CS213831B1 - Způsob regulace průtoku pseudoplastických suspenzí lokálním vibračním ztekucením a oscilační regulátor průtoku provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob regglace průtoku pseudoplastických suspenzí lokální· vibračním ztekucením a zařízení k provádění tohoto způsobu. Způsob regulace průtoku paeudoplaatických suspenzí lokálním vibračním ztekucením spočívá v tom, že pseudoplastická suspenze protéká oscilujícím Škrticím orgánem o pevné frekvenci v rozmezí 2 až 500 Hz a měnitelné amplitudě v rozsahu 0,05 až 20 mm, přičemž regulovaná oblast amplitud leží pod maximální nezní hodnotou při které je daná pseudoplastická suspenze úplně ztekucena na konstantní zdánlivou viskositu, nezávislou na dalěía zvyěování intenzity oscilací» Oscilační regulátor k prováděni tohoto způsobu sestává z oscilačniho Škrtícího orgánu tvořeného permanentním magnetem uloženým v tělese armatury mezi dvojici pružin a aelenoidu pevně spojeného a tělesem armatury. Oscilační Škrtící orgán má prostřednictvím představitelné kuželky nastavitelný průtočný průřez» Konstrukce oscilačniho regulátoru je podrobné popsána v popisu vynálezu a jeho použiti v příkladu provedení»

Description

Vynélez se týká způsobu regulace průtoku peeudoplastických suspenzi lokálním vibračním ztekucením a zařízení k provádění tohoto způsobu·

Regulace průtoku prostým Skrčením, tj. zmenSením průtočného průřezu Škrticího orgánu, např. ventilu, kohoutu, atp., naráží u peeudoplastických suspenzí na ύνβ závažná obtíže· Prvou z nich je usazování částic dispergovaná fáze na činných plochách Škrticího orgánu, což činí Skrčení nereprodukovatelným a proto nevhodným pro dálková ovládání průtoku nebo pro nastavováni průtoku bez jeho současného měření. Druhou obtíží je neobvykle vysoká citlivost průtoku peeudoplastických suspenzí na malá změny tlakové diference a průtočného průřezu, která je příčinou nestability nastavovaného průtoku prostým Skrčením při dálková regulaci· Tato citlivost vyplývá z úměry Q * kj^^d^*^“, kde Q - objemový průtok, P - tla ková diference, d- hydraulický průměr Škrticího orgánu, a kde index toku' n, charakterizující pseudoplastická vlastnosti suspenzí, je číslo mnohem menSí než jedna· Vzhledem k těmto potížím bývá v technologických procesech konstantní průtok suspenzi zajlSloVán jinými, podstatně dražSíml způsoby, např. dávkováním objemovými čerpadly.

Reprodukovatelnáho a stabilizovaného nastaveni průtoku pseudoplastlckých suspenzí Skrčením lze dosáhnout podle vynálezu, jehož podstatou je uvádění Škrticího orgánu do oacllačního pohybu o regulovaná amplitudě nebo frekvenci při daném nastavení průtočného průřezu. Jevem, kterého vynález využívá, je silná závislost zdánlivá viskozity pseudoplastlckých kapalin na superponovaných střihových oscilacích, která jsou v kapalině generovány periodickým pohybem ěkrtielho orgánu. Kvantitativně jsou zákonitosti tohoto jevu popsány např. v práci Sobolík V·, Vein 0·, llitechka P. J Chem. Prům. 51 y 174 ((19T9)>. Při dostatečně energických oscilacích js zdánlivá viskozita v Širokých mezích nezávislá na tlaková diferenci P, tj. průtok je úměrný součinu tlaková diference a čtvrtá mocniny hydraulického poloměru,

Q » kgP d^ » Tato závislost průtoku na tlaková diferenci a průtočném průřezu je relativně slabá ve srovnáni s případem neoscilujícího Škrticího orgánu, což přispívá ke stabilitě regulace průtoku podle vynálezu* DalSím příznivým efektem je samočiStění oscilujícího ěkrtielho orgánu od nánosů dispergovaná fáze nebo hrubých částic, obsažených v suspenzi·

Podstatou vynálezu je tedy způsob regulace průtoku peeudoplastických suspenzí lokálním vibračním ztekucením, při němž pseudoplastická suspenze protéká oecilujlelm Škrticím orgánem o pevná frekvenci v rozmezí 2 až 500 Hz a měnitelné amplitudě v rozsahu 0,05 až 20 mm, přičemž regulovaná oblast amplitud leží pod maximální mezní hodnotou, při která je daná pseudoplastická suspenze úplně ztekucena na konstantní zdánlivou viskozitu, nezávislou na dalěím zvyBovánl intenzity oscilací· K popsanému způsobu regulace ae používá oscilační regulátor průtoku, sestávající z osciladního ěkrtielho orgánu tvořeného permanentním magnetem uloženým v tělese armatury mezi dvojici pružin a solenoidu pevně spojeného β tělesem armatury. Oscilační Škrticí orgán může mít prostřednictvím představitelná kuželky nastavitelný průtočný průřez·

Na připojených výkresech, obr. 1, obr. 2 a obr. 3 jsou znázorněny tři různá příklady provedení oecilačnlch regulátorů podle vynálezu, na obr. 4 jsou ukázány regulační charakteristiky oscilačního regulátoru pro konkrétní příklad pseudoplastická suspenze.

213 831

Nejjednoduššín provedením oecilačního regulátoru o neproměnném průtočném průřezu, víz obr. 1, je vertikální výtoková trubka 11, připojená k nádrži 1£ pružným spojením 1£ a spojená se zdrojem lg vibrací. Jiná provedení je znázorněno na obr. 2, kde škrticí orgán 1 je uložen v tělese armatury 2 na dvojici pružin £, £*a naháněn elektromagneticky, solenoidem £. Modifikace tohoto provedení a přeétavitelnou kuželkou J> je znázorněna na obr. 3» Na obr. 4 jaou znázorněny dynamická charakteristiky 21. gg a regulační charakteristiky 21» 25-, e * objemový průtok výtokovou trubkou, P - tlaková diference, a - amplituda oscilací výtoková trubky.

Příklad 1

Pro 30 ffní pseudoplastickou suspenzi kaolinu ve vodě o hustotě 1280 kg m”^, indexu toku n « 0,21 a koeficientu konzistence K » 24 Pa sⁿbyly zjištěny dynamické a regulační charakteristiky při toku trubkou o dálce 222,5 mm a vnitřním průměru 3,77 mm, podélně oscilující pevnou frekvencí 50 Bz a nastavitelnou amplitudou, g. Uspořádání toku je schematicky znázorněno na obr. 1. Dynamická charakteristiky toku jeou na obr. 4 znázorněny závislostí gl pro tok nehybnou trubkou a závislostí £2 pro tok trubkou oscilující amplitudou g » 0,8 mm. Regulační charakteristiky jsou znázorněny na obr. 4 závislostmi 2£ resp. 2£ resp» 25 pro tlakovou diferenci P · 8,4 resp· 4,7 resp. 1,2 kPa. Linearita regulačních charakteristik zajišluje dobrá regulační schopnosti oscilačního regulátoru v plném rozsahu průtoků od 0 do 2.10“® m^a“^ při tlakových diferencích od 0 do 20 kPa.

Příklad 2

Kompaktní provedeni oecilačního regulátoru, který lze vřazovat do potrubí, je znázorněno na obr. 2. Škrticí orgán 1, který je proveden jako permanentní magnet, je poháněn solenoidem £, buzeným střídavým proudem regulovaného napětí. K zajištění správná funkce oecilačního regulátoru je třeba tlumený oscilátor, tvořený škrticím orgánem 1, dvojicí pružin J, £*a kapalinou v bezprostředním okolí Škrticího orgánu 1, mechanicky doladit vhod nou volbou hmotnosti škrticího orgánu 1 nebo tuhostí dvojice pružin £, Druhou možností, která je však méně praktická, je budit oscilace škrticího orgánu 1 proudem o frekvenci jiná než 50 Hz, volená tak, aby odpovídala frekvenci vlastních kmitů tlumeného oscilátoru. Příklad 3

Pokud je oscilační regulátor zařazen jako samostatný člen v delším potrubí, je k dosažení uspokojující regulační charakteristiky nezbytné, aby se tlakové ztráta na oscilačním regulátoru pohybovala v jisté optimální oblasti, která závisí na celková struktuře potrubní šitá. K nastavení žádaná úrovně tlaková ztráty lze oscilační regulátor opatřit přestavitelnou kuželkou £ podle obr. 3» Uspořádání podle obr. 3 lze využít i k regulaci průtoku přestavováním přeetavitelná kuželky g_přlfixovaná úrovni oscilací škrticího orgánu 1.

Claims (3)

1. P S E D Μ £ I VYNÁLEZU

   1. Způsob regulace průtoku pseudoplastických suspenzí lokálním vibračním ztekucením vyznačený tlm, že pseudoplastické suspenze protéká oscilujícím škrticím orgánem o pevná frekvenci v rozmezí 2 až 500 Hz a měnitelná amplitudě v rozsahu 0,05 až 20 mm, přičemž regulo3

   213 831 váná oblast amplitud leží pod maximální mezní hodnotou, při která je daná pseudoplastic· ká suspenze úplná ztekučena na konstantní zdánlivou viakozitu, nezávislou na dalSia zvy Sování intenzity oscilací.
2. 2. OscllaČní regulátor průtoku k provádění způsobu podle bodu 1 vyznačený tím, že sestává z oscilaSnlho Škrticího orgánu (1) tvořeného permanentním magnetem uloženým v tělese armatury (2) mezi dvojicí pružin (3,3Í a solenoidu Ufepevně spojeného β tělesem armatury (2).
3. 3. Oscilačnl regulátor průtoku podle bodu 2 vyznačená tim, že oscilační Škrticí orgán (1) má prostřednictvím přestsvitelná kuželky (5)) nastavitelný průtočný průřez·