Колонка для активации связующих материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (! 1) 737lol

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.78 (21) 2562996/22-02 (51) Ч.Кл г В 22 С 5/00

В 03 С!/00 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень М 20 (451 Дата опубликования описания 30.05.80

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.742.5.06 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ю. П. Ледян и Д. М. Кукуй

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) КОЛОИКА ДЛЯ АКТИВАЦИИ СВЯЗУЮЩИХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано в смесеприготовительных отделениях.

Известно устройство для активации сточных вод, состоящее из корпуса, внутри которого помещена система электродов, выполняющих роль анода, и перпендикулярно к ням расположенного катода II).

Устройство не может быть использовано для электроактивации связующих материалов, так как конструкция и расположение электродов не позволяют обрабатывать весь объем раствора электрическим полем.

Прототипом служит устройство для активации связующих электрическим полем, состоящее из диэлектрического корпуса круглого сечения, в торцах которого установлены металлические электроды, подклю.енные к источнику напряжения. Связующий материал подвергается электроактиваци и между этими параллельно расположенными электродами (2).

Устройство не позволяет полностью использовать вяжущие свойства связующих материалов, так как оптимальные режимы электроактивации зависят от плотности связующего, его химического состава а ряда других факторов, которые значительно отличаются у различных партий связующего.

Для определения же оптимальной напряженности поля необходимо псследовать каж дую партию связующего и изменять напряжения на электродах, что весьма сложно и трудоемко осуществлять в производственных условиях. Кроме того, устройство позволяет обрабатывать лишь ограниченный объем связующего и поэтому не может быть применено в литейных цехах, так как не обеспечивает непрерывную активацию поступающего в смеситель связующего материала.

Целью изобретения является повышение эффективности .и стабильности электроактивации связующих материалов, Это достигается тем, что корпус колонки, служащий катодом, выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого концентрически установлен вращаемый иеталличесюий анод, вдоль про20 дольной оси которого расположен диэлектрический скребок, рабочая поверхность которого повторяет очертания наружной поверхности анода, закрепленного в корпусе при помощи торцовых крышек, изготовленных из диэлектрического материала (например, текстолита). Пр и этом анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями.

На фиг. 1 изображена колонка, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, попереч737101

65 cterrmtTY&rn. ое сечение; на фиг. 3 — лустотелый вращающийся металлический анод, продольное сечение; на фиг. 4 — пустотелый металлический корпус, продольное сечение.

Колонка состоит из полого цилиндрического металличесчого корпуса 1, внутри которого концентрически установлен вращаюIII!HHcH металлический анод 2, подключенный к источнику питания 8 при помощи коллектора. Анод представляет собой тело вращения, состоящее из усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями, и наружная поверхность анода в предельном сечении образует пилообразную ломаную линию.

Анод 2 состоит из одинаковых звеньев д пиной 60 — 100 мм, образованных двумя усеченными конусами, соединенных большими основаниями. Высота большего конуса составляет 40 — 60 мм, а меньшего. 20—

40 л<м. Звенья анода соединены друг с другом меньшими основаниями конусов.

Внутрен корпуса расположен диэлектрический скребок 4,,рабочая поверхность которого повторяет очертания наружной поверхности анода и плотно к нему прилегает.

Скребок служит для удаления продуктов электролиза (при работе на постоянном токе) с анода.

Торцы колонки закрыты специальными крышками 5, изготовленными из диэлектрического материала.

B крышках установлены подшипники б, служащие для вращения анода. В верхней и нижней частях корпуса .расположены штуцеры 7 и 8 для подачи и выпуска связующего матер|иала. Вращение анода осуществляется электродвигателем. Длина рабочей зоны колонки составляет 800—

1000 мм. Количество конусов анода определяется геометрическими параметрами колонки. Минимальное расстояние между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью анода составляет 10—

15 мм, а ма ксимальное 40 — 50 мм. При работе на высокйх напряжениях электрического поля для предотвращения разогрева связующего материала как внутренний вращающийся анод (см. фиг. 3) так и корпус (см. фиг. 4) выполняются пустотелыми и охлаждаются проточной водой.

Работает устройство следующим образом.

Выключают напряжение, подаваемое на анод и электродвигатель, который приводит его во вращение. Скорость вращения анода составляет 10 — 20 об/мик. Для обеспечения безопасности работы с колонкой корпус ее заземлен и находится над нулевым потенциалом. В силу этого между анодом 2 и корпусом 1 возникает разность потенциалов, необходимая для электроак5

l5

Связующее движется через колонку, прои этом совмещается процесс электроактивации с транспортной операцией.

Благодаря тому, что вращающийся анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями, величина напряженности электрического поля вдоль оси колонки периодически изменяется так же, как изменяется скорость перемещения связующего материала. Так, при подаче разности потенциалов на электроды (корпус и внутренний электрод) 100 В в самом широком сечении колонки напряженность составляет 20 — 25 В/сл, а в самом узком 60 — 100 В/см, скорость движения в этих местах соответственно 0,4 л /с,и

С,1 м, с.

Использование постоянного электриче ского поля для активации связующего связано с протеканием электродных реакций с быстрым зарастанием анода продуктами этих реакций, что приводит к резкому снижению эффективности процесса.

Применение же вращающегося анода 2 в сочетании со скребком 4, плотно прилегаю щим к аноду и повторяющим очертания его наружной поверхности, позволяет удалять осадок с анода в процессе обработки связующего и стабилизировать таким образом процесс электроакпивации. Осадок уносится из рабочей полости колонки потоком связующего.

При обработке связующего УКС-Л (у=1,20 г/см ) в известной колонке с плоскими электродами оптимальная напряженность постоянного электрического поля составляет 60 В/см, а при увеличении плотности до 1,30 г/смз оптимум напряженности возрастет до 110 В/см. При этом стабильность электроа ктивации наблюдается только в течение 60 — 90 мин работы колонки, а затем по мере зарастания осадком анода эффективность обработки резко падает.

Предлагаемая колонка позволяет обрабатывать связующее УКС-Л при колебании его плотности от 1,20 гlсм до 1,30 гlсм без какого-либо изменения режима работы колонки, т. е. без изменения величины напряжения, подаваемого на электроды (110 —

120 В). При этом происходит максималь ный прирост технологических свойств связую щего, а эффективность электроактивации почти не уменьшается при многосуточной непрерывной работе колонки.

Применение известной колонки с плос кимп электродами вызывает необходимость в изменении режима работы колонки в случае колебания плотности или ка коголибо иного исходного свойства связующего вещества, так как напряженность электрического поля в известной колонке является велич иной постоянной в любом ее сечении. Кроме того, необходимо эксперим нтяльное опоепеление величины опти737101

Фиг,2

4 мальной напряженности для каждой новой партии связующего.

В предлагаемой колонке необходимость в такого рода экспериментальном исследо. ванин отпадает, так как величина напряженности внутри этой колонки не является постоянной и значения ее выбираются с таким расчетом, что все возможные колебания оптимального значения напряженности поля (т. е. напряженности, при которой осуществляется наиболее эффективная активация связующего) не превышают перепада величин напряженности по сечению колонки.

Предлагаемая колонка позволяет полностью использовать все возможности электроактивации связующих материалов вне зависимости от их плотностм, химического состава, .исходных свойств и может быть использована на предприятиях лесотехнической промышленности и промышленности строительных материалов, там, где используются синтетические смолы.

Формула изобретения

1. Колонка для активации связующих материалов, включающая корпус и активирующую систему, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности электроактявации связующих материалов, корпус, служащий катодом, выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого концентрически установлен вращаемый металлический анод, вдоль продольной оси которого расположен диэлектрический скребок, рабочая поверхность которого повторяет очертание наружной поверхности анода, закрепленного в корпусе при помощи торцовых крышек, изготовленных из диэлектрического материала.

2. Колонка по п. 1, отличающаяся тем, что анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями.

20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Грановский И. Г. и др. Электрообработка жидкостей. «Химия», 1976, с. 193, 2. Токарев А. И. и Беляев А. И. Обработка связующих магнитным полем и электрическим током. — Литейное производство, № 3, 1973.

737101

Фиг. S

Составитель А. Минаев

Техред В. Серякова

Редактор Д. Павлова

Корректор И. Осиновская

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 561/705 Изд. № 304 Тираж 889 Поди пснп

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5