недостаткам взрывного способа получения аэрозолей необходимо отнести их малую плотность на единицу площади поверхности исследуемой мишени и их нерегулярный спектр, обусловленные нерегламентированным распылением аэрозолей и их выгоранием.

Известен способ получения высокодисперсной аэрозоли из твердых частиц, описанный в патенте «Способ получения огнетушащей смеси и устройство для его осуществления», патент RU №2176925, МПК7 A62C 35/00, опубликован 20.12.2001, бюл. №35, выбранный в качестве прототипа. Газопорошковую смесь предварительно размельчают в шнековом завихрителе, затем разгоняют ее в сверхзвуковом сопле и направляют на ударную волну, возникающую в результате набегания сверхзвукового потока на тело конической формы, установленное на выходе из сверхзвукового сопла. Предварительно измельченные частицы огнетушащего порошка, взаимодействуя с ударной волной как с проницаемой преградой, диспергируют в аэрозоль, а полученную ультрадисперсную газоаэрозольную смесь формируют с помощью насадков в виде распыленного облака или компактной струи и подают в очаг пожара.

Данный способ обладает недостатками, связанными с необходимостью предварительного размельчения порошка, наличием сверхзвукового сопла для формирования ударной волны и обеспечением взаимодействия порошка с ударной волной как с проницаемой механической преградой, в результате чего происходит диспергирование и последующее образование аэрозоли. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Решаемой технической задачей является создание способа получения высокодисперсных аэрозолей из твердых частиц исследуемых материалов.

Ожидаемый технический результат заключается в повышении информативности эксперимента за счет получения регламентированного спектра аэрозолей.

Технический результат достигается за счет реализации способа получения высокодисперсной аэрозоли из твердых частиц, включающего разгон твердых частиц до заданной скорости, их последующее диспергирование. В отличие от прототипа в заявленном способе перед разгоном твердые частицы равномерно размещают в объеме таблетки из легкоплавкого материала. Таблетку устанавливают в выемку на переднем торце поддона. Разгон частиц вместе с таблеткой осуществляют в поддоне в стволе баллистической установки до гиперзвуковой скорости, при этом за счет адиабатического сжатия воздуха в стволе баллистической установки испаряют материал таблетки и высвобождают твердые частицы. Уводят элементы поддона из зоны полета частиц вне ствола баллистической установки и диспергирование частиц с получением аэрозоли осуществляют в результате воздействия на них высокоэнтальпийного набегающего потока воздуха. В таблетку могут быть помещены твердые частицы различных фракций.

Равномерное размещение твердых частиц в объеме таблетки позволяет получить после их высвобождения за пределами ствола регламентировано направленный поток диспергируемых частиц.

Размещение твердых частиц в таблетке из легкоплавкого материала исключает окисление материала частиц на воздухе и позволяет их выстроить в требуемом порядке перед разгоном в стволе баллистической установки.

Установка таблетки в выемке на переднем торце поддона, разгон частиц вместе с таблеткой в поддоне в стволе баллистической установки до гиперзвуковой скорости, испарение материала таблетки за счет адиабатического сжатия воздуха в стволе баллистической установки и высвобождение твердых частиц позволяют создать начальные условия (высвобождение, нагрев и ориентирование частиц в пространстве), при которых реализуется регламентированный процесс диспергирования частиц исследуемого материала.

Увод элементов поддона из зоны полета частиц вне ствола баллистической установки исключает возмущение потока диспергируемых частиц.

Диспергирование частиц с получением аэрозоли в результате воздействия на них высокоэнтальпийного набегающего потока воздуха позволяет получить высокодисперсную аэрозоль из твердых частиц с заданными параметрами.

Помещение в таблетку твердых частиц различных фракций позволяет получить в одном эксперименте информацию о процессе диспергирования частиц различных размеров при прочих равных условиях.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведена схема начального состояния элементов, участвующих в способе получения высокодисперсной аэрозоли из твердых частиц, на фиг.2 и 3 - последовательные стадии способа диспергирования.

Получение высокодисперсной аэрозоли из твердых частиц осуществляют следующим образом. Твердые частицы 1 исследуемого материала равномерно распределяют по объему таблетки 3 из легкоплавкого материала, например парафина. Формирование таблетки 3 с размещением в ней твердых частиц 1 производят в среде защитных газов, чтобы исключить окисление исследуемого материала. Затем таблетку 3 устанавливают в выемку 4 на переднем торце поддона 5, который затем помещают в ствол 6 баллистической установки, и производят выстрел. Поддон 5 с размещенной на его переднем торце таблеткой 3 разгоняют в стволе 6 до гиперзвуковой скорости, в результате чего находящийся в стволе 6 воздух за счет его адиабатического сжатия приобретает температуру, достаточную для испарения таблетки 3 из легкоплавкого материала, в нашем случае парафина. Элементы 7 поддона 5 уводят в стороны набегающим потоком воздуха и останавливают, например, с помощью плиты-отсекателя 8, имеющей отверстие для пролета диспергируемых частиц 1. Регламентированно направленный поток высвобожденных твердых частиц 1 за пределами ствола 6 подвергают воздействию гиперзвукового высокоэнтальпийного набегающего потока воздуха, при обтекании которым твердых частиц реализуются высокие температуры и давления, приводящие к их термомеханическому разрушению, в результате чего происходит их диспергирование с образованием облака аэрозоли, которое осаждается на мишени 9. Помещением в таблетку 3 твердых частиц 1 различных фракций получают в одном эксперименте информацию о процессе диспергирования частиц различных размеров.

Предложенный способ получения высокодисперсной аэрозоли из твердых частиц позволяет повысить информативность эксперимента за счет получения регламентированного спектра аэрозолей.

Предложенный способ прошел экспериментальную проверку путем разгона твердых частиц размером от 0,5 мм до 1,5 мм в стволе легкогазовой пушки до гиперзвуковых скоростей (V>2000 м/с) с последующим их диспергированием при полете в воздухе и осаждением облака аэрозоли на мишени.

1. Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц, включающий разгон твердых частиц до заданной скорости, их последующее диспергирование с получением аэрозоля, отличающийся тем, что перед разгоном твердые частицы равномерно размещают в объеме таблетки из легкоплавкого материала, таблетку устанавливают в выемку на переднем торце поддона, разгон частиц осуществляют вместе с таблеткой в поддоне в стволе баллистической установки до гиперзвуковой скорости, при этом испаряют материал таблетки за счет адиабатического сжатия воздуха в стволе баллистической установки и высвобождают твердые частицы; уводят элементы поддона из зоны полета частиц вне ствола баллистической установки, а диспергирование частиц с получением аэрозоля осуществляют в результате воздействия на них высокоэнтальпийного набегающего потока воздуха.

2. Способ получения высокодисперсного аэрозоля из твердых частиц по п.1, отличающийся тем, что в таблетку помещают твердые частицы различных фракций.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам механизации строительных работ, а именно для герметизации стыков и нанесения покрытий на строительные конструкции полимерными материалами, образующимися в результате полимеризации двух и более жидких компонентов, смешиваемых и доставляемых к покрываемым поверхностям в виде факела, состоящего из газа и жидких компонентов.

Изобретение относится к средствам, предназначенным для создания туманообразных завес и пламягасящих направленных двухфазных потоков, и позволяет увеличить время эффективного воздействия водо-воздушного аэрозоля, обеспечить практически неограниченное время работы водяной струей за счет подключения пожарного ствола к рукавной линии пожарного автомобиля.

Изобретение относится к системе подачи, в которой текучие среды отделены друг от друга при помощи камер, входящих в отдельную линию подачи, и направляются в распределительную головку.

Изобретение относится к пожарно-техническому оборудованию, а более конкретно к средствам пожаротушения, принцип действия которых основан на генерации газожидкостных струй и туманообразных завес.

Изобретение относится к способам и устройствам для чистки и предотвращения загрязнений, более конкретно к способам и устройствам для чистки и удаления загрязнений из топливных баков и топливных магистралей самолетов, оборудованных сливными клапанами, системой дренажа и наддува баков, системой закрытой заправки, и может быть использовано при техническом обслуживании самолетов легкого, среднего и тяжелого класса на предприятиях авиационной промышленности и на ремонтных предприятиях гражданской авиации перед проведением сдаточных летных испытаний, в процессе эксплуатации при регламентных работах для предупреждения возникновения аварийных ситуаций.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей в газовой среде, предпочтительно в воздухе, и может быть использовано для распыления значительного количества жидкости за короткий промежуток времени с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией, в частности для целей пожаротушения.

Изобретение относится к пенообразующим устройствам для использования в сочетании с сосудом для жидкости. .

Изобретение относится к туннелю для бактерицидной обработки серии порций пищевого мяса, в частности, тушек свежезабитой птицы, раствором тринатрийфосфата. .

Изобретение относится к пистолету-распылителю для получения двухкомпонентной пены используемой в строительстве

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй эжекцией и может быть использовано в машиностроении, например, для нанесения расплавленного распыленного твердого смазочного материала на шлифовальный круг

Изобретение относится к распылительной насадке и распылительной установке и может быть использовано в технологии производственных процессов, например, при улавливании золы

Изобретение относится к устройству (1) для введения жидкости в сыпучие сухие вещества, прежде всего в муку для приготовления кляра

Изобретение относится к двойной распылительной насадке для распыления жидкости с помощью сжатого газа

Изобретение относится к пневматическому двухкомпонентному пистолету-распылителю для нанесения покрытия и может быть использовано при нанесении ряда компонентов, таких как быстро твердеющая пена

Изобретение относится к устройству (1) для нанесения покрытия на внутреннюю сторону (51) полого тела (49) с помощью распыленной текучей среды

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может быть использовано в противопожарной технике и сельском хозяйстве при орошении земель

Изобретение относится к способу и устройству для распыления и может быть использовано для тонкого распыления жидкого стимулятора роста в грануляторе с кипящим слоем. В способе распыления жидкости форсункой (1) газовую фазу и жидкость подают по соответствующим каналам в смесительную камеру внутри форсунки (1). Скорость газовой фазы во входной области смесительной камеры приблизительно равна скорости звука или превосходит ее. Скорость жидкости во входной области смесительной камеры существенно ниже скорости газовой фазы. Массовый расход газовой фазы, подаваемой в смесительную камеру, составляет от 1 до 10% массового расхода жидкости, подаваемой в эту же смесительную камеру. В результате получается эмульсия газа в жидкости, находящаяся внутри камеры под давлением и образованная газовыми пузырьками, окруженными жидкостью в виде пленки. Распыленный поток получают за счет расширения эмульсии, при котором жидкая пленка распыляется на выходе форсунки. Форсунка для распыления жидкости содержит канал подачи газа и канал подачи жидкости. Форсунка также содержит смесительную камеру, сообщающуюся с каналом подачи газа и каналом подачи жидкости через узел распределения газа и жидкости. Узел распределения выполнен с возможностью обеспечения высокоскоростного входного газового потока во входной области смесительной камеры и более медленного входного потока жидкости в той же входной области камеры для образования в ней эмульсии газа в жидкости. Форсунка может быть использована в грануляторах с кипящим слоем. Техническим результатом изобретения является уменьшение затрат на систему подачи за счет уменьшения потребление воздуха, упрощение изготовления и сборки форсунки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает опрыскивание сельскохозяйственных культур с начальным дроблением струи раствора микроэлементных удобрений потоком воздуха и последующим электрозарядом капель в коронирующем электростатическом поле. Жидкостно-воздушную смесь готовят на расстоянии от гидравлических распылителей опрыскивателя, затем подают под давлением к гидравлическим распылителям, при выходе из которых она дробится и в виде факела с пузырьками воздуха проходит через электростатическое поле, где смесь в виде жидкостно-воздушных капель получает электрический заряд, дополнительно дробится, увеличивая монодисперсность, увлажнение поверхности подкармливаемых растений, количество свободных ионов питательных веществ микроэлементных удобрений, которые, оседая на поверхности сельскохозяйственных культур, проникают внутрь растения, улучшают его питание. Размер капель, их дробление, монодисперсность капель и количество свободных ионов регулируют давлением раствора микроэлементных удобрений от 0,2 до 0,3 МПа, давлением воздуха от 0,4 до 0,5 МПа, инъектируемого в раствор удобрений в нагнетательной магистрали, расходом раствора микроэлементных удобрений через один распылитель до 0,3 л/мин, электрозарядкой распыляемых жидкостно-воздушных капель при электростатическом напряжении на электродах от 3 до 5 кV и силе тока до 10 мА. Способ позволяет увеличить насыщение смеси раствора удобрений воздухом и повысить монодисперсность распыляемого раствора микроэлементных удобрений. 2 ил.
Наверх