EA008992B1 - Система и способ пульверизации и экстракции влаги - Google Patents

Abstract

В изобретении предлагается система, в которой поступающий через впускную трубу материал проходит через трубку Вентури и подвергается пульверизации. Материал, когда он подвергается пульверизации, дополнительно подвергается экстракции влаги и сушке. Генератор воздушного потока, соединенный с трубкой Вентури, создает имеющий высокую скорость воздушный поток, который проталкивает материал через трубку Вентури и направляет его во впускное отверстие генератора воздушного потока. Генератор воздушного потока направляет полученный пульверизированный материал на выпуск, где затем материал может быть отделен от воздуха. Датчик акустической эмиссии принимает резонансные частоты, возбуждаемые материалом, проходящим через генератор воздушного потока. Резонансные частоты отражают скорость потока материала, которая может быть подстроена, чтобы избежать ситуации перегрузки. Автоматическая система соединена с осью вращения генератора воздушного потока для обеспечения балансировки, что повышает эффективность и исключает кавитацию.

Description

Область применения изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к технологиям обработки материалов, для их пульверизации (распыления) и экстракции (удаления) влаги из них.

Предпосылки к созданию изобретения

В различных отраслях промышленности требуется проведение трудоемких работ по измельчению материалов в мелкие частицы и даже в тонкоизмельченный порошок. Например, на электростанциях требуется измельчать куски угля в порошок перед его сгоранием в топках для выработки электроэнергии. В большинстве областей применения также необходимо измельчать в порошок известняк, мел и многие другие минералы. Дробление твердых материалов и размалывание их в порошок является трудоемким механическим процессом. Обычно для этого используют шаровые мельницы, молотковые дробилки и другие механические устройства, которые за счет удара дробят куски материала. Эти системы, несмотря на то, что их широко применяют, являются неэффективными и обеспечивают относительно низкую скорость обработки.

В различных отраслях промышленности дополнительно требуется осуществлять экстракцию влаги из самых разных материалов. При обработке пищевых продуктов, обработке сточных вод, при уборке урожая, в горном деле и во многих других отраслях промышленности требуется осуществлять экстракцию влаги. В некоторых отраслях промышленности материалы приходится направлять в отходы, так как экстракция влаги не может быть осуществлена эффективно. Однако эти материалы, если бы можно было их эффективно высушить, могли бы принести коммерческую выгоду. В других отраслях народного хозяйства, таких как переработка отходов, удаление воды (обезвоживание) является предметом особой озабоченности, причем существует острая необходимость в разработке усовершенствованных процессов обезвоживания. Несмотря на то, что известны различные технологии обезвоживания материалов, существует возрастающая необходимость в повышении эффективности экстракции влаги.

Таким образом, прогресс в данной области техники связан с созданием более эффективных процессов пульверизации материалов и экстракции влаги из материалов. Именно такие технологии раскрыты в настоящем изобретении.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид сбоку одного из вариантов системы пульверизации в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 - вид сверху системы пульверизации, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 - вид сбоку в разрезе трубки Вентури системы пульверизации, когда трубка Вентури принимает материал;

на фиг. 4 - вид сбоку, где можно видеть альтернативный вариант системы пульверизации в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 5 - вид сверху системы пульверизации, показанной на фиг. 4;

на фиг. 6 - вид в перспективе, где можно видеть кожух воздушного генератора и выпускные ограничители;

на фиг. 7 - поперечное сечение первого варианта кожуха воздушного генератора;

на фиг. 8 - поперечное сечение трубки Вентури и калибратора горловины;

на фиг. 9 - блок-схема, где можно видеть компоненты альтернативного варианта системы пульверизации;

на фиг. 10 - блок-схема, где можно видеть альтернативный вариант системы пульверизации в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 11 - вид в перспективе первого варианта генератора воздушного потока, подходящего для использования с системой (в системе) в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 12 - поперечное сечение участка генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 13 - вид сверху внутреннего участка генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 14 А - вид сверху задней кромки лопатки генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 14В показан вид сверху альтернативного варианта задней кромки лопатки генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11.

на фиг. 15 А -вид в перспективе участка генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 15В - вид в перспективе участка альтернативного варианта генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 16 - вид сбоку лопатки генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 17 - сечение лопатки, показанной на фиг. 16;

на фиг. 18 - вид в перспективе участка генератора воздушного потока, показанного на фиг. 11;

на фиг. 19 - вид сбоку альтернативного варианта системы пульверизации в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 20 - вид сбоку, где можно видеть альтернативный вариант системы пульверизации в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 21 - вид сбоку, где можно видеть альтернативный вариант системы пульверизации в соот

- 1 008992 ветствии с настоящим изобретением;

на фиг. 22 - поперечное сечение альтернативного варианта кожуха воздушного генератора;

на фиг. 23 - вид в перспективе варианта кожуха, оси и балансира;

на фиг. 24А - схема, поясняющая положение компенсирующих грузов относительно точки дисбаланса;

на фиг. 24В - другая схема, поясняющая положение компенсирующих грузов относительно точки дисбаланса;

на фиг. 25А - еще одна схема, поясняющая положение компенсирующих грузов относительно точки дисбаланса;

на фиг. 25В - еще одна схема, поясняющая положение компенсирующих грузов относительно точки дисбаланса;

на фиг. 26А - вид в перспективе балансира относительно вращающейся массы;

на фиг. 26В - другой вид в перспективе балансира относительно вращающейся массы;

на фиг. 27 - поперечное сечение первого варианта внутреннего балансира, расположенного внутри оси;

на фиг. 28 - поперечное сечение первого варианта компенсирующих грузов внутри внутреннего балансира, показанного на фиг. 27;

на фиг. 29 - вид в перспективе первого варианта кольцевого балансира;

на фиг. 30 - поперечное сечение первого варианта компенсирующих грузов внутри кольцевого балансира, показанного на фиг. 29.

Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1 и 2, на которых показана система 10 пульверизации (распыления материала) и экстракции (удаления) влаги, которая содержит впускную трубу 12. Впускная труба 12 имеет первый конец 14, который имеет связь со свободным пространством, и противоположный, второй конец 16, который соединен с трубкой Вентури 18. Несмотря на то, что описание проведено со ссылкой на трубы, специалисты легко поймут, что все такие элементы могут иметь круглую, прямоугольную, шестиугольную и другую форму поперечного сечения. Как правило, круглые поперечные сечения являются желательными, чтобы облегчить изготовление и эксплуатацию, однако настоящее изобретение не ограничивается таким видом его осуществления.

Впускная труба 12 создает некоторое расстояние до трубки Вентури 18, на котором материал может ускоряться до требуемой скорости. Фильтр (не показан) может быть установлен так, чтобы закрывать первый конец 14 и исключать поступление посторонних частиц в систему 10. Впускная труба 12 дополнительно содержит продолговатое отверстие 20 на своей верхней части, позволяющее иметь связь с открытым нижним концом бункера 22. Бункер 22 открыт на своем верхнем конце 24 для приема материалов. В альтернативном варианте систем 10 не имеет бункера 10 и материал просто вводится в продолговатое отверстие 20 при помощи различных известных методов.

Трубка Вентури 18 содержит сходящийся участок 26, соединенный с впускной трубой 12. Сходящийся участок 26 имеет постепенно уменьшающийся диаметр, от диаметра впускной трубы 12 до меньшего диаметра, чем диаметр впускной трубы 12. Трубка Вентури 18 дополнительно содержит горловину 28 с постоянным диаметром, который меньше диаметра впускной трубы 12. Трубка Вентури 18 дополнительно содержит также расходящийся участок 30, который соединен с горловиной 28 и имеет постепенно увеличивающийся диаметр в направлении воздушного потока. Расходящийся участок 30 может быть соединен с горловиной 28 за счет совместного литья, резьбового соединения или при помощи других известных средств соединения. Сходящийся участок 26 может иметь большую длину, чем расходящийся участок 30, как это показано на фиг. 1 и 2.

Трубка Вентури 18 имеет связь с генератором 32 воздушного потока, который создает воздушный поток, протекающий от первого конца 14, через впускную трубу 12, через трубку Вентури 18 и в генератор 32 воздушного потока. Скорость созданного воздушного потока может лежать в диапазоне от 350 миль в час до сверхзвуковой. Скорость воздушного потока будет выше в трубке Вентури 18, чем во впускной трубе 12. Генератор 32 воздушного потока может быть выполнен в виде вентилятора, насоса, гибрида турбины и вентилятора, пневматической системы всасывания или другого подходящего устройства создания воздушного потока с высокой скоростью.

Генератор 32 воздушного потока имеет привод от двигателя 34. Приводной двигатель 34 соединен с осью 33 при помощи известных средств. Ось 33 входит в зацепление с генератором 32 воздушного потока, чтобы создавать его вращение. Мощность приводного двигателя 34 может варьировать в широких пределах, например, от 15 л.с. до 1000 л.с., и зависит от параметров обрабатываемого материала, скорости потока материала и размеров генератора воздушного потока. Таким образом, этот диапазон приведен только для пояснения и система 10 может быть более мощной или менее мощной. Самая мощная система 10 может быть использована при переработке городских отходов, в то время как менее мощная система 10 может быть использована при обработке сточных вод на борту океанского лайнера.

Генератор 32 воздушного потока содержит множество идущих в радиальном направлении лопаток, которые вращаются для создания воздушного потока с высокой скоростью. Генератор 32 воздушного

- 2 008992 потока расположен внутри кожуха 35, который имеет выпуск 36 кожуха, через который выходит поступивший воздух. Кожух 35 связан с трубкой Вентури 18 и имеет впускное отверстие (не показано) кожуха, которое обеспечивает связь между трубкой Вентури 18 и внутренней частью кожуха 35. Между лопатками имеются идущие радиально каналы, через которые воздух проходит к выпуску 36 кожуха на его периметре, позволяющему выходить пульверизированному материалу. Один вариант генератора 32 воздушного потока, подходящий для использования в соответствии с настоящим изобретением, обсуждается далее более подробно со ссылкой на фиг. 11-18.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 3, на которой показан вид сбоку в разрезе трубки Вентури, поясняющий работу трубки Вентури 18 во время операции пульверизации. В рабочем состоянии, материал 38 вводят во впускную трубу 12 при помощи любого средства транспортирования. Материал 38 может быть твердым или полутвердым. Генератор 32 воздушного потока создает воздушный поток (со скоростью) в диапазоне от 350 миль в час до сверхзвуковой скорости, который протекает через впускную трубу 12 и через трубку Вентури 18. В трубке Вентури 18 скорость воздушного потока существенно возрастает. Материал 38 приводится в движение через трубку Вентури 18 за счет имеющего высокую скорость воздушного потока. Материал 38 имеет меньший диаметр, чем внутренний диаметр впускной трубы 12, и существует зазор между внутренней поверхностью впускной трубы 12 и материалом 38.

Когда материал 38 входит в сходящийся участок 26, зазор становится уже и в конечном счете материал 38 вызывает существенное уменьшение площади сходящегося участка 26, через которую может протекать воздух. Ударная волна 40 рекомпрессии (повторного сжатия) следует за материалом, а носовая ударная волна 42 возникает перед материалом 38. В том месте, где сходящийся участок 26 сливается с горловиной 28, возникает стоячая ударная волна 44. Эти ударные волны 40, 42, 44 воздействуют на материал 38 и приводят к его пульверизации и к экстракции влаги из материала. Распыленный материал 45 продолжает движение через трубку Вентури 18 и выходит в генератор 32 воздушного потока.

Уменьшение размеров частиц материала зависит от свойств пульверизируемого материала и размеров системы 10. За счет повышения скорости воздушного потока, можно усилить пульверизацию и уменьшение размеров частиц для некоторых материалов. Таким образом, система 10 позволяет пользователю выбирать желательные размеры частиц за счет изменения скорости воздушного потока.

Система 10 имеет особое применение при пульверизации твердых материалов в тонко дисперсную пыль. Система 10 имеет дополнительно применение при экстракции влаги из полутвердых материалов, таких как городские отходы, бумажная пульпа, отходы животных побочных продуктов, мякоть плодов, и т.д. Система 10 может быть использована в широком диапазоне торговых и промышленных применений.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 4 и 5, на которых показан альтернативный вариант системы 100 в соответствии с настоящим изобретением, предназначенной для экстракции влаги из различных материалов. Система 100 может иметь смеситель 102 для смешивания материалов на стадии предварительной обработки. Необработанный материал может содержать полимеры, которые стремятся образовать гранулы материала. Образованные за счет полимеров гранулы повышенного размера мешают измельчению материала в порошковую форму.

Наличие полимеров является типичным для городских отходов, так как полимеры специально вводят во время обработки сточных вод, чтобы объединять частицы отходов. Обработку отходов производят на ленточном прессе, в результате чего получают главным образом полутвердый материал. В некоторых процессах материал может быть ориентировочно на 15-20% твердым, а остаток представляет собой влагу.

На стадии предварительной обработки, сушильный агент смешивают с необработанным материалом, чтобы разрушить полимеры и гранулы материала. Следует иметь в виду, что не полимеризированные продукты могут быть обработаны без такого смешивания. Необработанный материал вводят в смеситель 102, в котором материал смешивается с заданным количеством сушильного агента. Сушильный агент может быть выбран из группы, в которую входят аттапульгит, уголь, известь и другие подобные агенты. Сушильный агент может также представлять собой пульверизированный и высушенный исходный материал. Смеситель 102 перемешивает материал с сушильным агентом, чтобы получить соответствующее содержание влаги и соответствующий размер гранул.

Полученный материал перемещают из смесителя 102 в бункер 22 при помощи любого подходящего средства 104 транспортирования, такого как ленточный конвейер, винтовой конвейер, экструдер или другие моторизованные устройства. В показанном варианте, средство 104 транспортирования представляет собой горочный путь (наклонный желоб), позволяющий самотеком подавать сырой материал в бункер 22. Средство 104 транспортирования расположено ниже регулятора 106 потока, установленного на нижнем участке смесителя 102.

В альтернативном варианте, бункер 22 может быть исключен и материал может поступать непосредственно в продолговатое отверстие 20 впускной трубы 12. Бункер 22 представляет собой только одно из возможных устройств, которые могут быть использованы для подвода материала к впускной трубе 12. Могут быть использованы подходящие средства транспортирования других типов, также как и ввод вручную.

Один или несколько датчиков 108 могут контролировать скорость потока материала, проходящего

- 3 008992 от смесителя 102 к впускной трубе 12. Датчик 108 имеет связь с центральным процессором 110, чтобы регулировать скорость потока. Датчик 108 может быть расположен в непосредственной близости от средства 104 транспортирования, в непосредственной близости от бункера 22, внутри бункера 22, или даже между бункером 22 и продолговатым отверстием 20, чтобы контролировать скорость потока материала. Центральный процессор 110 имеет связь с регулятором 106 потока, чтобы увеличивать или уменьшать скорость потока необходимым образом. Могут быть использованы также и альтернативные способы контроля и регулировки скорости потока, в том числе визуальный контроль и регулировка вручную регулятора 106 потока.

Бункер 22 получает материал и подает материал в продолговатое отверстие 20 впускной трубы 12. Продолговатое отверстие 20 может иметь ширину 4 или меньше и длину 5, чтобы поддерживать приемлемую скорость подачи для некоторых применений. Длина впускной трубы 12 от продолговатого отверстия 20 до трубки Вентури 18 может составлять от 24 (610 мм) до 72 (1830 мм) или больше, и зависит от свойств обрабатываемого материала и скорости потока. Специалисты легко поймут, что приведенные размеры даны только в качестве примера, так как система 10 является масштабируемой.

Воздушный поток выталкивает материал из впускной трубы 12 через трубку Вентури 18. В показанном варианте, первый конец 14 выполнен в виде фланца, сходящегося от диаметра больше, чем диаметр впускной трубы 12, до диаметра впускной трубы. Снабженный фланцем первый конец 14 увеличивает объем воздушного потока, поступающего во впускную трубу 12.

Некоторые варианты системы имеют диаметр горловины трубки Вентури 18 в диапазоне ориентировочно от 1.5 (38 мм) до 6 (152 мм). Диаметр горловины выбирают на основании объема протекающего материала, причем он может превышать указанный выше диапазон. Диаметр горловины трубки Вентури 18 и диаметр впускной трубы 12 являются прямо пропорциональными. В одном из вариантов, для обеспечения нормальной работы, диаметр горловины составляет 2.75, а диаметр впускной трубы составляет 5.5 (139.33 мм). В альтернативном варианте, для обеспечения нормальной работы, диаметр горловины составляет 2.25 (57 мм), а диаметр впускной трубы составляет 4.50 (114 мм). Таким образом, отношение 2 к 1 обеспечивает захват поступающего материала входящим воздушным потоком.

В показанном варианте, расходящаяся секция 30 соединена с кожухом 35 и имеет прямую связь с ним. Конечный диаметр расходящейся секции 30 не обязательно равен диаметру впускной трубы 12. В альтернативном варианте, расходящаяся секция 30 может быть соединена с промежуточным компонентом, таким как цилиндр или труба, ранее соединения с кожухом 35.

Одна или несколько задвижек 111 могут быть предусмотрены на расходящемся участке 30, чтобы подавать дополнительный объем воздуха внутрь кожуха 35 и в генератор 32 воздушного потока. Дополнительный объем воздуха улучшает эксплуатационные параметры генератора 32 воздушного потока. В одном из вариантов, две задвижки 111 расположены на расходящемся участке 30. Система 100 может работать с частично или полностью открытыми задвижками 111. Если материал начинает закупоривать трубку Вентури 18, задвижки 111 могут быть закрыты. Это приводит к тому, что больший объем воздушного потока проходит через трубку Вентури 18, что создает дополнительную силу и проталкивает материал через трубку Вентури 18 и генератор 32 воздушного потока. Задвижки 111 являются регулируемыми и, как это показано на фиг. 4, имеют электрическую связь с центральным процессором 110 для управления. Несмотря на то, что ручное управление задвижками 111 не выходит за рамки настоящего изобретения, компьютеризация существенно упрощает процесс управления.

Трубка Вентури 18 создает точку столкновения между имеющими более высокие скорости ударными волнами и имеющими более низкие скорости ударными волнами. Ударные волны обеспечивают пульверизацию и экстракцию влаги внутри трубки Вентури 18. В рабочем состоянии не наблюдается видимых следов влаги на внутренней поверхности трубки Вентури 18 или в выпуске 36 кожуха. Количество удаленной влаги является достаточным, несмотря на то, что может оставаться остаточное количество влаги. Операция пульверизации дополнительно уменьшает размер частиц материалов. В эксперименте было обнаружено, что некоторые материалы, имеющие диаметр 2 (50 мм) на входе трубки Вентури 18, измельчались в тонкодисперсный порошок диаметром 20 мкм за счет одной операции пульверизации. Уменьшение размера зависит от свойств обрабатываемого материала и числа операций пульверизации. Отделение воды из материала имеет различные применения, такие как обезвоживание материала, и существенно снижает число патогенов.

Настоящее изобретение может иметь особое применение при обработке городских отходов. Операция предварительной обработки с использованием сушильного агента позволяет получить материал отходов, который легко может быть обработан в системе 100. Можно полагать, что процесс пульверизации (и экстракции влаги) существенно уменьшает количество вызывающих заболевания (болезнетворных) патогенов в материале отходов, за счет разрыва их стенки клетки. Вторым источником уменьшения количества патогенов является экстракция влаги. Аналитические данные обработанных городских отходов показывают, что способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет уничтожать большинство общих колиформ (соШогт), фекальных колиформ, С5с11спс1иа сой (кишечная палочка), и других патогенов.

Настоящее изобретение может иметь также особое применение при экстракции влаги из фруктов и

- 4 008992 продуктов растительного происхождения (овощей). В одном из применений система 100 может быть использована для обезвоживания фруктов и овощей, таких как яблоки, апельсины, морковь, нектарины, персики, дыни, томаты и т.п. Экстрагированная влага, которая является относительно гигиенической, может быть конденсирована и повторно использована для получения чистого сока.

В другом применении система 100 может быть использована для пульверизации и экстракции воды из некоторых сельскохозяйственных продуктов, таких как банановые стебли, пальмовая древесина, сахарный тростник, ревень, и т. п. В измельченных банановых стеблях производят отделение волокон и удаление влаги. Существует коммерческое применение, связанное с переводом сельскохозяйственных продуктов из их природного состояния в обезвоженное состояние.

Материал, влага и воздушный поток проходят через генератор 32 воздушного потока и выходят через выпуск 36 кожуха. Выпуск 36 кожуха соединен с выпускной трубой 112, которая подает материал в циклон 114 для разделения материала и воздуха. Диаметр выпускной трубы 112 лежит в диапазоне ориентировочно от 4 (100 мм) до 7 (177 мм). Может потребоваться увеличить этот диапазон для некоторых материалов, таких как аттапульгит или уголь, когда подходящей является 8 (203 мм) выпускная труба 112. Выпускная труба 112 может иметь поперечное сечение различной конфигурации, например, прямоугольной, восьмиугольной, и т.п., причем труба 112 может иметь различные размеры.

Выпускная труба 112 может иметь длину ориентировочно от 12 до 16 футов. Размер диаметра выпускной трубы 112 влияет на степень дополнительной сушки. Большой объем воздуха требуется для дополнительной сушки материалов. Чем быстрее движется воздух в выпускной трубе 112, тем лучше он проходит через материал и лучше удаляет влагу, оставшуюся в материале. Воздух и пар поступают в циклон 114, где воздух и пар отделяются от твердого материала.

Операция пульверизации выделяет теплоту, которая способствует сушке материала. В дополнение к пульверизации, вращение генератора 32 воздушного потока выделяет теплоту. Размеры между кожухом 35 и генератором 32 воздушного потока выбраны так, что во время вращения трение выделяет теплоту. Теплота выходит через выпуск 36 кожуха и выпускную трубу 112 и дополнительно обезвоживает материал, когда материал проходит в циклон 114. Выделенная теплота может быть также достаточна для частичной стерилизации материала в некоторых применениях.

Диаметр выпуска 36 кожуха может быть увеличен или уменьшен для регулировки сопротивления и количества теплоты, проходящей через выпуск 36 кожуха и выпускную трубу 112. Диаметр выпускной трубы 112 и выпуска 36 кожуха влияет на удаление влаги из пульверизированного материала. Регулировка диаметра выпуска дополнительно обсуждается ниже.

Степень пульверизации и экстракции влаги повышается при увеличении воздушного потока, создаваемого генератором 32 воздушного потока. Если производят увеличение или уменьшение воздушного потока, то диаметр выпускной трубы 112 и выпуска 36 кожуха могут быть соответствующим образом увеличены или уменьшены, чтобы обеспечить такое же обезвоживание материала. Таким образом, регулировку воздушного потока и диаметров проводят согласовано по отношению друг к другу, чтобы обеспечить желательное обезвоживание.

Более тяжелые материалы с меньшим содержанием воды, такие как горная порода, требуют меньшей экстракции влаги. Для таких материалов диаметры выпуска 36 кожуха и выпускной трубы 112 могут быть увеличены, так как требуется меньшая степень сушки. Наоборот, при более влажных материалах, диаметры выпуска 36 кожуха и выпускной трубы 112 могут быть уменьшены, чтобы увеличить количество воздуха и теплоты для обеспечения надлежащего обезвоживания материала.

Угол наклона выпускной трубы 112 относительно продольной оси трубки Вентури 18 и генератора 32 воздушного потока также влияет на степень обезвоживания. Угол наклона выпускной трубы может составлять ориентировочно от 25 до 90°, чтобы усилить экстракцию влаги. Материал, проходящий в направлении вверх, задерживается за счет силы тяжести больше, чем воздух. Это позволяет воздуху двигаться быстрее материала, что повышает удаление влаги. Этот угол можно регулировать для увеличения или снижения воздействия на экстракцию влаги. Выпускная труба 112 может быть прямой, как это показано на фиг. 4 сплошной линией, или изогнутой, как показано пунктиром.

Циклон 114 представляет собой хорошо известное устройство для отделения частиц из воздушного потока. Циклон 114 типично содержит отстойную камеру в виде вертикального цилиндра 116. Циклон может быть снабжен тангенциальным впуском, осевым выпуском, периферийной разгрузкой или осевой разгрузкой. Поток воздуха и частицы поступают в цилиндр 116 через впуск 118 и вращаются в вихрях при движении воздушного потока вниз в цилиндре 116. Конусная секция 120 заставляет уменьшаться диаметр вихря, до тех пор, пока не происходит изменение направления газа на обратное и вращение к центру выпуска 122. Частицы центрифугируются в направлении внутренней стенки и накапливаются за счет внутреннего столкновения. Накопленные частицы движутся вниз в газовом пограничном слое и поступают в конусную вершину 124, откуда они выгружаются через воздушный шлюз 126 и поступают в накопительный бункер 128.

В некоторых применениях, система 100 может дополнительно содержать конденсатор 130 для приема воздушного потока из циклона 114. Конденсатор 130 конденсирует пар из воздушного потока в жидкость, которая затем накапливается в баке 132. Выпуск 134 имеет связь с конденсатором 130 и обес

- 5 008992 печивает выход для воздуха. Следует иметь в виду, что конденсатор 130 имеет особое применение при обработке пищевых продуктов. В альтернативном варианте, вместо конденсатора 130 используют альтернативное средство обработки, такое как угольный фильтр и т.п. Легко можно понять, что конденсация или фильтрация зависит от вида материала и конкретного применения. Выпуск 134 может иметь фильтр или может быть подключен к фильтру (не показан), предназначенному для фильтрации остатка, частиц, пара и т. п. из выпускаемого воздуха.

Пропускание материала через систему 100 несколько раз позволяет дополнительно обезвоживать материал и дополнительно уменьшать размер частиц. При обработке городских отходов может потребоваться множество циклов пропускания через систему 100, чтобы достичь желательной степени обезвоживания. В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено использование множества установленных последовательно систем 100, имеющих множество трубок Вентури 18 и обеспечивающих множество операций пульверизации. Это позволяет достичь желательных результатов в одном цикле пропускания через множество установленных последовательно систем 100. Альтернативно, материал может быть обработан и несколько раз в одной и той же системе 100, пока не будут достигнуты желательный размер частиц и степень обезвоживания.

В одном из вариантов осуществления, производят анализ полученного продукта, выходящего из системы 100, чтобы определить размер гранул порошка и/или процент влаги. Если продукт превышает пороговое значение размера и/или процента влаги, то его направляют на один или несколько циклов дополнительной обработки, пока продукт не будет отвечать желательным параметрам.

Настоящее изобретение позволяет осуществлять гомогенизацию различных материалов. Для этого различные материалы совместно вводят во впускную трубу 12, пропускают для обработки через трубку Вентури 18 и подвергают пульверизации. Полученный продукт является перемешанным и гомогенизированным, а также является обезвоженным и имеет уменьшенные размеры частиц.

Особое применение настоящего изобретения предусматривает гомогенизацию материала захоронения отходов с углем. После пульверизации и экстракции воды, комбинированный и гомогенизированный продукт, содержащий отходы и уголь, используют в угольной топке при оптимальных скоростях горения, для получения пара на электростанциях. В этом случае отходы используют скорее для производства энергии, а не для обычного захоронения.

По желанию, материал может быть перемешан в смесителе 102 до проведения пульверизации, или может быть перемешан на промежуточной стадии между операциями пульверизации. Перемешивание материалов позволяет усилить гомогенизацию с некоторыми материалами.

Материалы, перемешанные на стадии предварительной обработки, могут быть пропущены через множество ступеней пульверизации, чтобы обеспечить желательную гомогенизацию. Первый материал может быть пропущен через множество ступеней пульверизации и затем гомогенизирован со вторым материалом. Между ступенями пульверизации, второй материал может быть перемешан с материалом, обработанным на стадии предварительной обработки. Первый и второй материалы затем пропускают через одну или несколько ступеней пульверизации, чтобы получить гомогенизированный, готовый продукт.

В качестве дополнительного примера можно указать, что первый материал может быть пропущен через 3 ступени пульверизации. После третьей ступени пульверизации, может быть введен второй материал и материалы могут быть перемешаны вместе в смесителе 102. До перемешивания, второй материал может быть пропущен через трубку Вентури 18, для пульверизации и желательного уменьшения размера частиц. Первый и второй материалы затем совместно могут быть пропущены через одну или несколько дополнительных ступеней пульверизации, чтобы получить желательное содержание влаги, желательный размер частиц и обеспечить гомогенизацию для промышленного использования.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 6, на которой показан вид в перспективе кожуха 200, который содержит выпуск 202 кожуха. Кожух 200 заключает в себе рабочие компоненты генератора 32 воздушного потока. Кожух 200 показан с вырывом, чтобы можно было увидеть генератор 32 воздушного потока внутри него. Для того, чтобы создать вариацию выходящего потока, ограничитель 204 может быть введен в выпуск 202 кожуха. Ограничитель 204 повышает сопротивление воздушному потоку, а также повышает температуру. Степень сопротивления и скорость воздушного потока выбирают в зависимости от обрабатываемого материала.

Ограничитель 204 содержит горловину (шейку) 206, устанавливаемую внутри выпуска 202 кожуха, и апертуру (окно, отверстие) 208 ограничителя. Апертура 208 ограничителя имеет поперечное сечение, меньшее чем у выпуска 202 кожуха. Апертура 208 ограничителя может быть прямоугольной, круглой, или может иметь другую подходящую форму. Горловина 206 обеспечивает сходящееся течение от поперечного сечения выпуска 202 до окончательного поперечного сечения апертуры 208 ограничителя. Может быть использован ряд ограничителей 204 с различными размерами апертур, чтобы изменять выходящий поток и за счет этого настраивать систему 100 для работы с конкретным материалом.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 7, на которой показано поперечное сечение генератора 32 воздушного потока внутри кожуха 200. Генератор 32 воздушного потока не обязательно должен быть установлен по оси внутри кожуха 200. В одном из вариантов реализации, генератор 32 воздушного пото

- 6 008992 ка содержит отклоняющую пластину 250, которая имеет режущую кромку 252 в непосредственной близости от генератора 32 воздушного потока. Режущая кромка 252 отклоняющей пластины 250 направляет пульверизированный материал в выпуск 202 кожуха. Отклоняющая пластина 250 соединена с внутренней частью кожуха 200 и может быть соединена с внутренней частью выпуска 202 кожуха.

Отклоняющая пластина 250 предотвращает дополнительное вращение пульверизированного материала внутри кожуха 200. Сама по себе, отклоняющая пластина 250 служит в качестве первого средства разделения пульверизированного материала от воздуха, который продолжает вращение внутри кожуха 200. Последующее разделение пульверизированного материала от воздуха происходит в циклоне 14. Если пульверизированный материал продолжает вращение внутри кожуха 200, то пульверизированный материал может накапливаться и в конечном счете закупоривать генератор 32 воздушного потока. Режущая кромка 252 изменяет объем воздушного потока, проходящего через кожух 200.

Расстояние разделения (зазор) режущей кромки 252 отклоняющей пластины 250 от генератора 32 воздушного потока может лежать в диапазоне ориентировочно от 20 тысячных дюйма до 100 тысячных дюйма. Положение отклоняющей пластины 250 также можно регулировать, чтобы увеличивать или уменьшать расстояние разделения от генератора 32 воздушного потока. Регулировка может потребоваться в зависимости от свойств обрабатываемых материалов или для изменения объема воздушного потока. Регулировкой можно управлять при помощи центрального процессора 110, который имеет связь с электромеханическим или пневматическим устройством для перемещения отклоняющей пластины 250. Режущая кромка 252 имеет наклон, который соответствует форме генератора 32 воздушного потока.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 8, на которой показано поперечное сечение трубки Вентури 18 вместе с ограничителем 300 горловины. Ограничитель 300 горловины представляет собой сменный компонент, который при введении устанавливают внутри горловины 28. Ограничитель 300 горловины изменяет эффективный диаметр горловины 28 и повышает скорость воздуха. Изменение диаметра горловины требуется производить в зависимости от свойств материала и желательной степени обезвоживания и уменьшения размера частиц. Таким образом, несмотря на то, что генератор 32 воздушного потока позволяет варьировать воздушный поток, дополнительно желательно изменять диаметр горловины трубки Вентури 18.

Горловина 28 может иметь выступ 302, заподлицо с которым установлена втулка (шейка) 304 ограничителя 300 горловины. Корончатый элемент 306 сопрягается с втулкой 304 и с внутренней поверхностью сходящегося участка 26. Ограничитель 300 горловины 300 содержит втулку 308, соответствующую внутренней поверхности горловины 28 и идущую на большей части длины горловины трубки Вентури, что позволяет изменять поперечное сечение горловины трубки Вентури 18.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 9, на которой показан альтернативный вариант системы 400, которая содержит две ступени 402, 404 пульверизации. При каждом проходе материала через трубку Вентури 18 происходит пульверизация, экстракция влаги и уменьшение размера частиц. Как уже было упомянуто здесь выше, этот процесс может повторяться с использованием единственной трубки Вентури 18 или множества последовательно установленных трубок Вентури 18, пока не будет удалено достаточное количество воды и не будет достигнут желательный размер частиц продукта. Этот процесс может быть продолжен до тех пор, пока не будет достигнуто практически 100% экстракции влаги.

Несмотря на то, что на фиг. 9 показана система 400 с двумя ступенями пульверизации, специалисты легко поймут, что система может иметь 3, 4, 5 и более ступеней. Первая ступень 402 пульверизации аналогична ранее описанной со ссылкой на фиг. 4 и 5. Первая ступень 402 пульверизации содержит бункер 22, смеситель 102, средство 104 транспортирования, регулятор 106 потока, трубку Вентури 18, кожух 35 (с установленным внутри генератором 32 воздушного потока), и выпускную трубу 112. Система 400 может дополнительно иметь регулятор 405 потока в выпускной трубе 112, чтобы регулировать в ней воздушный поток.

Как и в предыдущих вариантах, выпускная труба 112 соединена с циклоном 114, предназначенным для того, чтобы разделять обработанный продукт от воздуха. Система 400 может дополнительно содержать второй циклон 406, принимающий воздух с выпуска 122 первого циклона 114. Второй циклон 406 дополнительно разделяет воздух от остаточных частиц и подает очищенный воздух в конденсатор 130. Первый бак 132 имеет связь со вторым циклоном 406 и служит для приема конденсированной жидкости из конденсатора 130. Выпуск 134 предназначен для выхода воздуха из конденсатора 130 и второго циклона 406. Бункер 408 остатка предназначен для приема остаточных частиц из второго циклона 406.

Частицы, разделенные при помощи первого циклона 114, могут подаваться в бункер 410 с использованием любых подходящих средств транспортирования, в том числе и самотеком. Несмотря на то, что это и не показано на фиг. 9, частицы из обоих первого и второго циклонов 114, 406 могут поступать в бункер 410. Частицы, накопленные в бункере 410, затем подаются на вторую ступень 404 пульверизации. Из бункера 410 частицы поступают во вторую впускную трубу 412, которая соединена со второй трубкой Вентури 414, аналогично соединению в первой ступени 402 пульверизации.

Одна или несколько задвижек 416 предусмотрены во второй трубке Вентури 414, которые имеют электрическую связь с центральным процессором 110. Задвижки 416 работают аналогично описанному здесь ранее со ссылкой на задвижки 111.

- 7 008992

Вторая трубка Вентури 414 имеет связь со вторым генератором воздушного потока (не показан), установленным в кожухе 418. Второй генератор воздушного потока создает имеющий высокую скорость воздушный поток через трубку Вентури 414. Второй кожух 418 связан со второй выпускной трубой 420, которая подает воздух и обработанный материал в третий циклон 422. Вторая выпускная труба 420 имеет угол наклона ориентировочно от 25 до 90° относительно продольной оси второй трубки Вентури 414. Второй регулятор 424 потока предусмотрен внутри второй выпускной трубы 420 и служит для регулировки воздушного потока в ней. Как и первый регулятор 404 потока, второй регулятор 424 потока имеет электрическую связь с центральным процессором 110 для регулирования.

Третий циклон 422 разделяет частицы от воздуха и подает полученный продукт на другое средство 425 транспортирования. Четвертый циклон 426 получает воздух из третьего циклона 422 и дополнительно очищает воздух и удаляет остаточные частицы. Остаточные частицы из четвертого циклона 426 накапливаются в бункере 428 остатка. Четвертый циклон 426 подает воздух во второй конденсатор 430, в котором пар конденсируется в жидкость, которая поступает во второй бак 432. Выпуск 434 связан со вторым конденсатором 430 и служит для выхода воздуха.

Система 400 дополнительно содержит тепловой генератор 436, который подает теплоту через впускные трубы 12, 412 и трубки Вентури 18, 414 для содействия сушке материалов. Добавление теплоты не требуется для экстракции воды и просто используется в соответствии с настоящим изобретением для повышения дополнительного потенциала сушки. Тепловой генератор 436 может иметь связь с бункерами 22, 438 или с впускными трубами 12, 412. Тепловой генератор 436 может быть также использован аналогичным образом в вариантах, показанных на фиг. 1, 2, 4 и 5.

На фиг. 9 показан тепловой генератор 436, который имеет связь с первым клапаном 440 регулирования подачи тепла, который регулирует подачу теплоты в первый бункер 22. Первый клапан 440 регулирования подачи тепла имеет электрическую связь с центральным процессором 110, чтобы регулировать подачу теплоты. Альтернативно, клапан 440 регулирования подачи тепла может иметь ручное управление. Тепловой генератор 436 дополнительно имеет связь со вторым клапаном 442 регулирования подачи тепла, который регулирует подачу теплоты в бункер 438. Нагрев материала во второй ступени 404 пульверизации может быть желателен, в зависимости от вида материала или конкретного применения. Если нагрев является желательным, то бункер 438 получает частицы из первого циклона 114. В противном случае, материал может проходить в бункер 410, как это показано на фиг. 9.

Система 400 может иметь одну или несколько ступеней пульверизации для дополнительного обезвоживания и уменьшения размера частиц. Средство 425 транспортирования позволяет подавать материал назад в смеситель 102 или в бункер 22 для дополнительного пропускания продукта через ступени 402, 404 пульверизации. Второй и четвертый циклоны 406, 426 обеспечивают дополнительную очистку воздуха, однако для некоторых применений связанные с этим дополнительные расходы являются неоправданными. В некоторых видах применения, конденсаторы 130, 430 могут быть исключены или может быть использовано устройство обработки другого типа, такое как фильтр. Задвижки также могут быть использованы или исключены повсюду в системе 400, если это обосновано и предусмотрено в конструкции.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 10, на которой показан альтернативный вариант системы 450 пульверизации и экстракции влаги. Система 450 аналогична системе, показанной на фиг. 4 и 5, и дополнительно содержит второй циклон 406, который имеет связь с первым циклоном 114, бункер 408 остатка, предназначенный для накопления частиц из второго циклона 406, конденсатор 130, который имеет связь со вторым циклоном 406, бак 132, который имеет связь с конденсатором 130, и выпуск 134, соединенный с конденсатором 130. Система 450 дополнительно содержит дивертор (средство отклонения, направления) 452, соединенный с первым циклоном 114.

Дивертор 452 направляет частицы, принятые из первого циклона 114, на первый выпуск 454 или на второй выпуск 456. Первый выпуск 454 соединен со сборником 458, таким как мешок, бункер, бак, и т.п. Второй выпуск 456 соединен с трубой 460 рециркуляции, предназначенной для повторного ввода пульверизированного материала в систему 450. Труба 460 рециркуляции на своем противоположном конце связана с первым концом 14 (впускной трубы). Альтернативно, труба 460 рециркуляции может направлять пульверизируемый материал в бункер 22 или непосредственно в продолговатое отверстие 20.

При работе системы, материал подвергается пульверизации, когда он (первый раз) проходит через систему 450, после чего материал при помощи дивертера 452 вновь направляется для пропускания через систему 450 и подвергается второй операции пульверизации. Это может повторяться по желанию до тех пор, пока не будет получен готовый продукт, который затем при помощи дивертера 452 направляется в сборник 458.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 11, на которой показан вариант генератора 500 воздушного потока, подходящий для использования в соответствии с настоящим изобретением. Различные металлы могут быть использованы для изготовления генератора воздушного потока, в зависимости от вида обрабатываемого материала. Для обработки абразивных материалов может быть использована более твердая легированная сталь. Выбранный материал должен отвечать балансу между прочностью и прогнозируемым износом. Изготовление генератора 500 воздушного потока при помощи технологии литья является

- 8 008992 предпочтительным, причем при помощи сварки создают сложные поверхности и области воздействия теплоты. Литой генератор 500 воздушного потока может иметь различную толщину материала корпуса, что позволяет сопротивляться воздействию ударных нагрузок и ускоренному износу при обработке различных материалов. Выбранная толщина и полученный полный вес генератора 500 воздушного потока является прямо пропорциональным объему воздуха и скорости потока обрабатываемого материала.

Генератор 500 воздушного потока установлен внутри кожуха, как это показано на фиг. 6. Кожух 200 по меньшей мере частично охватывает генератор 500 воздушного потока, а преимущественно полностью окружает генератор 500 воздушного потока, так что остается открытым только выпуск 36 кожуха. Генератор 500 воздушного потока может быть установлен в кожухе 200 с малыми зазорами, чтобы создавать дополнительное трение и теплоту. Наличие теплоты желательно для содействия дополнительной сушке материалов, проходящих через генератор 500 воздушного потока и поступающих в выпускную трубу 112.

Генератор 500 воздушного потока содержит переднюю пластину 502 с расположенным по центру впускным отверстием 504, предназначенным для приема входящих материалов. Диаметр впускного отверстия 504 зависит от размера частиц обрабатываемого материала и прогнозируемого объема воздуха. Задняя пластина 506 параллельна передней пластине 502 и содержит расположенное по центру осевое отверстие 508. Как подсказывает его название, осевое отверстие 508 служит для введения в нее оси или вала, чтобы обеспечить вращение. В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы и другие генераторы 500 воздушного потока, в том числе генераторы с единственной задней пластиной, соединенной с лопатками, или генераторы только с радиально идущими лопатками.

Задняя пластина 506 может дополнительно иметь отверстия 509 под болты, которые расположены концентрически вокруг осевого отверстия 508. Отверстия 509 под болты служат для приема соответствующих болтов для крепления оси (не показаны), каждый из которых соединен с осью. Болты для крепления оси прикреплены к задней пластине 506 при помощи гаек или других подходящих средств крепления.

Несмотря на то, что толщина передней и задней пластин 502, 506 может существенно варьировать, в качестве примера можно указать, что в одном из вариантов задняя пластина 506 имеет толщину около 3/8 (8 мм), а передняя пластина 502 имеет толщину около 3/16 (5 мм).

Множество лопаток 510 расположены между передней и задней пластинами 502, 506 и соединены с обеими пластинами 502, 506. Легко можно понять, что число лопаток 510 может варьировать, причем это число зависит, частично, от свойств обрабатываемого материала. Толщина лопаток 510 может также варьировать в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

В одном из вариантов, лопатки 510 проходят через переднюю и заднюю пластины 502, 506 и образуют ребра 511 лопаток на внешней поверхности передней и задней пластин 502, 506. Ребра 511 лопаток могут выходить ориентировочно на 1/2 (12 мм) из передней и задней пластин 502, 506. Ребра 511 лопаток создают воздушную подушку между генератором 500 воздушного потока и внутренней частью кожуха 200. Ребра 511 лопаток дополнительно служат для удаления материала, который может застревать между кожухом 500 и генератором 200 воздушного потока.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 12, на которой показано поперечное сечение осевого отверстия 508. Осевое отверстие 508 служит для приема оси, вала, цапфы или другого элемента, предназначенного для вращения генератора 500 воздушного потока. Отверстия 509 под болты служат для приема соответствующих болтов для крепления оси, которые закрепляют на задней пластине 506. В этом варианте ось имеет переход от первого диаметра, позволяющего ввинтить болты для крепления оси, до второго диаметра, соответствующего размеру осевого отверстия 508. Отверстия 509 под болты имеют расточки 515 под гайки, которые навинчивают на болты для крепления оси.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 13, на которой показан вид сверху внутренней части генератора 500 воздушного потока с единственной лопаткой 510. Единственная лопатка 510 показана только для пояснения уникальных характеристик лопаток 510, установленных внутри генератора 500 воздушного потока. Остальные лопатки 510 имеют аналогичную конструкцию.

Лопатка 510 идет от задней кромки 512 у периметра 513 задней и передней пластин 502, 506 до передней кромки 514, расположенной в непосредственной близости от осевого отверстия 508. Лопатка 510 содержит клиновидный участок 516, расположенный в непосредственной близости от задней кромки 512. Клиновидный участок 516 имеет более толстое поперечное сечение, чтобы увеличить давление и объем потока. Клиновидный участок 516 придает повышенную стойкость к износу, что является предпочтительным при обработке некоторых материалов.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 14А, на которой показан вид сверху, где можно видеть более подробно клиновидный участок 516. Форма клиновидного участка 516 влияет на объем потока, скорость воздушного потока и скорость потока материала через генератор 500 воздушного потока. Клиновидный участок 516 может подвергаться изменениям в направлении по окружности и в продольном направлении, чтобы изменять объем воздушного потока, скорость воздушного потока и скорость потока материала. Технологии литья преимущественно позволяют вводить изменения по трем направлениям и создавать любое число круговых и продольных профилей в клиновидном участке 516.

- 9 008992

Повышенная толщина клиновидного участка 516 повышает срок службы генератора 500 воздушного потока, так как именно здесь лопатка 510 типично испытывает наибольший износ. Вид (марка) материала клиновидного участка 516 и прочность этого материала также могут отличаться от материала остальной части лопатки 510.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 14В, на которой показан альтернативный вариант клиновидного участка 518, который содержит сменный изнашиваемый наконечник 520. Если генератор 500 воздушного потока вращается в направлении по часовой стрелке, то сменный изнашиваемый наконечник 520 испытывает наибольший контакт с обрабатываемым материалом. Несмотря на то, что клиновидный участок 518 утолщен, чтобы повысить его износостойкость, он подвергается более сильному износу, чем другие компоненты генератора 500 воздушного потока, и может быстрее снашиваться. За счет замены сменного изнашиваемого наконечника 520 удается избежать замены всего генератора 500 воздушного потока. Сменный изнашиваемый наконечник 520 может быть соединен с остальной частью клиновидного участка 518 при помощи любого подходящего средства крепления, в том числе при помощи узла 522 крепления с гайкой и болтом. Сменный изнашиваемый наконечник 520 может быть изготовлен из более прочного материала, чем остальная часть лопатки 510. Сменный изнашиваемый наконечник 520 может быть также заменен другим сменным изнашиваемым наконечником 520, имеющим другой круговой и продольный профиль. В соответствии с еще одним вариантом, в таком случае производят замену всего клиновидного участка 518.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 15 А, на которой показан вид в перспективе генератора 500 воздушного потока, где можно видеть клиновидный участок 516, соединенный с передней и задней пластинами 502, 506. Дополнительно показаны ребра 511 лопатки, выступающие из внешней поверхности передней и задней пластин 502, 506. Можно видеть, что клиновидный участок 516 существенно толще, чем соответствующие ребра 511 лопатки. Это связано с тем, что ребра 511 лопатки не подвергаются такому же сильному износу, как клиновидный участок 516, и поэтому они не такие толстые.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 15В, на которой показан вид в перспективе генератора 500 воздушного потока с альтернативным вариантом клиновидного участка 516. Клиновидный участок 516 увеличивает свою толщину и свой круговой профиль по мере того, как он идет в продольном направлении от передней пластины 502 к задней пластине 506. Клиновидный участок 516 также увеличивает свою толщину по мере того, как он идет радиально в направлении периметра.

Пульверизированный материал, входящий в генератор 500 воздушного потока, имеет тенденцию к накоплению в непосредственной близости от задней пластины 506. Продольное увеличение толщины способствует тому, что пульверизированный материал скорее остается зацентрированным между передней и задней пластинами 502, 506, а не накапливается вдоль задней пластины 506. Технологии литья позволяют изготавливать такой клиновидный участок 516, в котором возможны изменения размеров по трем осям. Сменный изнашиваемый наконечник 520 может иметь увеличивающуюся в продольном направлении толщину. Если желателен клиновидный участок 516 другой формы, то может быть использован другой сменный изнашиваемый наконечник 520 без продольного увеличения толщины или с более выраженным продольным увеличением толщины. Таким образом, направлением течения пульверизированного материала в продольном направлении можно управлять за счет использования клиновидных участков 516 с различной круговой и продольной конфигурациями.

Вновь обратимся к рассмотрению фиг. 13, на которой показана лопатка 510, имеющая переход от положения перпендикулярно к задней пластине 506 до углового положения. Лопатка 510 идет с постепенным переходом от клиновидного участка 516 в местоположение перед передней кромкой 514. Угловое положение позволяет лопатке 510 иметь угол наклона в направлении воздушного потока.

В показанном варианте, задний участок 524 лопатки 510, включающий в себя клиновидный участок 516, идет перпендикулярно от задней пластины 506. Задний участок 524 может составлять ориентировочно от одной четвертой до половины длины лопатки 510, идущей от задней кромки 512 до передней кромки 514. Передний участок 526 представляет собой остальную часть лопатки 510, и идет от заднего участка 524 до передней кромки 514. Показанный передний участок 526 имеет угловой переход от перпендикулярного положения относительно задней пластины 506 до углового положения.

Угловое положение имеет угол, который здесь называют как угол атаки, так как он позволяет передней кромке 514 врезаться в поступающий воздушный поток. На фиг. 13 финальный угол атаки лопатки 510 у передней кромки 514 составляет ориентировочно 25°. Переход от перпендикулярного положения к угловому положению может быть предусмотрен по всей длине лопатки 510 или на любом ее участке. Угол атаки может быть выбран в широком диапазоне углов, с учетом прогнозируемой скорости воздушного потока, скорости потока материала и свойств материала. Угловое положение может иметь угол в диапазоне ориентировочно от 20 до 60°.

Альтернативно, лопатка 510 может оставаться перпендикулярной вдоль всей ее длины. Лопатка 510 также может иметь угол атаки вдоль всей ее длины. Несмотря на то, что он имеется вдоль всей длины лопатки, угол атаки все же может варьировать по длине лопатки 510 от задней кромки 512 до передней кромки 514.

- 10 008992

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 16, на которой показан вид сбоку (в профиль) передней кромки 514. Обычно кромка является относительно прямой и идет под углом к задней пластине 506. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения, передняя кромка 514 идет от задней пластины 506 с имеющим изгиб наружу участком 528 и затем переходит в имеющий изгиб внутрь участок 530. Имеющий изгиб наружу участок 528 содействует захвату воздуха, поступающего во впускное отверстие 504 генератора 500 воздушного потока. Передняя кромка 514, имеющая такой профиль, позволяет врезаться в воздух и повышать эффективность генератора 500 воздушного потока.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 17, на которой показан разрез передней кромки 514 по линии 17-17. Передняя кромка 514 имеет овальное поперечное сечение, которое содействует врезанию в поступающий воздушный поток.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 18, на которой показан вид в перспективе генератора 500 воздушного потока без передней пластины 502, чтобы показать лопатки 510. Показанный вариант содержит девять лопаток 510, однако следует иметь в виду, что это число может быть и другим. Каждая лопатка 510 содержит клиновидный участок 516 для повышения износостойкости, повышения давления и воздушного потока. Каждая лопатка 510 дополнительно имеет переход от перпендикулярного положения к углу атаки. Угол атаки имеет наклон по часовой стрелке, что соответствует прогнозируемому направлению вращения генератора 500 воздушного потока. Генератор 500 воздушного потока может работать и в направлении против часовой стрелке, и тогда лопатки 510 должны будут иметь наклон в этом направлении.

В рабочем состоянии, вращающиеся лопатки 510 создают имеющий высокую скорость воздушный поток, в диапазоне от 350 миль в час или больше, и направляют воздух и пульверизированный материал во впускное отверстие 504. Передние кромки 514 лопаток 510 врезаются в воздух и пульверизированный материал и направляют воздух и пульверизированный материал в каналы 532, ограниченные лопатками 510 и идущие от впускного отверстия 504 до периметра 513 передней и задней пластин 502, 506. Каналы 532 обеспечивают максимальную скорость потока для материалов, проходящих через них. Клиновидные участки 516 толкают воздух и пульверизированный материал в направлении выпуска 202 кожуха, который расположен внутри кожуха 200. Несмотря на то, что предложенный генератор 500 воздушного потока обладает уникальными характеристиками, специалисты легко поймут, что вместо него может быть использовано любое другое подходящее устройство, что не выходит за рамки настоящего изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается система пульверизации и дегидрации (обезвоживания), которая подходит для различных материалов и различных скоростей потоков. Описанные здесь системы являются масштабируемыми для различных применений и материалов с различными размерами частиц, так что приведенные здесь размеры специфических компонентов даны только для примера. Например, система может быть небольшой и может быть выполнена в виде настольной (стендовой) модели, или может представлять собой большую промышленную установку.

Раскрытые здесь системы 10, 100, 400, 450 могут быть смонтированы на поверхности земли (могут быть стационарными), причем это является предпочтительным для вариантов систем большого размера. Альтернативно, система может быть установлена на транспортном средстве, таком как грузовой автомобиль, автомобильный прицеп, железнодорожный вагон, судно, баржа и т.п. Для установки системы может быть использовано любое транспортное средство, которое имеет плоское посадочное место достаточных размеров. Использование мобильной системы является предпочтительным в некоторых применениях, таких как уборка урожая, работа в удаленных местностях, демонстрации и т.п.

Обратимся теперь к рассмотрению на фиг. 19, на которой показана блок-схема мобильной системы 600. Система 600 содержит ранее обсуждавшиеся компоненты, такие как впускная труба 12, трубка Вентури 18, генератор 32 воздушного потока, кожух 35, двигатель 34, выпускная труба 112, а также первый и второй циклоны 116, 406. Система 600 может содержать дополнительные элементы, такие как смеситель 102, центральный процессор 110, конденсатор 130, и т.п. Системы с множеством ступеней пульверизации могут быть смонтированы на транспортном средстве аналогичным образом.

Система 600 содержит транспортное средство, обозначенное в общем виде позицией 602, которое имеет посадочное место достаточных размеров для установки компонентов и их сборки. Система 600 дополнительно содержит множество опор 604, которые связаны с транспортным средством 602 и позволяют поддерживать соответствующие собранные компоненты. Система 600 может дополнительно содержать кожух 606, который окружает компоненты системы. Кожух 606 защищает компоненты и снижает уровень шума во время работы.

Один или несколько компонентов системы 600 могут быть временно удалены (сняты) для облегчения транспортировки. Например, первый и второй циклоны 116, 406 могут быть извлечены из кожуха 606 на время транспортировки и могут транспортироваться отдельно. Циклоны 116, 406 могут быть извлечены целиком или частично разобраны до проведения транспортировки. Аналогично, смеситель 102 может быть удален для облегчения транспортировки. Необходимость демонтажа компонентов зависит от размера системы 600 и вида транспортного средства 602, а также от других конструктивных ограничений.

Кожух 606 может иметь диспетчерскую для пользователя (оператора), позволяющую управлять

- 11 008992 системой 600. Кожух 606 может иметь окна, позволяющие наблюдать компоненты и обеспечивающие доступ для визуального контроля, обслуживания и ремонта, а также для ввода обрабатываемого материала. Система 600 может иметь любую конфигурацию, в зависимости от удобства, вида применения и других конструктивных соображений.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 20, на которой показан вид сбоку альтернативного варианта системы 700 в соответствии с настоящим изобретением. Показанный вариант системы 700 аналогичен описанному ранее варианту, показанному на фиг. 4, но также содержит датчик 702 акустической эмиссии (излучения звука), который соединен с кожухом 35. Датчик 702 акустической эмиссии может быть выполнен в виде любого имеющегося в продаже изделия, в том числе в виде системы текущего контроля акустической эмиссии (АЕМ8), выпускаемой фирмой 8сйшй1 1п6и51пс5. 1пс. о£ Рогйапб, Огедоп. В одном из вариантов, датчик 702 акустической эмиссии представляет собой датчик из пьезокерамики, позволяющий контролировать резонансные частоты в диапазоне от 50 до 950 кГц.

Датчик 702 акустической эмиссии контролирует сигналы высокой частоты, генерируемые материалом, протекающим через впускную трубу 12, трубку Вентури 18, генератор 32 воздушного потока и кожух 35. Резонансная частота, полученная датчиком 702 акустической эмиссии, несет информацию об объемной скорости потока. Изменения скорости потока материала через систему 700 изменяют резонансную частоту.

Датчик 702 акустической эмиссии имеет электрическую связь с устройством 703 управления датчиком, которое получает резонансные частоты и вычисляет скорость потока. Устройство 703 управления датчиком имеет электрическую связь с центральным процессором 110, который получает скорость потока и может в ответ подавать команду регулировки скорости потока. Во время нормальной работы резонансная частота остается в нормальном рабочем диапазоне. Сбой системы может приводить к тому, что скорость потока превышает пороговую величину. Минимальное и максимальное значение могут быть установлены для скоростей потока во время условий нормальной работы. Если скорость потока находится ниже минимального значения, то скорость потока увеличивают, и, наоборот, скорость потока уменьшают, если она превышает максимальное значение.

Устройство 703 управления датчиком сохраняет в памяти заранее установленное максимальное пороговое значение для резонансной частоты.

Максимальное пороговое значение может быть введено оператором на основании свойств обрабатываемого материала и конструктивных ограничений системы 700. Устройство 703 управления датчиком может также содержать (в памяти) минимальное пороговое значение для резонансной частоты. Если скорость потока превышает максимальное пороговое значение, то возникает ситуация перегрузки и устройство управления датчиком 703 подает сигнал в центральный процессор 110 о том, что следует произвести регулировку скорости потока. Аналогично, если скорость потока становится ниже минимального порогового значения, устройство 703 управления датчиком подает соответствующий сигнал в центральный процессор 110.

В дополнение к скорости потока, датчик 702 акустической эмиссии получает резонансные частоты, которые дают информацию о ненормальных режимах, таких как плохой баланс генератора 32 воздушного потока, смещенная лопатка 510 или другая механическая неисправность. Ситуация перегрузки сама по себе может создавать механическую неисправность. Такая неисправность может привести к существенному и даже катастрофическому повреждению системы 700. Механическую неисправность могут также создавать летящие осколки, которые могут быть опасными для оператора. Датчик 702 акустической эмиссии контролирует резонансные частоты и обнаруживает изменения, свидетельствующие о том, что произошло повреждение. Как только возникла ситуация перегрузки или повреждение, устройство управления датчиком 703 подает сигнал в центральный процессор 110, в течение времени 1 мс или меньше. Центральный процессор 110 в ответ немедленно осуществляет корректирующее действие. Альтернативно, устройство управления датчиком 703 может иметь визуальную или звуковую сигнализацию для оператора, который вручную осуществляет корректирующее действие.

Датчик 702 акустической эмиссии показан расположенным на задней стороне 704 кожуха 35. Альтернативно, датчик 702 акустической эмиссии может быть расположен на передней стороне 706 кожуха 35 или в любом другом месте на внешней поверхности кожуха. Датчик 702 акустической эмиссии может быть также расположен на трубке Вентури 18 или на впускной трубе 12.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 21, на которой показана система 800, в которой датчик 702 акустической эмиссии расположен на расходящемся участке 30 (трубки Вентури), а также на задней стороне 704 кожуха 35. Множество датчиков 702 акустической эмиссии могут быть использованы для улучшения контроля резонансных частот. В альтернативных вариантах, множество датчиков 702 акустической эмиссии могут быть расположены на кожухе 35, на трубке Вентури 18 и/или на впускной трубе 12, чтобы контролировать скорость потока. Устройство 703 управления датчиком имеет электрическую связь с датчиками 702 акустической эмиссии, чтобы вычислять скорость потока.

Устройство 703 управления датчиком имеет электрическую связь с центральным процессором 110, который производит обработку принятых данных резонансной частоты в течение 1 мс. Если скорость потока приближается к состоянию перегрузки, устройство 703 управления датчиком подает сигнал в

- 12 008992 центральный процессор 110 для регулировки скорости потока. Центральный процессор 110 может регулировать скорость потока за счет частичного или полного закрывания регулируемых задвижек 111. Частичное или полное закрывание задвижек 111 повышает скорость воздушного потока через трубку Вентури 18, за счет чего возникает дополнительная сила проталкивания материала через трубку Вентури 18 и генератор 32 воздушного потока. Центральный процессор 110 может также осуществлять частичное или полное закрывание регулятора потока 106, чтобы уменьшить количество материала в системе 700. Если резонансная частота свидетельствует о механической неисправности, центральный процессор 110 может также произвести отключение системы и выключение двигателя 34. Устройство 703 управления датчиком может также предоставлять визуальную или звуковую сигнализацию для оператора.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 22, на которой показано поперечное сечение варианта кожуха 200 воздушного генератора. Как уже было упомянуто здесь выше, положение отклоняющей пластины 250 можно регулировать для увеличения или уменьшения расстояния разделения (зазора) от генератора 32 воздушного потока. Центральный процессор 110 может контролировать положение отклоняющей пластины 250, так как он имеет связь с исполнительным механизмом 900, чтобы перемещать отклоняющую пластину 250. Исполнительный механизм 900 может быть выполнен в виде электромеханического устройства, пневматического устройства или другого известного устройства. Центральный процессор 110 может регулировать скорость потока за счет перемещения отклоняющей пластины 250, чтобы избежать состояния перегрузки. Эта акция может быть предпринята одновременно с регулировкой задвижек 111 и/или регулятора 106 потока для улучшения управления скоростью потока.

Один или несколько акустических датчиков 702 могут быть также использованы и в системах, показанных на фиг. 1, 2, 9 и 19. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением показанную систему 700 следует рассматривать только в качестве примерной системы, не имеющей ограничительного характера.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 23, на которой показан вид в перспективе альтернативного варианта системы 1000, которая содержит двигатель 34 и ось 33 в непосредственной близости от задней стороны 704 кожуха 35. Двигатель 34 имеет шкив 1002, который (ремнем) связан с осью 33, чтобы вращать ось 33 с высокой скоростью. Ось 33, которую также можно назвать валом, проходит через один или несколько кронштейнов 1004, которые производят крепление оси 33 с возможностью ее вращения. Кронштейны 1004 закреплены на установочной плите 1006. Показано, что шкив 1002 связан с осью 33 между двумя кронштейнами 1004, однако следует иметь в виду, что шкив 1002 может быть связан с осью 33 в любом другом местоположении.

Система 1000 дополнительно содержит систему 1008 автоматической балансировки, которая содержит динамический балансир 1010, датчик 1012 вибраций и устройство 1014 управления балансиром. Система 1008 автоматической балансировки легко может быть установлена, имеет высокую надежность, является полностью автоматической и требует незначительного обучения оператора. На фиг. 23 показан балансир 1010, выполненный в виде внешнего балансира 1010, однако балансир 1010 может быть также выполнен в виде внутреннего балансира или кольцевого балансира, как это обсуждается далее более подробно. Внешний балансир 1010 имеет электрическую связь с устройством 1014 управления балансиром, для компенсации дисбаланса оси 33 и генератора 32 воздушного потока, когда ось вращается на оборотах в рабочем диапазоне. Устройство 1014 управления балансиром содержит процессор (не показан) с алгоритмом управления внешним балансиром 1010.

Динамическая компенсация позволяет уменьшить уровень шума и вибраций, повысить качественные характеристики системы и увеличить скорость потока материала через генератор 32 воздушного потока. Динамическая балансировка генератора 32 воздушного потока исключает кавитацию и улучшает качественные характеристики генератора 32 воздушного потока. Внешние балансиры выпускаются серийно, например, фирмой ΞοΙιιηίΙΙ Шбийпез, 1пс. οί Ротйапб, Огедоп. Внешний балансир 1010 может получать питание через вращающийся токосъемник системы передачи мощности или от бесконтактной системы передачи мощности.

На фиг. 23 показан внешний балансир 1010, который соединен с проксимальным концом 1016 оси

33. Ось 33 соединена на дистальном конце (не показан) с генератором 32 воздушного потока, который расположен внутри кожуха 35. Внешний балансир 1010 соединен с осью 33 в непосредственной близости от задней стороны 704, которую также называют стороной шкива, генератора 32 воздушного потока. За счет этого, внешний балансир 1010 не создает препятствий для воздушного потока, поступающего во впускное отверстие 508 воздушной турбины 32 (генератора 32 воздушного потока).

Внешний балансир 1010 работает по принципу компенсации массы при дисбалансе оси. В одном из вариантов, внешний балансир 1010 содержит два подвижных эксцентриковых груза. Внешний балансир 1010 приводит в движение каждый эксцентриковый груз при помощи электрических микродвигателей через прецизионную зубчатую передачу.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 24А, на которой показана схема, на которой показан генератор 32 воздушного потока, совмещенный по оси с внешним балансиром 1010. Внешний балансир 1010 расположен в плоскости, удаленной от плоскости, в которой расположен генератор 32 воздушного потока, как это показано на фиг. 23. Внешний балансир 1010 содержит грузы 1020, показанные относительно

- 13 008992 положения дисбаланса 1022. Устройство 1014 управления балансиром подает команду на внешний балансир 1010, чтобы сместить грузы 1020 относительно положения дисбаланса 1022. Эта ситуация называется здесь балансировкой в противоположной плоскости, так как грузы 1020 находятся в плоскости балансировки массы, в то время как генератор 32 воздушного потока находится во второй плоскости.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 24В, на которой показана динамически сбалансированная ситуация, в которой грузы 1020 компенсируют положение дисбаланса 1022. При балансировке в противоположной плоскости, грузы 1020 должны находиться в той же плоскости 1024, что и дисбаланс 1022, чтобы произвести балансировку. Полукруг 1024 имеет осевой центр 1025. Внешний балансир 1010 способен поддерживать точный баланс, даже если ось 33 прекращает и вновь начинает вращение.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 25А, на которой показана схема, где можно видеть генератор 32 воздушного потока, вновь совмещенный (по оси) с внешним балансиром 1010. Однако в этой ситуации внешний балансир 1010 находится в непосредственной близости от генератора 32 воздушного потока и поэтому находится по существу в той же самой плоскости. Эта ситуация называется здесь балансировкой в той же самой плоскости. Грузы 1020 показаны относительно положения дисбаланса 1022, причем существует состояние дисбаланса. Устройство 1014 управления балансиром подает команду на внешний балансир 1010, чтобы сместить грузы 1020 относительно положения дисбаланса 1022.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 25В, на которой показана динамически сбалансированная ситуация, в которой грузы 1020 компенсируют положение дисбаланса 1022. При балансировке в той же самой плоскости, грузы 1020 должны быть расположены в противоположном полукруге 1026 от положения дисбаланса 1022, чтобы осуществить балансировку.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 26А, на которой показан вид в перспективе, поясняющий технику балансировки в противоположной плоскости. Внешний балансир 1010 соединен с осью 33 и вращается в первой плоскости 1030. Масса 1032, такая как генератор 32 воздушного потока, соединена с противоположным концом оси 33 и вращается во второй плоскости 1034. Таким образом, внешний балансир 1010 и масса 1032 находятся на противоположных концах оси 33. Грузы 1020 внутри внешнего балансира 1010 компенсируют положение дисбаланса 1022 массы 1032.

Техника балансировки в противоположной плоскости применена к системе 1000, показанной на фиг. 23, в которой массой 1032 является генератор 32 воздушного потока. Внешний балансир 1010 и генератор 32 воздушного потока установлены на противоположных концах оси 33, что позволяет точно и динамически балансировать генератор 32 воздушного потока. Шкив 1002 соединен с осью 33 между внешним балансиром 1010 и генератором 32 воздушного потока, однако следует иметь в виду, что шкив 1002 может быть соединен с осью 33 также в любом другом местоположении. Компенсирующие грузы 1020 создают баланс в том же самом полукруге, но в другой плоскости от положения дисбаланса 1022.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 25В, на которой показан вид в перспективе, поясняющий технику балансировки в той же самой плоскости. Здесь масса 1032 и внешний балансир 1010 расположены в непосредственной близости друг от друга, так что они находятся ориентировочно в одной и той же плоскости 1036. Внешний балансир 1010 связан с осью 33, которая также связана с массой 1032. Грузы 1020 должны находиться в противоположном полукруге относительно положения дисбаланса 1022, чтобы обеспечивать балансировку. Система 1000, показанная на фиг. 23, может быть модифицирована, чтобы обеспечивать балансировку в той же самой плоскости.

Вновь обратимся к рассмотрению фиг. 23, на которой показана система 1008 динамической балансировки, которая содержит датчик 1012 вибраций, точно контролирующий уровень вибраций, который дает информацию о дисбалансе. Датчик 1012 связан с кронштейнами 1004 или с установочной плитой 1006 при помощи магнитов, за счет установки на стойках или при помощи других подходящих средств. Датчик 1012 вибраций имеет электрическую связь с устройством 1014 управления балансиром, которое фильтрует входящие сигналы с учетом оборотов вращения в минуту. Устройство 1014 управления балансиром имеет связь с внешним балансиром 1010 и позволяет перемещать грузы 1020 в направлении, которое уменьшает амплитуду сигнала вибраций. Когда грузы 1020 расположены так, что достигается самый малый уровень вибраций, балансировка завершена и система 1008 динамической балансировки контролирует уровни вибраций, чтобы обеспечивать оптимальную работу.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 27, на которой показано поперечное сечение альтернативного варианта динамического балансира 1040. Динамический балансир 1040 представляет собой внутренний балансир 1040, который полностью или частично расположен внутри расточки оси 33. Внутренние балансиры выпускаются серийно, например, фирмой δοϊιιηίΐΐ ΙπάιΐδΙποδ. 1пс. о£ РотИалб, Огедоп. Внутренний балансир 1040 может иметь монтажный фланец 1042, который соединяют с осью 33 при помощи одного или нескольких болтов 1044. Могут быть использованы и другие известные технологии крепления внутреннего балансира 1040 на оси 33.

Как и в случае внешнего балансира 1010, внутренний балансир 1040 изменяет положение грузов для компенсации дисбаланса массы. Внутренний балансир 1040 может быть использован с системой 1008 балансировки, показанной на фиг. 23, с техникой балансировки в противоположной плоскости или в той же самой плоскости. Таким образом, внутренний балансир 1040 имеет связь с устройством 1014 управления балансиром для динамического изменения положения грузов. Как уже было упомянуто здесь

- 14 008992 выше, устройство 1014 управления балансиром имеет связь с датчиком 1012 вибраций, чтобы определять положение дисбаланса.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 28, на которой показано поперечное сечение первого варианта компенсирующих грузов 1046, 1048, используемых во внутреннем балансире 1020. Компенсирующие грузы 1046, 1048 могут быть выполнены в виде полукругов, которые вращаются друг относительно друга, сверху и снизу от конструкции. Показано, что внутренний компенсирующий груз 1046 имеет более толстое поперечное сечение, чем внешний компенсирующий груз 1048. За счет точного выбора положения компенсирующих грузов 1046, 1048, может быть обеспечен динамический баланс. Показанные компенсирующие грузы 1046, 1048 могут быть также использованы во внешнем балансире 1010.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 29, на которой показан вид в перспективе альтернативного динамического балансира 1050. Динамический балансир 1050 представляет собой кольцевой балансир 1050, который охватывает ось 33 и соединен с ней. Кольцевые балансиры выпускаются серийно, например, фирмой ΞοΙιιηίΙΙ 1и6и81пе8, 1пс. о£ РогИаиб, Огедоп. Сам по себе кольцевой балансир 1050 может быть расположен в любом доступном местоположении по длине оси 33. Кольцевой балансир 1050 может быть использован с системой 1008 балансировки, показанной на фиг. 23, причем он может быть использован для осуществления техники балансировки в противоположной плоскости или в той же самой плоскости.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 30, на которой показано поперечное сечение первого варианта кольцевого балансира 1050. Кольцевой балансир 1050 содержит компенсирующие грузы 1052, 1054, которые могут быть расположены по оси рядом друг с другом. Первый компенсирующий груз 1052 может иметь большую массу, чем второй компенсирующий груз 1054. За счет выбора положения компенсирующих грузов 1052, 1054 создается центровочный груз полной компенсации положения дисбаланса, что позволяет обеспечить динамический баланс. Альтернативно, кольцевой балансир 1050 может содержать компенсирующие грузы, аналогичные применяемым в описанных здесь ранее динамических балансирах 1010, 1040.

Могут быть использованы и другие известные варианты балансиров. Автоматическая система 1008 балансировки динамически балансирует генератор 32 воздушного потока на рабочих скоростях, поддерживая оптимальный баланс. Баланс сохраняется после прекращения вращения и во время последующей работы. Балансиры могут быть связаны с осью 33 на стороне шкива, чтобы не создавать помехи воздушному потоку, поступающему в генератор воздушного потока. Автоматическая система 1008 балансировки исключает кавитацию, что повышает эффективность и улучшает эксплуатационные параметры генератора воздушного потока.

Claims (44)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство пульверизации материала и экстракции влаги из материала, которое включает в себя впускную трубу;

   трубку Вентури, соединенную с впускной трубой;

   генератор воздушного потока, предназначенный для создания воздушного потока и содержащий впускное отверстие;

   кожух, по меньшей мере, частично охватывающий генератор воздушного потока и содержащий выпуск, который имеет связь с впускным отверстием;

   генератор воздушного потока, который имеет связь с трубкой Вентури, чтобы направлять воздушный поток через трубку Вентури и в направлении впускного отверстия, причем материал, введенный в воздушный поток, проходит через трубку Вентури и подвергается пульверизации и экстракции влаги; и датчик излучения звука, соединенный с кожухом и служащий для приема резонансной частоты, несущей информацию о материале, проходящем через кожух.
2. 2. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит устройство управления датчиком, которое имеет связь с датчиком излучения звука, чтобы принимать резонансную частоту и определять скорость потока материала.
3. 3. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит центральный процессор, который имеет связь с устройством управления датчиком.
4. 4. Устройство по п.3, которое дополнительно содержит задвижку, расположенную на трубке Вентури, для регулировки объема воздуха и скорости воздуха внутри кожуха и генератора воздушного потока, причем задвижка имеет связь с центральным процессором, регулирующим положение задвижки.
5. 5. Устройство по п.3, которое дополнительно содержит регулятор потока, который имеет связь с впускной трубой и управляет скоростью потока материала во впускной трубе, причем регулятор потока имеет связь с центральным процессором, управляющим регулятором потока.
6. 6. Устройство по п.5, которое дополнительно содержит датчик контроля скорости течения материала во впускной трубе.
7. 7. Устройство по п.3, которое дополнительно содержит отклоняющую пластину, соединенную с внутренней частью кожуха в непосредственной близости от выпуска и имеющую режущую кромку в непосредственной близости от генератора воздушного пото

   - 15 008992 ка; и исполнительный механизм, соединенный с отклоняющей пластиной, устанавливающий отклоняющую пластину в заданное положение, причем исполнительный механизм имеет связь с центральным процессором.
8. 8. Устройство по п.1, в котором датчик излучения звука расположен на задней стороне кожуха.
9. 9. Устройство по п.1, в котором датчик излучения звука расположен на передней стороне кожуха.
10. 10. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит второй датчик излучения звука, расположенный на трубке Вентури, служащий для приема резонансной частоты, несущей информацию о материале, проходящем через трубку Вентури.
11. 11. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит второй датчик излучения звука, расположенный на впускной трубе, служащий для приема резонансной частоты, несущей информацию о материале, проходящем через впускную трубу.
12. 12. Способ пульверизации материала и экстракции влаги из материала, который включает в себя следующие операции:

    использование генератора воздушного потока, который имеет связь с трубкой Вентури, причем генератор воздушного потока создает воздушный поток через трубку Вентури и в направлении генератора воздушного потока;

    введение материала в воздушный поток;

    пропускание материала через трубку Вентури для экстракции влаги и пульверизации материала и прием акустической эмиссии, несущей информацию о скорости потока материала через генератор воздушного потока.
13. 13. Способ по п.12, который дополнительно предусматривает установку генератора воздушного потока внутри кожуха и в котором прием акустической эмиссии предусматривает установку датчика излучения звука на кожухе.
14. 14. Способ по п.12, в котором датчик излучения звука устанавливают на задней стороне кожуха.
15. 15. Способ по п.12, в котором датчик излучения звука устанавливают на передней стороне кожуха.
16. 16. Способ по п.12, который дополнительно предусматривает использование датчика излучения звука, имеющего связь с устройством управления датчиком, для определения скорости потока материала.
17. 17. Способ по п.16, который включает в себя следующие операции: использование задвижки на расходящемся участке трубки Вентури;

    причем задвижка имеет связь с центральным процессором для регулировки объема воздуха и скорости воздуха внутри кожуха и внутри генератора воздушного потока.
18. 18. Способ по п.16, который включает в себя следующие операции:

    использование отклоняющей пластины, соединенной с внутренней частью кожуха и имеющей режущую кромку в непосредственной близости от генератора воздушного потока;

    использование исполнительного механизма, соединенного с отклоняющей пластиной, причем исполнительный механизм имеет связь с центральным процессором для установки отклоняющей пластины в заданное положение.
19. 19. Способ по п.12, который дополнительно предусматривает использование впускной трубы, соединенной с трубкой Вентури, причем воздушный поток проходит через впускную трубу и в направлении трубки Вентури.
20. 20. Способ по п.19, который включает в себя следующие операции:

    использование регулятора потока, управляющего скоростью потока материала во впускной трубе; причем регулятор потока имеет связь с центральным процессором для регулировки скорости потока материала.
21. 21. Способ по п.19, в котором прием акустической эмиссии дополнительно предусматривает установку второго датчика излучения звука на впускной трубе.
22. 22. Способ по п.12, в котором прием акустической эмиссии дополнительно предусматривает установку второго датчика излучения звука на трубке Вентури.
23. 23. Устройство для пульверизации материала и экстракции влаги из материала, которое содержит впускную трубу;

    трубку Вентури, связанную с впускной трубой;

    генератор воздушного потока, предназначенный для создания воздушного потока и имеющий впускное отверстие;

    ось, соединенную с генератором воздушного потока;

    балансир, соединенный с осью, чтобы компенсировать дисбаланс оси во время вращения; и кожух, по меньшей мере, частично охватывающий генератор воздушного потока и имеющий выпуск, который имеет связь с впускным отверстием, причем генератор воздушного потока имеет связь с трубкой Вентури, чтобы направлять воздушный поток через трубку Вентури и в направлении впускного отверстия, при этом материал, введенный в воздушный поток, проходит через трубку Вентури и подвергается пульверизации и экстракции влаги.
24. 24. Устройство по п.23, которое дополнительно содержит устройство управления балансиром, ко

    - 16 008992 торое имеет связь с балансиром, причем устройство управления балансиром управляет компенсацией дисбаланса.
25. 25. Устройство по п.24, которое дополнительно содержит датчик вибраций, который имеет связь с устройством управления балансиром и получает вибрацию от оси, несущую информацию о дисбалансе.
26. 26. Устройство по п.23, в котором балансир представляет собой внешний балансир, имеющий компенсирующие грузы.
27. 27. Устройство по п.26, в котором внешний балансир имеет два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси балансира.
28. 28. Устройство по п.23, в котором ось имеет внутреннюю расточку, а балансир представляет собой внутренний балансир, по меньшей мере, частично расположенный внутри внутренней расточки и имеющий компенсирующие грузы.
29. 29. Устройство по п.28, в котором внутренний балансир имеет два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси внутреннего балансира.
30. 30. Устройство по п.29, в котором два компенсирующих груза расположены соответственно один сверху, а другой снизу от конструкции.
31. 31. Устройство по п.23, в котором балансир представляет собой кольцевой балансир, имеющий компенсирующие грузы.
32. 32. Устройство по п.31, в котором кольцевой балансир имеет два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси кольцевого балансира.
33. 33. Способ пульверизации материала и экстракции влаги из материала, который включает в себя следующие операции:

    использование генератора воздушного потока, который имеет связь с трубкой Вентури;

    использование оси, соединенной с генератором воздушного потока;

    соединение балансира с осью, причем балансир компенсирует дисбаланс оси во время вращения;

    использование генератора воздушного потока для создания воздушного потока через трубку Вентури и в направлении генератора воздушного потока;

    введение материала в воздушный поток и пропускание материала через трубку Вентури, чтобы экстрагировать влагу и пульверизировать материал.
34. 34. Способ по п.33, в котором в качестве балансира используют внешний балансир, имеющий компенсирующие грузы.
35. 35. Способ по п.34, в котором используют внешний балансир, имеющий два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси балансира.
36. 36. Способ по п.33, в котором в качестве балансира используют внутренний балансир, имеющий компенсирующие грузы, причем способ дополнительно предусматривает использование внутренней расточки в оси и, по меньшей мере, частичное введение внутреннего балансира во внутреннюю расточку.
37. 37. Способ по п.36, в котором внутренний балансир имеет два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси внутреннего балансира.
38. 38. Способ по п.37, который дополнительно предусматривает использование двух компенсирующих грузов, расположенных соответственно один сверху, а другой снизу от конструкции.
39. 39. Способ по п.33, в котором балансир представляет собой кольцевой балансир, имеющий компенсирующие грузы.
40. 40. Способ по п.39, в котором кольцевой балансир имеет два компенсирующих груза, выполненных с возможностью вращения вокруг оси кольцевого балансира.
41. 41. Способ по п.33, который дополнительно предусматривает прием вибрации, несущей информацию о дисбалансе оси.
42. 42. Способ по п.41, который включает в себя следующие операции:

    передача сигналов, несущих информацию о дисбалансе оси, в устройство управления балансиром; и использование устройства управления балансиром для определения дисбаланса и управления компенсацией для исключения дисбаланса.
43. 43. Способ по п.33, который предусматривает использование балансира, имеющего компенсирующие грузы и который дополнительно включает в себя следующие операции:

    установка балансира в непосредственной близости от генератора воздушного потока; и перемещение компенсирующих грузов в противоположный полукруг от точки дисбаланса в генераторе воздушного потока, чтобы обеспечить компенсацию дисбаланса.
44. 44. Способ по п.33, в котором балансир имеет компенсирующие грузы, и который дополнительно включает в себя следующие операции:

    установка балансира на удалении от генератора воздушного потока и перемещение компенсирующих грузов в тот же самый полукруг, где находится точка дисбаланса в генераторе воздушного потока, чтобы обеспечить компенсацию дисбаланса.