PL154426B1

PL154426B1 - Device for manufacturing a stream of abrasive mixture

Info

Publication number: PL154426B1
Application number: PL1986261803A
Authority: PL
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1991-08-30
Also published as: AU591529B2; NO161659B; IN168092B; RU2071907C1; CA1298708C; US4854090A; EP0276219B1; ATE51788T1; NO872392D0; DK286887A; DK165052C; FI872556A; NO161659C; DK286887D0; FI872556A0; NO872392L; DE3670231D1; PL261803A1; AU6475986A; FI83602C

Description

RZECZPOSPOLITA	OPIS PATENTOWY	154 426
POLSKA
	Mi	Patent dodatkowy do patentu nr---	Int. Cl.⁵ B24C 7/00 B24C 1/04
		Zgłoszono: 86 10 10 /P. 261803//
		Pierwszeństwo ⁸⁸ 10 10 dla zastrz.1,5,7 Wielka Brytania 86 02 11 dla zastrz.2.6 Wielka Brytania	szyteieu 0CU H
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: θ? 08 24
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 10 31

Twórcy wynalazku: Roger A. Heron,David H. Saunders.Robert M. Fairhurst

Uprawniony z patentu: The British Hydromechanics Research AssocCation, Cranfield /Wielka Brytania/

URZĄDZENIE DO WTTWAARAAIA STRUMIENIA MIESZANINY ŚCIERNEJ

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania strumienia mieszaniny ściernej , złożonej ze ścierniwa i cieczy nośnej, zawierające zbiornik ciśnieniowy z przewodem wlotowym oraz z przewodem dyszy, za pomocą którego dysza robocza Jest połączona ze zbiornikiem ciśnSeniiwym.

Urządzenie według wynalazku służy do podawania ścierniwa, w postaci mieszaniny materiału ściernego zawieszonego w cieczy nośnej , do dyszy zwłaszcza przecinającej. Cząsteczki ścierne zmieszane z cieczą są stosowane do przecinania materiałói, szczególnie w takich środowiskach, gdzie użycie ciepła lub płomienia jest niedopuszczalne.

Znane jest urządzenie pneumatyczne do strumieniowej obróbki ściernej /zgłoszenie US-A-3815286/, składające sią ze zbiornika ścierniwa, połączonego z dyszą za pomocą przewodu. Do dna zbiornika doprowadzana Jest ciecz nośna, np. powietrze pod ciśnieniem, w celu upłynnienia ściernwwa i ułatwienia podawania go przez dyszę. ściei^nw<o jest ładowane do zbiornika i ponownie dopełniane po jego opróżnieniu.

A dotychczas stosowanych urządzeniach do obróbki strumieniowo-ściernej ściei^nw^o poda wane jest do dyszy roboczej pod stosunkowo małym ciśnieniem.

Mieszanie zawiesiny ścierniwa i szybkiego strumienia nośnika następuje dopiero w odpowiednio zaprojekiiwanyn sjsktorze lub strumieniowej , gdzie ścierniwo nabiera wymaganej prędkość:! w drodze nadania szybkości i wymiany pędu. Wydajność znanych urządzeń jest niezadawalająco niska, a elementy robocze ulegają szybkimmu zużywaniu.

A rozwiązaniu według wynalazku urządzenie do wytwarzania strumienia mieszaniny ściernej posiada przewód wylotowy zbiornika ciśnleniowegi, zawór odcinający do zamykania przewodu dyszy, obieg cyrkulacyjny prowadzący przez przewód wlotowy i wylotowy zbiornika ciśnieniowegi oraz lej do dodatkowego wprowadzania ścierniwa w obieg, przy czym obieg wyposażony

154 426

Jest w zawory do odcinania zbiornika ciśnieniowego od pozostałego obiegu cyrkulacyjnego, pompę oprowadzającą ścier^nOwo o obieg cyrkułacyjny, gdy zbiornik clśnjeniowy nie jest odcięty, a przewód dyszy Jest zamknięty - do gromadzenia ściernówa w zbiorniku ciśnieniowym oraz środki korzystnie w postaci pompy wodnej, przepływomierza, ogranicznika przepływu, zaworu zwrotnego i zaworu zasilającego zbiornik ci^f^nl^noowy cieczę nośnę pod ciśnieneem, gdy zbiornik ten jest odcięty od pozostałej części obwodu cyrkulacyjnego, a przewód dyszy Jest otwarty, przez co mieszanina ściernwwa jest przetłaczana przez dyszę bez dalszego wytwarzania ciśnienia.

Korzystnie na przewodzie wylotowym ma filtr zapobiegający dalszemu przepływowi przez obwód cyrkułacyjny, gdy ścierniwo w zbiorniku ciśnianOowym osiągnie poziom filtra, przy czym zasilanie jest podłączone do zbiornika ciśnienoowego poprzez przewód wylotowy i ten filtr.

Korzystnie urządzenie ma zawór zwrotny dla przejścia cieczy nośnej podawanej przez pompą wodną bezpośrednio przez dyszą ze zbocznikowaniem zbiornika ciśnienOowego ma zawór zwrotny. Korzystnie zawór zwrotny urządzenia znajduje sią na przewodzie bocznikującym.

Korzystnie przewód dyszy powyżej zaworu odcinającego zawiera separator, przy czym przewód dyszy ma poniżej zaworu odcinającego objątość wystarczającą dla zgromadzenia całego materiału, który osiada z cząści przewodu dyszy poniżej separatora oraz zaworu po ustaniu przepływu.

Korzystnie zbiornik ciśnienóowy posiada górną cząść ukształtowaną w sposób przerywający przepływ osadzonego mae^ri-ału w tej części, gdy płyn pod ciśnieneem jest wprowadzony powyżej tego eateeiału. Miejscowa prądkość płynu natomiast jest zwiąkszana przez kształt dolnej cząści w celu upłynnienia Maer^ału przez co wspomagany jest przepływ maaeriału do dyszy.

Korzystnie urzędzenie posiada środki do wprowadzania dodatkowego płynu do dolnej części zbiornika ciśnjeniowego dla wspomagania fluidyzacji w postaci regulatora przepływu, przepływomierza i zaworu jednokleuinkowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którmn? fig.l przedstawia urzędzenie do podawania ścierniwa pokazane schemaaycznie, fig.2 i 3 szczegóły urzędzenia z fig.l w powiększeniu, przy czym fig.2 pokazuje górnę część zbiornika ciśnjeniiwegi, a fig.3 dolnę część tego zbiornika, fig.4 - schemat blokowy wysokociśnieniowego urzędzenia do obróbki strumieniowej według poprzedniego stanu techniki, fig.5 - schemat blokowy układu mieszania ściernówa z nośniłem według wynalazku, fig.6 - wysokociśnieniowy układ ciągłego podawania zawiesiny, fig.7 - zawór przepywowy z syfonem na materiał ścierny, fig.8 - układ ciągłego podawania zawiesiny ściernej w schemacie blokowym, fig.9 - urzędzenie z fig.8 na bardziej szczegółwym schemacie blokowym, fig. 10 i 11 - szczegóły urzędzenia z fig.8, fig.12 - schemat urzędzenia do skrawania za pomocę wodnej obróbki strumieniowej, fig. 13 - szczegół z fig.12 w częśc^Nym przekroju w widoku bocznym, fig.14 i 15 - aneksywn® urzędzenia fluidyzujące w przekroju wzdłużnym, fig.16 - urzędzenie z fig.15 w widoku z góry, fig.17 - urzędzenie z fig.16 podczas pracy w częśc^Nym przekroju wyrwanym oraz fig. 18 urzędzenie z fig.17 umieszczone w zbiorniku maeriału jednorodnego.

W urzędzeniu z fig.l ścierniwo, zarówno w postaci suchej lub jako zawiesina, Jest podawane do leja 205 wypełnionego wodę do maksymmfoej wysokości kintΓoiowtiej przez przelew 207. ścier^nwio może być pobierane z dna leja do góry pionowę rurą 206, prowadzęcę do syfonu 208 poprzez zawór 211, przy czym położenie zaworu 211 jest takie, że objętość przewodu poniżej zaworu 211 jest większa niz objętość przewodu pomiędzy zawor^^m. 211 a syfonem 208 z zachowaniem takiego współczynnika, że gdy ściernwwo o stężeniu roboczym w cieczy nośnej występuje w przewodzie powyżej i poniżej zaworu i przepływ zatrzymuje się, to ści^er^nówo w przewodzie osadza się na maksymalnym poziomie, który znajduje się poniżej poziomu zaworu 211. Można to uzyskać poprzez wykonanie dolnej części rury 206 o większym przekroju poprzecznym niz część powyżej zaworu. Zawór w stanie spoczynkowym będzie więc zawierał czystę ciecz nośnę i będzie mógł pracować bez wciągania ścier^nwia pomiędzy części robocze. Mnimalna wartość tego współczynnika zależy od stężenia ścljrπiwα w cieczy nośnej , lecz może być zaproJekiiwanj urzędzenie o współczynniku dostosowanym do większości stężeń roboczych.

154 426

Zbiornik ciśnieniowy 201 na dwa współosiowe przewody 225, 226 w swym górnym końcu, co bardziej szczegółowo jest pokazane na figurze 2 oraz dolny koniec z wylotem typu pułapkowego jak to jest pokazane bardziej szczegółowo na figurze 3. Wewnntrzny przewód współosiowy 225 jest połęczony poprzez syfon 208 i zawór 211 z pionowę rurę 206. Wyεoioiiśπieniowα pompa wodna 209 doprowadza wodę dwoma przewodami, przy czym jeden przewód prowadzi poprzez nastawny ogranicznik przepłw^u 217, przepływomierz 216, zawór zwrotny 220 i zawór 213 do zewnętrznego przewodu współosiowego 226, zaopatrzonego w filtr siatkowy 227 na wlocie do zbiornika 201. Połęczenie pomiędzy zaworem 213 i zewnętrznym współisiowym przewodem 226 prowadzi poprzez zawór 221 do pompy ssęcej 210, która podaje wodę do górnej części leja 205. Pompa 210 jest w stanie utrzymywać podciśnienie wlotowe 63 cm słupa rtęci oraz niskie stężenie zawiesiny, ponieważ drobniejsze frakcje ścierniwa będę przechodzić przez filtr siatkowy 227. Odpowwednię pompę będzie tu pneummtycznie sterowana pompa przeponowa.

Przewód stanowięcy drugie odgałęzienie na wylocie pompy 209 prowadzi poprzez zawór zwrotny 219 do złęcza, którego jedna gałęź Jest połęczona poprzez zawór odcinajęcy 212 z przewodem wy^^wym 204 zbiornika ciśnienoowego 201, a druga jest podłęczona do dyszy wylotowej. Zawory zwrotne 219 i 220 sę tak dobrane, że wytwarzana jest rnystarczajęca różnica ciśnień dla uzyskania żędanego przepływu poprzez zbiornik ciśnieniowy 201; pozostały wydatek pompy Jest zawracany poprzez zawór 219, który bocznikuje zbiornik ciśnienóowy 201. W celu zabezpieczenia zastosowane sę zawory przeciężeⁿiowe 218. Przy uruchomieniu zbiornik ciśnieniowy 201 jest napełniany wodę. Uruchamiana jest pompa ssęca 210 utrzymujęca cyrkulację wody od przewodu 226 w górnej części zbiornika ciśnieniowego 201 poprzez zawór 221, który jest otwarty /zawory 212 i 213 sę teraz zamk^^e/ do leja 205 i z dna leja poprzez rurę 206 z powrotem do przewodu 225 zbiornika 201. Lej 205 jest zasilany ściern^em, które osiada na dnie Różnica ciśnienia wytworzona w rurze 206 i lokalnie zwiększona prędkość cieczy powoduję fluidyzację ścierniwa na wlocie do rury 206 i zawiesina wodna materiału zawartego w leju 205 jest rncięgana do zbiornika ciέniθninwego 201, gdzie udział składników i natężenie przepiłwu sę tak dobrane, aby mat^ri-ał ścierny oddziilił się od zawiesiny, a woda płynęła dalej przewodem 226 do pompy 210. W końcu wytręcone ścierniwo osięgnie poziom filtra sί8tkowlgi 227 na wlocie zewnętrznego przewodu współosiowego 226 w górnej części zbiornika 201, zatrzymując przepływ po zatkaniu oczek filtuu siadowego 227.

Maaeriał ścierny jest tak dobrany, że ziarnisoość częstek leży w wąskim zakresie, w wyniku czego w maeriale wypełniającym zbiornik 201 występuje dużo pustych przestrzeni, umożliwiających przepływ cieczy. Obecność drobniejszych frakcji w takim mat^ri-ale mogłaby zablokować przepływ cieczy poprzez osadzony maseiał, a ponadto takie drobne frakcje nie sę wydajne, gdy ścierniwo przechodzi przez strumień cieczy nośnej dyszy i jest stosowane w celach skrawania, ściernńwo jest odprowadzane ze zbiornika ^śniaD^wego 201 za pomocę wody doprowadzanej pod ciśnieniem z pompy 209 przez zawór 213 do zewnętrznego przewodu współosiowego 226; /zawory 211 i 221 sę zamykięte/. Taki przepływ wody w kierunku prze^wnym do przepływu poprzedniego oczyszcza filtr siatkowy 227 ze ścierniwa i woda przepływa przez osadzony mas^rrlał w kierunku dna zbiornika ciέnieninwego 201, gdzie lokalny model strumienia w pobliżu wylotowego syfonu 204 powoduje sluidyzowanie ścierniwa, które przechodzi przez separator 204 pokazany w powiększeniu na figurze 3, a dalej przechodzi przez zawór odcinajęcy 212 do dyszy wypływowej 222. Opróżnianie zbiornika ciśiieniiwego 201 może być iatizymane w każdej chwńli przez zam^nęcie zaworu 213, w wyniku czego woda tłoczona pompę wodnę 209 jest zawracana poprzez zawór zwrotny 219, a ścierniwo w przewodzie poniżej separatora 204 osadza się poprzez zawór odcinajęcy w przewodzie pomiędzy zaworem 212, a połęcilniem prowadzęcym od zaworu zwrotnego 219, umyolίwlajęc w ten sposób zamlcnnęcie zaworu 212 po uprzednio określonej przerwie kiedy płynęła sama tylko ciecz bez zagrożenia przedostawania się ścierniwa pomiędzy pracujące części zaworu.

□ ak wynika z figury 3 sf^dy^owany maeriał na dnu zbiornika przechodzi poprzez otwór wylotowy 241 do przewodu zewnętrznego 242 i następnie w przestrzeń górnę 243, skęd przewód wylotowy 244 prowadzi centralnie w dół w kierunku zaworu 212. Gdy zawór 213 Jest zaml^nęty i ustaje przepływ przez zbiornik ciśnienoowy 201, ścilΓniwo osiędzie poprzez zawór

154 426

212 tylko z górnej przestrzeni 243 wylotu w przewodzie zewnętrznym 242, a materiał ścierny, który jeszcze nie osięgnie górnej przestrzeni 243 wylotu będzie posiadał z powrotem w zewnętrznym przewodzie 242 i nie przedostanie się do zaworu 212, Tylko niewielka objętość mt^ri.ału ściernego /równa objętości przewodu 244// osiędzie poprzez zawór 212 i jest stosunkowo łatwę sprawę takie dobranie wystarczajęcej objętości przewodu poniżej zaworu 212, aby ścierniwo to mogło osadzić się bez zagrożenia dojścia do wysokości zaworu 212. Nie jest koniecznym stosowanie na wylocie dwóch pionowo skierowanych przewodów syfonu 204. Przykaadowo przejście wlotowe może być poziome lub dowolnie zorienoowane tak, aby zapobiegało osiadaniu ścierniwa ze zbiornika poprzez wylot do zaworu 212. Przy projektowaniu wylotu należy uwzględnić kęt usypowy ścierniwa oraz zmiany położenia całego urządzenia, na przykład gdy jest ono niesione na plecach pod wodę przez nurka. Zatkanie filtra siadowego 227, gdy ściernwwo osięgnie szczyt zbiornika ciśnienowwego 201, może być wykrywane przez czujnik w celu automatycznego wyłęczenia zaworów 212 i 213 oraz uruchomienia pomp 209 i 210 dla zmiany cyklu ładowania na cykl rozładowywania. Poprzez wymuszenie przepływu wodnego przez filtr siatkowy 227 w przeciwnym kierunku podczas cyklu rozładowania w porównaniu do cyklu ładowania, ścier^nw»o zatykające filtr siatkowy 227 będzie autom tycznie wypłukiwane.

Fig.5 ukazuje podstawowy układ wykonania wynalazku, którego odmienność w stosunku do poprzedniego stanu techniki dla ścierniwa, którego nośnikiem jest woda pokazano na fig.4.

W poprzednim układzie według fig.4 wytwarzana jest zawiesina wodna ścierniwa pod stosunkowo małym ciśnieniem, która jest mieszana ze strumieniem czystej wody o dużej prędkości. Mieszania zawiesiny ścierniwa i szybkiego strumienia wody następuje w odpowiednio zaprojektowanym “ejektorze lub “pompie strumieniowoe“, gdzie część energii strumienia o wysokiej prędkości jest przenoszona na zawiesinę ścierniwa w drodze nadania szybkości i wymiany pędu. Wypadkowy strumień przepływu ścierniwa może być zastosowany do cięcia różnych mte^ria^ów. Teoretyczna, maksymalna wydajność pompy strumieniowej wynosi 50%. Wydajność ta jest dodatkowo zmniejszana w przypadku wystąpienia bardzo wysokich stosunków ciśnienia dla przepływu pierwotnego i wtórnego. Jednakże wszystkie znane systemy skrawania za pomocę obróbki strumieniowej maję wykorzystanę tę zasadę w celu: /a/ uniknięcia potrzeby pompowania zawiesiny ścierniwa przy wysokich ciśnieniach /wysokociśnienoowe pompy wodne byłyby narażone na gwałtowne, wręcz awaryjne zużycie przy zastosowaniu do tej pracy, /b/ uniknięcia bardzo szybkiego zużycia, które byłoby spowodowane zastosowaniem zawiesiny ścilrniwa pod wysokim ciέnienlem do konwencjonalnej dyszy strumieniowej.

W przypadku urzędzenia przedstawionego na fig.4 zawiesina jest wytwarzana w urzędzeniu 11 z wykorzystamem doprowadzenia przewodem 16 suchego ścierniwa i przewodem 17 wody pod niskim ciśnieniem. Do mieszania zastosowana jest sprężarka lub pompa hydrauliczna 13, a zawiesina ściermwa jest podawana z urzędzenia 11 do tryskacza 14, który jest zasilany wodę o dużym ciśnieniu, podawanę przez 700-barowę pompę 12, w celu prowadzenia mieszaniny ścierniwa z dużę prędkościę w kierunku przedmiotu obrabianego, przy czym pompa 12 jest zasilana z tego samego niskociśninnriwegr układu wodnego 17 co urzędzenie 11. Tryskacz 14 jest więc nieporęczny, ponieważ zawiesina ścierna jest zasilana wodę doprowadzanę oddzielnym str^umieneem pracującym pod wysokim ciśnieniem, przez co muszę być zastosowane dwa przewody dla tryskacza, czyniąc go nieporęcznym przy skierowywaniu na przedmiot. Tryskacz 14 jest ^e^orem, w którym zawiesina ścieΓniwa jest promieniowo podawana do komory. Wzdłuż osi komory następnie wylot wody pod dużym ciśniemem z dyszy, podobnie jak w zgłoszeniu US wspomnianym powyZse. Zachodzi tu przekazanie pędu z cieczy napędowej na drugę ciecz doprowadzaną, co odbywa się w rurze mieszania. Urzędzena takie sę z zasady małrwydatle.

W rozwiązaniu przedstawoonym na fig.5 uniknięto tych niedogodności, poprzez doprowadzenie do dyszy 23 ściernwwa i cieczy napędowej, jako zawiesiny ścierniwa pod wysokim ciśnieniem. Gdy mieszanina jest wykonana pod wysokim ciśnieniem, jak pokazano na fig.5, nie potrzebne jest dalsze podwyższanie ciśnienia pomiędzy mieszalnikem 22 i dyszę 23, które sę połączone przewodem 24, który może być elastyczny, co ułatwia kierowanie dyszy 23 według potrzeby. Ścierniwo jest podawane przewodem 27 do mieszalnika 22 w stanie suchym lub w postaci zawiesiny, a pompa wysokociśnieniowa 21 podwyższa cieśnienie wody doprowadzonej przewodem 28 do ciśnienia

154 426 do 70 barów /dla niektórych zastosowań mogę być uzyskiwane ciśnienia dochodzące nawet do 10.000 barów/ i podaje do mieszalnika 22, gdzie mieszanie odbywa się pod wysokim ciśnieniem. Może zachodzić potrzeba rozcieńczenia zawiesiny o wysokim ciśnieniu, wytworzonej w meszćilniku 22, zanim dojdzie do dyszy 23. Oest to uzyskiwane poprzez zastosowanie przewodu bocznikującego 25 z szeregowo umieszczonym nastawnym ogranicznikiem przepływu 26. Nie powoduje to dalszego zwiększenia ciśnienia podawanego ścierniwa, a jedynie rozcieńcza go do stężenia wymaganego dla konkretnej operaaji. Przewód 25 łęczy się z przewodem 24 w pobliżu mieszalnika 22, z dala od dyszy 23. Ustalono, że strumień z dyszy 23 wytwarza równe, dokładne przecięcie stalowej blachy, podczas gdy systemy, w których zastosowane Jest porywanie ścierniwa wytwarzaję w zasadzie przecięcia bardziej chropowate i mniej dokładne.

Na fig.6 ścierniwo Jest mieszane z wodę pod niskim ciśnieneem w celu doprowadzenia go do zbiornika ^ś^eD^Nego i następnie do tej mieszaniny jest dodawana woda o dużym ciśnieniu, w celu zwiększenia ciśnienia gotowej mieszaniny dostarczanej do dyszy. Oest to proces dozowany i dla uzyskania ciągłego zasilanie zastosowano tu parę zbiorników ciśnieniowych 32, 33 z odpowiednimi zaworami służącymi do przełączania zasilania dyszy pomiędzy zbiornikami. śjlθΓniwo doprowadzane przewodem 27 jest mieszane z wodę ze zbiorników 32 i 33 w komorze 31 i jest podawane grawitacyjnie do równoległych zbiorników ciśnieniowych 32 i 33 poprzez zawory 34 i 35. Woda jest podawana przewodem 28 do pompy wysokociśnieniowej 36, której wyjście jest podłączone poprzez zawory 37 i 38 do zbiorników ciśnien^Nych 32 i 33. Wyście zbiorników jiśnienliwych 32 i 33 jest połączone poprzez zawory 41 i 42, oraz urządzenie wyrównujące koncannrację ścierniwa 43 z dyszą 23. Zbiorniki ciśni^c^nó^we 32 i 33 są opróżniane poprzez zawory 46 i 45 z powrotem do komory 31, w celu dostarczenia wody tworzącej zawiesinę. Zawory oznaczone parzyście działają wspólnie i znajduję się w an^yfezie do zaworów oznaczonych nieparzyście. Po napełnieniu zbiornika jiśnienliwego 32 zawiesinę o niskim ciśnieniu z komory 31 poprzez zawór 34 następuje zmiana stanu zaworów i woda Jest podawana do zbiornika 32 poprzez zawór 37, w celu transportu zawiesiny pod wysokim ciśnienes* do dyszy 23, podczas gdy zawiesina o niskim ciśnieniu napełnia w tym czasie zbiornik ciśnieniowy 33 poprzez zawór 35. Gdy zbiornik ciśnieniowy 32 zostanie opróżniony z zawiesiny, a zbiornik ^έ^επίο^ 33 zostanie napełniony zawiesinę, następuje ponowna zmiana stanu zaworów i proces jest kontynuowany.

Urzędzenie warównujęce ilncenirację ścierniwa 43 zawiera komorę wirową, w której przepływają na przemian zawiesina i woda, stycznie i spiralnie do wylotu. Poprzez zmianę prędkości i wprowadzenia spira^ego toru, zapewnione jest właściwe wymieszanie wody i zawiesiny na wylocie, co daje jednorodne stężenie zawiesiny w dyszy 23 dla uzyskania Jednorodnych parametrów cięcia i zmniejsza zmiany stężenia ścierniwa w zawiesinie, jakie mogę pojawić się przy zmianie stanu zaworów. Baz urządzenia 43 dysza wykonywałaby raczej perforacje, zamiast ciągłej szczeliny. Zestawy zaworów 34, 35, 41, 42, 45 i 46 maję specjalną konstrukcję, ponieważ przechodzę przez nie cząsteczki ścierniwα - 45 i 46 tylko w małym stopniu.

Konstrukcja ta jest pokazana szczegółowo na fig.7. Zawiesina ścierniwa wchodzi do zaworu w miejscu 134, poprzez komorę wychw^cjącą lub pułapkę 135, m^aącą podwyższony wylot 136 prowadzący do kulki 133. Fig.7 pokazuje ten zawór w położeniu otwartym. Zazwyczaj przed uruchomieniem zaworu następuje zatrzymanie przepływu, poprzez zadziałanie zaworów pracujących na czystej cieczy nośnej Po kilku sekundach zwłoki cząsteczki ścierniwa opadają poza kulkę i gniazdo zaworu i zawór można uruchomić bez obawy uszkodzenia.

V układzie przedsa^wó^i^^m na fig.8 śjleriiwl i woda są doprowadzane wspó^ie do wlotu 49 długiej pionowej rury 48, której dolny koniec prowadzi do dyszy. Taki układ ummoliwia podawanie mieszaniny śjiirniwα i wody do dyszy 23 pod wyzszym clέil^ΓliM wywołanym przez ciężar wody i ścierniwa w rurze 48, bez stosowania pompy podwiylsajęjij ciśnienie.

W układzie według fig.9 zastosowane są pośrednie wychwytłiaczi ścierniwa 47, ur^ieszczone wzdłuż długości rury 48, dla zapobieżenia opadnięciu wszystkich cząstek ścierniwa na dno tej rury, w chw^i zamknnęcia dyszy 23.

Schemat takiego iyjhwytywjjzj jest pokazany na fig.10. Komora 61 posiada przewód wlotowy 62 o osi ustawionej w jednej linii z osią przewodu wylotowego 63 o nieco większym

154 426 przekroju niż średnica przewodu wlotowego 62; oba przewody są wewnątrz komory 51 nachylone względem pionu, a pomiędzy wlotem i wylotem znajduje się odstęp 64. Gdy pomiędzy wlotem i wylotem występuje przepływ zawiesiny, pęd ściernwa przenosi je przez odstęp 64 do wylotu.

Gdy przepływ zostanie zatrzymany, ścierniwo w zawiesinie na wlocie opada poprzez wolną przestrzeń odstępu 64 na dno komory 51 i me przepływa w dół przez główną rurę od wylotu. Komora może być opróżniono przez otwarcie zaworu 65, co może być korzystnie wykonane podczas przepływu zawiesiny przez układ, dla umknięcia przepełnienia następnej komory leżącej poniżej. Komora 61 jest dostatecznie duża, aby mogła pomieścić każdą ilość ściei^nb^a pozostającego w rurze powyżej stacji wychwytowej. Stacja może być zastosowana zamiast pułapek we wcześniej opisanych wykonaniach. Gdy wymagane jest podłączenie wielu dysz do pionowej rury, znajduje zastosowanie wielofazowy rozdzielacz przepływu 70, przedstawiony na fig.il. Zastosowana jest tu komora 71 z pionowym przewodem wlooowym 72, sklonowanym w kierunku lcca tarczy 73 na dnie komory i wylotami 74 umieszczonymi promieniowo wokół komory powyżej końca przewodu wlotowego 72.

Układ ten zapewniła pozostawanie ścierniwa w zawiesinie oraz jednakowe stężenie zawiesiny podawanej do poszczególnych wylotów 74. Lico tarczy powinno być łatwo wymieeialne, ponieważ będzie ulegało zuzyciu przez uderzające ścierniwo. Przy dnie rury 46 zastosowano zawór opróżniający 85 /patrz fig.9/, prowadzący do zbiornika odbierającego 86, do którego może być spuszczone ściei^nw^o wraz z niepotrzebną zawiesiną.

W układzie przedstawionym na figurach 12 i 13 woda ze zbiornika 311 jest pobierana przez strumienóową pompę wodną 312 i pompowana przewodem zasilająyym 313 wyposażonym w manorneer 314 poprzez nastawny zawór 315 do ejektora 316. Wylot ejektora 316 j®st połączony z następnym manometrem 317 i poprzez giętki przewód 318 z dyszą 319, która jest skieoowana na maaeriał przeznaczony do usunięcia, w tym wypadku skorodowaną warstwę wnętrza rury 321. Zawiesina wa^riału ściernego doprowadzana j^est do ejektora ze zbiornika 323 poprzez zawór 322. W skład zbiornika 323 ściernówa wchodzi lej posiadający górną część cylindyyczną 324 oraz dolną część 325 w kształcie ściętego stożka, którego wylot jest podłączony poprzez zawór 322 do ejektora 316. Woda z przewodu 313 wypływa poprzez zawór 326 do dwóch równoległych ramion, z których każda posiada regulator przepływu 327, przepływomierz 328 oraz zawór jednokierunkowy 329. Ciecz z górnego ramienia równoległego jest podawana do górnego regionu cylindrycznej części 324, celem przemieszczenia niezmąconego ściernwwa zawartego w cylindrycznej części 324 w kierunku dolnego leja stożkowego 325. Jak to najlepiej widać na fig.13 przewód 331 doprowadzający wodę jest równoległy do ściany 332 części stożkowej 325 i znajduje się w płaszczyźnie pionow^e. Kannaiki wylotowe z wnętrza przewodu 331 są sk^c^wane równolegle ^do ^ścianki ³³² i pomylone ^pod ^kątem co najmnie,] 30° w d<5ł od poziomu. Woda prze^pł^wająca przez kanaaiki 333 upłynnia ściernwwo w części stożkowej 325 co wynika z miejscowego przyrostu prędkości i kieruje je w stronę wylotu. Dokładne kąty nachylenia części 325 i pochylenia kanalików 333 mogą być dostosowane do stosowanego rodzaju ściernwa i cieczy. Przejście przewodu łączącego 334 przez lej od dolnego kanalika równoległego do rury 331 jak to pokazano na fig. nie jest konieczne. Jakość zawiesiny doprowadzanej do dyszy 319 może być regulowana poprzez wzajemne ustawienie dwóch regulatorów 327, oraz zaworu nastawnego 315.

Sterowanie jakością może być przeprowadzone za pomocą marnoimerów wskazujących. Mogą być wykonane różne odmiany przedstawionych urządzeń. Na przykład może być zastosowane kilka (przewodów 331 kąt ^plłów^klw^y w cz^ęści stożkowej może ^być inn^y niż 30°. ^pcnieoa^ż z leja ³²³wychodzi już gotowa zawiesina, może być on podłączony bezpośrednio do dyszy 319. Gdy zawiesina ma być mieszana z cieczą wypływającą pod wysokim ciśnjenjym z przewodu 313, w płycie ejektora 316 może być zastosowane proste połączenie. Fig.14 przedstawia urządzenie fluidyzujące, w skład którego wchodzi korpus cylindryczny 261 z pllsiowym otworem otwaryym w dolnej części, pldzleionym na dwie koncentryczne komory 262 1 263 przez współosiową rurę ze stali nierdzewnej 264. Rura 264 zamontowana Jest przesuwnie w otworze 265 w zamkniętym górnym końcu korpusu i może być zamocowana we właścw^'^m położeniu za pomocą wkrętów dociskowych 268, przy czym pierścienie uszczelniające o przekroju okrągyym 266 i 267 uszczelniają rurę w otworze po obu stronach tych wkrętów. Poosiowe położenie rury 264 może być wyregulowane w dostosowaniu do

154 426 warunków pracy urządzenia. w pobliżu górnego końca komory 262 znajduje się styczny wlot 269.

Podczas pracy ciecz wprowadzona do komory 262 poprzez wlot 269 przechodzi ruchem wirowym w kierunku otwartego końca korpusu, gdzie porywa i upłynnia ściei^nWo znajdujące się w tym rejonie. Upłynnione ścierniwo Jest następnie wciągane przez rurą 264, e jego ruch Jest wywoływany przez zasysanie występujące przy wylocie lub ciśnienie wytworzone w danym materiale w pojemniku wokół korpusu.

Fig.15 przedstawia urządzenie podobne do pokazanego na fig.14 z tę różnicę, że w korpusie 272 utworzona jest tylko jedna komora 271. Komora 271 ma część 273 o zmniejszonej średnicy w dolnej części z dzwonkowe uksztθłriwenym otworem 274 i jest również zaopatrzona w górnej części w odpooweerzacz 275 do usuwania zbędnego powwetrza z komory 271. W odpa^ae^aczu 275 może być zastosowany powwetrzny zawór jednokierunkowy. Oprócz wlotu 276 stycznego do górnej części komory w dolnej jej części występuje styczny wylot 277, powyżej części o zunejszonej średnicy. Wylot 277 ma większe wymiary niż wlot i jest umieszczony w ten sposób, aby odbierał ciecz cyrkulującą w komorze poprzez wlot 276. Górna część korpusu jest stożko*^ dla ułatwienia przepływu mac^rlialu ścierniwa, a odpowwetrzacz 275 przebiegający poosiowo poprzez spód korpusu oraz część o zmnieJszonoj średnicy są korzystne, choć nie konieczne. Mogę być one także zastosowane w urządzeniu przedstaw^nym na fig.14.

Fig.16 ukazuje wprowaddenie wody do komory poprzez wlot 276 i jej wirowanie. Ten wirujący przepływ weK^^z korpusu oddziaływuje tak jak hydrocyklon, który wytwarza rdzeń zewnętrzny i wow^i^ny. Powwetrze wchodzące ewen^e^ie w ten układ uzyskuje w/mj^^ony ruch ku środkowi cyklonu i może ulecić poprzez odpovwet rzacz 275. Wirujący przepływ wodny wypływa z komory 271 i rozszerza się tworząc stożek wody, który jest w stanie zamieszać i wytworzyć zawiesiną ścierniwa znajdującego się w obszarze tego stożka.

Część o z^ajazonej średnicy w dolnym końcu komory ułatwia rozdzielenie przepływu. Zawiesina ścierniwa jest następnie wciągana w waw^i^ny rdzeń wirujący w wyniku podciśnienia i Jest podnoszona w górną część komory, gdzie napotyka wirujący przepływ zewnętrzny. ŚcioΓniwo Jest przyśpieszone w tym przepływie i ściągane w dół, w marę wirowania przy ściance kom^^ry. Pomiędzy otworem o dzwonkowym kształcie i wylotem 277 może być zastosowana różnica ciśnienia wspomiaatęia przepływ obrotowy i zwiększająca odprowadzenie ścierniwa z tego urządzenia. Taka różnica ciśnienia może być uzyskana w drodze zastosowania ssania na wylocie 277, lub wywiania ciśnienia w zbiorniku magazynującym ścierniwa, w którym ten korpus zostanie umieszczony. W tym drugim wypadku wylot 277 musi być wyprowadzony do regionu o niższym ciśnieniu, leżącego poza ήέηόϋ^«γπι zbiorniki-em.

Uzyskiwana jest tu eamoreeglacja, ponieważ ilość ścierniwa, jaka może być upłynniona i pompowana w dowolnym czasie jest zależna od ilości wody dostarczanej przez wlot 276,oraz od prędkości wirowania w komorne. Wpływa to na zimniejszenie ciśnienia wewnątrz wewnętrznego rdzenia, który wciąga zawiesinę cząsteczek do komory, Zmnni^jszenie ciśnienia jest również uzależnione od stężenia ściermwa w komorze i tym samym regulowany jest dalszy przepływ ścierniwa w komorne. Czynrnki te sę ostatecznie uzależnione od wymiarów urządzenia upłynniającego oraz jego geommtrii.

Zbiornik maggzynuu ęcy jest tak zaprojektowany, że ściei^nwo może swobodnie płynęć w kierunku jego podstawy. Urzędzerne upłynniające jest umieszczone w pooliżu podstawy zbiornika, jak pokazano na fig. 15. ŚcieΓniwo jest ściśle upakowane wokół korpusu 272, poza przestrzenii na dole, gdzie następuje upłynnianie. Pomiędzy urządzemiem lpłyęniatącmmi i zbirrnikiom pozostawiona jest wcina przestrzeń umoo Ima jąca łatwy przepływ wokół urzędzenia i do urzędzenia. Działanie upłynniające stożka wodnego może być spotęgowane poprzez umieszczenie podstawy tego urzędzenia w niewielkiej pionowej odległości ponad płytkg powierzchnię. Z tego powodu najbardziej korzystny» byłby zbiornik o stożkowych bokach w części głównej oraz o piaskuj podstawie, nad którą urzędzenie to jest umieszczone.

Oowolne z urzędzeń upłynniających oraz urzędzeń o jednokΙπιkowwym przepływie opisanych powyżej może być zastosowane w dowolnym z urzędzeń miesza jęcych, także opisanych powyżee .

Nz fig.16 pokazano urzędzenie fluidyzujące w widoku z góry z winem 276 dostarczajęcym wodę i wylotem 277 i odpowie t ^ιι^οπι 275 uo.eszc^r^Γ^i^m₁ w centralnej części zbiornika od góry.

154 426

Na fig.17 - pokazano schemat pracy urządzenia z fig.16 przedstawionego w przekroju częściowym z wlotem 276 i wylotem 177 oraz częścią cylindryczną 271.

Na fig.18 - pokazano urządzenie z fig.17 z przewodami 276 i 277 umieszczone w zbiorniku z wypełnionym materiałem cząsteczkowym.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wytwarzania strumienia mieszaniny ściernej złożonej ze ścierniwa i cieczy nośnee, zawierające zbiornik ciśnienoowy z przewodem wlotowym oraz z przewodem dyszy, za pomocą którego ze zbiornikeem ^śc^n^wym połączona Jest dysza, znamienne t y m, że posiada przewód wylotowy /226/ zbiornika ciśnienoowego /201/, zawór odcinający /212/ do zamykania przewodu dyszy /222/, obieg cyrkułacyjny prowadzący przez przewód wlotowy /225/ i wylotowy /226/ zbiornika ciśnieniowego /201/ oraz lej /205/ do dodatkowego wprowadzania ścierniwa w obieg, przy czym obieg wyposażony jest w zawory /211, 221/ do odcinania zbiornika ciśniθnίowegi /201/ od pozostałego obiegu cyrkulacyjnego, pompę /210/ wprowadzającą ścier^nwo w obieg cyrkułacyjny, gdy zbiornik ciśnienóowy /201/ nie jest odcięty, a przewód dyszy /222/ Jest zamknięty - do gromadzenia ścierniwa w zbiorniku ciśnłeniowym oraz środki korzystnie w postaci pompy wodnej /209/ przepływomierza /216/, ogranicznika przepływu /217/, zaworu zwrotnego /220/ i zaworu /213/ zasilające zbiornik ciśnleniwy /201/ cieczą nośną pod ciśnieniem, gdy zbiornik ten jest odcięty od pozostałej części obwodu cyrkulacyjnego, a przewód dyszy jest otwarty, przez co mieszanina ścierniwa jest przetłaczana przez dyszę /222/ bez dalszego wytwarzania ciśnienia.
2. Urządzenie według zastrz.1, znamienne tym, że na przewodzie wylooDwym /226/ ma filtr /227/ zapobiegający dalszemu przepływowi przez obwód cyrkułacyjny gdy ścier^nó^o w zbiorniku ciśnłeniowye /201/ osiągnie poziom filtra /221/, przy czym zasilanie jest podłączone do zbiornika ciśiieniowθgi /201/ poprzez przewód wylotowy /226/ i ten filtr /227/.
3. Urządzenie według zastrz.l lub 2, znamienne tym, że dla przejścia cieczy nośnej podawanej przez pompę wodną /209/ bezpośrednio przez dyszę /222/ ze zbicznlkooaniem zbiornika ciśiieniowegi /201/ ma zawór zwrotny /219/.
4. Urządzenie według zastrz.3, znamienne tym, że zawór zwrotny /219/ znajduje się na przewodzie bocznikującym.
5. Urządzenie według zastrz.l lub 2, znamienne tym, że przewód dyszy /222/ powyżej zaworu odcinającego /212/ zawiera separator /204/, przy czym przewód dyszy /222/ ma poniżej zaworu odcinającego /212/ objętość ^^ssiarczającą dla zgromadzenia całego Mteeiału, który osiada z części przewodu dyszy /222/ poniżej separatora /204/ oraz zaworu /212/ po ustaniu przepływu.
6. Urządzenie według zaetrz.l, znamienne tym, że zbiornik clśnieniooy /201/ posiada górną część ukształiowaną w sposób przerywający przepływ osadzonego materiału w tej części, gdy płyn pod ciśnieneem jest wprowadzony powyżej tego maeriału, miejscowa prędkość płynu natomiast jest zwiększana przez kształt dolnej części w celu upłynnienia maeri-ału przez co wspomagany jest przepływ maaeriału do dyszy /222/.
7. Urządzenie według zastrz.6, znamienne tym, że posiada środki do wprowadzania dodatkowego płynu do dolnej części zbiornika ciśnienoowego /201/ dla wspoeetanίt fluidyzacji, w postaci regulatora przepłwu /^2.1/, przepływomierza /328/ i zaworu jednokieunkkowego /329/.

154 426

I

154 426

FIG 4.

-·— li f—-17 T—-48 47-4 Jl rH-*^- FIG.9. L ^Ύ Μ⁶ »4=j_

154 426

154 426

FIG.18.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł