Акустический разбрызгиватель

Изобретение относится к устройствам для диспергирования маловязких жидкостей. Акустический разбрызгиватель маловязких жидкостей содержит корпус (1) с перфорированным днищем (3), патрубок для ввода (2) в корпус жидкого продукта и источник акустических колебаний в виде сопла (4) и упругого элемента (5). Источник акустических колебаний снабжен адаптивной системой для изменения его рабочих параметров в зависимости от расхода жидкости, включающей, по меньшей мере, один отвод (6) от патрубка ввода с размещенным в нем поршнем (7) и пружинным механизмом (8), связывающим отвод с поршнем, направляющий профиль (14), каретку (9). Каретка состоит из каркаса, по меньшей мере, четырех роликов и пружинного механизма, при этом, по меньшей мере, один ролик (11) каретки контактирует с поршнем, другой (13) - с направляющим профилем, а два (12) - с упругим элементом. Сторона направляющего профиля, контактирующая с роликом, выполнена с криволинейной поверхностью. Изобретение позволяет расширить диапазон изменения расхода при диспергировании маловязкой жидкости, при котором обеспечивается процесс образования капель одинакового размера. 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования маловязких жидкостей, преимущественно расплавов азотных удобрений, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для гранулирования расплавов, содержащее корпус с перфорированной частью, патрубок для ввода в корпус жидкого продукта, источник акустических колебаний и систему регулирования параметров вибровозбудителя [1].

В известном устройстве при истечении струй расплава из камеры за счет работы вибровозбудителя, характеристики которого регулируются в автоматическом режиме специальным блоком управления, дробятся на монодисперсные капли, что позволяет получить однородный грансостав продукта.

Недостатками известного устройства являются:

сложность конструкции, снижающей надежность и ремонтопригодность устройства;

необходимость использования электрической энергии, что вызывает возможность появления электрической искры, снижающей безопасность в пожароопасном и взрывоопасном производстве, например, минеральных удобрений.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту является акустический разбрызгиватель маловязких жидкостей, содержащий корпус с перфорированным днищем, патрубок для ввода в корпус жидкого продукта и источник акустических колебаний в виде сопла и упругого элемента [2].

В известном устройстве за счет действия источника акустических колебаний, истекающие из перфорированной части корпуса струи дробятся на однородные по своему размеру капли, что позволяет получить высокий процент товарной фракции гранулируемого продукта.

При номинальной нагрузке частота колебаний источника совпадает с собственной частотой образования капель при распаде струй, зависящей согласно теории Рэлея от расхода жидкости и диаметра отверстий. Перфорированное днище диспергатора имеет отверстия одинакового диаметра, поэтому собственная частота образования капель изменяется только в зависимости от расхода диспергируемой жидкости, т.е. от нагрузки.

Недостатком вышеуказанного изобретения является невозможность обеспечивать однородные по величине капли в широком диапазоне нагрузок по расплаву, возникающая из-за неспособности использованного источника вибраций изменять их частоту.

Задачей изобретения является расширение диапазона изменения расхода при диспергировании маловязкой жидкости, при котором обеспечивается процесс образования капель одинакового размера.

Поставленная задача достигается тем, что в акустическом разбрызгивателе маловязких жидкостей, содержащем корпус с перфорированным днищем, патрубок для ввода в корпус жидкого продукта и источник акустических колебаний в виде сопла и упругого элемента, согласно изобретению источник акустических колебаний снабжен адаптивной системой для изменения его рабочих параметров в зависимости от расхода, включающей по меньшей мере один отвод от патрубка ввода с размещенным в нем поршнем и пружинным механизмом, связывающим отвод с поршнем; направляющий профиль, каретку, состоящую из каркаса, по меньшей мере четырех роликов и пружинного механизма, при этом по меньшей мере один ролик каретки контактирует с поршнем, другой - с направляющим профилем, а два - с упругим элементом, причем сторона направляющего профиля, контактирующая с роликом, выполнена с криволинейной поверхностью.

На фиг.1 схематически представлена принципиальная конструкция предлагаемого акустического разбрызгивателя жидкости.

Разбрызгиватель состоит из корпуса 1, вертикального патрубка 2 для ввода диспергируемой жидкости, перфорированного днища 3, источника акустических колебаний в виде сопла 4 с упругим элементом 5 и адаптивной системы, включающей отводы 6 с размещенными в них поршнями 7, пружинные механизмы 8, связывающие соответствующие отводы 6 с поршнями 7, каретку в виде каркаса 9, пружинных механизмов 10 с роликами 11, 12, 13, контактирующих соответственно с поршнями 7, упругим элементом 5 и стороной направляющего профиля 14, имеющую криволинейную поверхность 15.

Разбрызгиватель работает следующим образом.

Поток диспергируемой жидкости, поступающий во входной вертикальный патрубок 2, попадает сквозь сопло 4 внутрь корпуса 1 разбрызгивателя и вытекает через перфорированное днище 3. Часть потока разделяется по отводам 6 и воздействует на поршни 7 с давлением, которое соответствует текущему расходу. При этом усилие от напора с помощью пружинных механизмов 8 заставляет поршни 7 передвигаться на определенное расстояние, приводя в движение каретку. Криволинейная поверхность 15 направляющего профиля 14 имеет форму траектории, описывающей закон изменения частоты собственных колебаний упругого элемента 5 от изменения расхода, входящей в резонанс с частотой распада струй. Благодаря этому каретка роликами 13 передвигается по направляющему профилю 14, одновременно перемещаясь роликами 11 по поршням 7 и роликами 12 по упругому элементу 5, пережимая последний в нужном месте, обеспечивая необходимое изменение его активной длины, от которой зависит его частота собственных колебаний.

Пример.

Акустический разбрызгиватель имеет днище с отверстиями в количестве n=1900 диаметром d=1,12 мм. В нем в качестве упругого элемента выбрана пластина из стали, имеющая толщину t=1 мм. Согласно Рэлею частота распада струй маловязкой жидкости линейно зависит от расхода: F1=f(V).

В таблице указаны значения необходимой длины активной части пластины L и частоты ее собственных колебаний, совпадающих с частотой распада струй, при изменении объемного расхода от 5 до 30 м3/ч.

V, м3 5 8 12 15 20 25 30
F2, Гц 147 235 353 441 588 735 882
L, м 0,076 0,060 0,049 0,044 0,038 0,034 0,031

Графическая зависимость длины активной части пластины от расхода представлена на фиг.2.

График, представленный на фиг.2, определяет необходимую траекторию движения каретки при линейном перемещении толкающих поршней. Так как горизонтальное перемещение толкающих поршней при изменении давления жидкости пропорционально квадрату значений ее расхода, то необходимой формой поверхности направляющего профиля есть кривая, которая имеет те же значения Li при соответствующих значениях расхода, взятых в квадрате (Vj2).

Осуществляя движение каретки по указанной траектории, происходит пережим пластины в нужном месте, обеспечивается необходимое изменение ее активной длины с генерацией колебаний с частотой входящей в резонанс с текущим значением частоты распада струй на капли. В результате происходит монодисперсное разбрызгивание в неограниченном диапазоне расходов.

Источники информации

1. RU Патент №2115466, МПК В01J 2/02,1998.

2. SU Авторское свидетельство №856529, МПК В01J 2/02, 1981.

Акустический разбрызгиватель маловязких жидкостей, содержащий корпус с перфорированным днищем, патрубок для ввода в корпус жидкого продукта и источник акустических колебаний в виде сопла и упругого элемента, отличающийся тем, что источник акустических колебаний снабжен адаптивной системой для изменения его рабочих параметров в зависимости от расхода, включающей, по меньшей мере, один отвод от патрубка ввода с размещенным в нем поршнем и пружинным механизмом, связывающим отвод с поршнем, направляющий профиль, каретку, состоящую из каркаса, по меньшей мере, четырех роликов и пружинного механизма, при этом, по меньшей мере, один ролик каретки контактирует с поршнем, другой - с направляющим профилем, а два - с упругим элементом, причем сторона направляющего профиля, контактирующая с роликом, выполнена с криволинейной поверхностью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам гранулирования флюсов для сварки низколегированных хладостойких сталей и сплавов, широкого диапазона составов и может быть применено во всех отраслях промышленности, производящих сварочные материалы, для сварки сталей и сплавов широкого диапазона составов, в том числе для сварки стали магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к способам диспергирования жидких продуктов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидких продуктов, преимущественно расплавов минеральных удобрений, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству для получения гранулята и может использоваться для переработки различных расплавов в грануляты. .
Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано при непрерывной разливке стали. .
Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано при непрерывной разливке стали. .

Изобретение относится к устройствам для гранулирования расплавов разбрызгиванием и отверждением капель и может найти применение в химической промышленности, в частности в производстве азотных удобрений.
Изобретение относится к области металлургического производства. .

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к установкам грануляции расплавов. .

Изобретение относится к способу получения мелких кристаллов
Изобретение относится к способу получения сферических частиц горючего или ядерного топлива из оксида группы тяжелых металлов урана, плутония или их смесей

Изобретение может быть использовано при получении гранулированных флюсов для сварки сталей и сплавов широкого диапазона составов, в частности для сварки углеродистых, легированных сталей и сплавов. На поверхность пластины наносят слой порошка шихты флюса, содержащей оксиды и карбиды, с размером фракций не более 0,5 мм. Осуществляют расплавление шихты и формирование капель расплава путем воздействия на слой шихты флюса электрической дугой короткого замыкания длительностью не более 1 с при токе 50-200 A, в зависимости от насыпной массы шихты, зажигаемой между пластиной, выполненной из токопроводящего материала, и электродом. Проводят охлаждение на воздухе сформированных капель с образованием гранул. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности изготовления прочных гранул сварочного флюса, обладающих высокой легирующей способностью. 2 ил., 3 табл., 1 пр.

Описана разбрызгивающая головка грануляционной установки, содержащая разбрызгивающий узел с регулируемыми отверстиями. Также описан способ грануляции с использованием такой разбрызгивающей головки, в котором в процессе работы можно изменять размер отверстий для изменения размеров гранул в случае необходимости или для прочистки закупоренных отверстий без остановки работы грануляционной установки. Разбрызгивающая головка и способ грануляции могут использоваться при производстве удобрений, включая удобрения, содержащие нитрат сернокислого аммония. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области способов и устройств генерирования капель и может быть использовано, в частности, для синтеза шариков (или сфероидов) ядерных топливных материалов. В способе генерирования капель с модулируемым гранулометрическим спектром сталкивают струи жидкости с подложкой на заданной относительной скорости столкновения и создают вибрации в подложке по меньшей мере на одной частоте вибрации. Кроме того, нагревают подложку до температуры столкновения, при которой жидкая пленка, образующаяся при столкновении и подвергнутая вибрации, нагревается до основной температуры для комбинированного формирования основных капель из пленки. Затем перемещают капли через систему переноса/торможения/сортировки в направлении жидкости осаждения основных капель. Перемещение осуществляют при температуре перемещения. Используют совокупность параметров относительной скорости столкновения, частоты вибрации, основной температуры и температуры перемещения и модулируют гранулометрию сформированных основных капель, а также их скорость. Объектом изобретения является также устройство, позволяющее применять способ в соответствии с изобретением. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности генерирования капель в результате дробления очень вязких жидкостей, обеспечение возможности применения к жидкости осаждения или других явлений с высокими рисками забивания, получение капель с низкой скоростью и широким гранулометрическим спектром и в регулируемом режиме. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.

Группа изобретений относится к области фармацевтики и может быть использована при изготовлении лекарственных средств. Система криогрануляции содержит кювету для перемещения потока хладагента, механизм подачи хладагента в кювету, распределительное устройство для подачи фармацевтической композиции в хладагент и узел транспортирования, выполненный с возможностью отделения таблеток от хладагента и перемещения таблеток в сборник. Распределительное устройство содержит кожух и распределительный узел, содержащий оболочку, образующую внутреннюю камеру, впускной канал для подачи фармацевтической композиции во внутреннюю камеру и множество распределительных каналов для подачи фармацевтической композиции в хладагент в кювете и формирования таблеток. Распределительные каналы образуют первый и второй ряды, расположенные перпендикулярно относительно потока хладагента и под углом к вертикали, причем каналы первого ряда расположены под противоположными углами относительно каналов второго ряда. Группа изобретений относится также к распределительному устройству и способу криотаблетирования. Группа изобретений обеспечивает равномерное распределение таблеток по размерам и минимизацию потерь продукта при обработке. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области, связанной с гранулированием жидких материалов с твердыми включениями и представляет собой гранулятор, состоящий из вращающегося перфорированного полого корпуса, в котором расстояние между поясами отверстий в оболочке δ выбирают по соотношению δ=(1,0÷2,5)RωR/υg, где R - радиус оболочки гранулятора, ωR - радиальная составляющая скорости движения суспензии, υg - скорость осаждения частиц суспензии в поле силы тяжести; во внутренней стенке оболочки гранулятор включает винтовую нисходящую проточку, нормальное к ее оси сечение является равносторонним треугольником, основанием которого служит внутренняя поверхность оболочки гранулятора, а высота ξ выбирается по соотношению: , где µc, ρс - коэффициент динамической вязкости и плотность суспензии соответственно, υ - линейная скорость движения суспензии на внутренней поверхности стенки гранулятора, шаг Δ нисходящей винтовой проточки выбирается по соотношению: Δ=(0,5÷1)2πδωR/υ, а толщина боковой стенки отверстия выбирается по соотношению: h=(0,4÷1,0)dω/υ, где h - толщина боковой стенки отверстия, d - диаметр отверстия в рабочей стенке гранулятора, ω - радиальная составляющая скорости движения суспензии в отверстии оболочки. Изобретение обеспечивает исключение возможности повышения концентрации твердых частиц в суспензии по мере приближения к дну гранулятора, возможности забивания отверстий диспергатора твердыми частицами суспензии, откладывающимися на стенке отверстия в направлении, противоположном направлению вращения корпуса гранулятора. 2 табл.
Наверх