RU2233711C1

RU2233711C1 - Thermodynamic disperser

Info

Publication number: RU2233711C1
Application number: RU2002130688/12A
Authority: RU
Inventors: Н.Е. Курносов (RU); Н.Е. Курносов; В.М. Пичугин (RU); В.М. Пичугин; Д.Н. Давыдов (RU); Д.Н. Давыдов; А.В. Тарнопольский (RU); А.В. Тарнопольский; С.Н. Бурцев (RU); С.Н. Бурцев; С.Н. Курносов (RU); С.Н. Курносов
Original assignee: Курносов Николай Ефимович
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-08-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention can be used for cooling and lubricating zone of cutting by atomized cooling and lubricating substances, carrying out chemical reactions, spraying and painting of surfaces, cooling and humidifying of air, mixing and atomizing heterogeneous liquids, etc. Proposed device has compressed air delivering pipeline with fitted on pressure regulator, and swirl tube with tangential inlet. Outlet of swirl tube are connected with air flow selector one outlet of which is connected with pneumatic silencer and the other, with tangential inlet of sprayer. Cold flow outlet branch pipe of sprayer is connected with second pneumatic silencer, and branch pipe for taking-in medium to be atomized is connected with multisection reservoir through feed volume regulators.

EFFECT: provision of atomizing difficult-to-mix liquids, heterogeneous substances, emulsions differing in viscosity and possibility of regulation of temperature of atomized substances.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыления жидкостей и прочих текучих веществ, порошков, а также сред, содержащих разнородные компоненты или плохо смешиваемые механическим путем жидкости.The invention relates to techniques for spraying liquids and other fluid substances, powders, as well as media containing heterogeneous components or poorly mechanically mixed liquids.

Оно может найти применение в различных технологических процессах, например, для охлаждения и смазки зоны резания распыленными жидкостями, для напыления и окраски поверхностей, для охлаждения и увлажнения воздуха, для смешения и распыления разнородных жидкостей и т.д.It can find application in various technological processes, for example, for cooling and lubricating the cutting zone with sprayed liquids, for spraying and painting surfaces, for cooling and humidifying air, for mixing and spraying dissimilar liquids, etc.

Известно устройство для охлаждения зоны резания (патент RU 2016738 C1, 5 B 23 Q 11/10, 30.07.94).A device for cooling the cutting zone (patent RU 2016738 C1, 5 B 23 Q 11/10, 07/30/94) is known.

Общими признаками заявляемого устройства и аналога является наличие источника сжатого воздуха, вихревой трубы с тангенциально-спиральным сопловым вводом, с выводами холодного и горячего потоков, а также системы трубопроводов.Common signs of the claimed device and analogue is the presence of a compressed air source, a vortex tube with a tangentially spiral nozzle inlet, with the findings of cold and hot flows, as well as a piping system.

В устройстве-аналоге достигается регулирование охлаждения зоны резания за счет изменения давления воздуха, его расхода и температуры. Недостатком устройства-аналога является ограниченная область применения.In the analog device, regulation of the cooling of the cutting zone is achieved by changing the air pressure, its flow rate and temperature. The disadvantage of the analog device is the limited scope.

В качестве прототипа выбран распылитель (патент RU 2187383 С1, 7 В 05 В 7/00, B 04 C 7/00//B 23 Q 11/10, 20.08.2002).As a prototype, a spray gun was selected (patent RU 2187383 C1, 7 V 05 V 7/00, B 04 C 7/00 // B 23 Q 11/10, 08/20/2002).

Общими признаками заявляемого устройства и прототипа является наличие распылителя с тангенциальным вводом сжатого воздуха, с патрубком вывода холодного потока, патрубком забора и патрубком выброса распыляемой среды, а также системы трубопроводов.Common features of the claimed device and prototype is the presence of a spray with a tangential injection of compressed air, with a cold flow outlet pipe, a sampling pipe and a discharge pipe for the sprayed medium, as well as a piping system.

Устройство-прототип позволяет распылять эмульсии различной вязкости, смеси воды с порошком.The prototype device allows you to spray emulsions of various viscosity, a mixture of water with powder.

Недостатком прототипа являются невозможность совместного распыления плохо смешиваемых механическим путем жидкостей и невозможность термодинамического воздействия на распыленные среды, что сужает область применения.The disadvantage of the prototype is the impossibility of co-spraying poorly mechanically mixed liquids and the inability of thermodynamic effects on sprayed media, which narrows the scope.

Технической задачей, на которую направлено заявляемое устройство, является расширение области применения, возможность совместного распыления разнородных веществ, плохо смешиваемых жидкостей, а также интенсификация процесса взаимодействия диспергируемых веществ, например, при проведении химических реакций, адсорбции газов путем подачи в распылитель горячего или холодного потока сжатого воздуха, повышение физико-химической активности и проникающей способности смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) и регулирование объема подачи фракций в распылитель.The technical problem addressed by the claimed device is to expand the scope, the possibility of co-spraying dissimilar substances, poorly mixed liquids, as well as the intensification of the process of interaction of dispersible substances, for example, during chemical reactions, gas adsorption by applying a hot or cold stream to the spray air, increase of physicochemical activity and penetrating ability of lubricant-cooling technological environments (SOTS) and volume regulation odachi fractions nebulizer.

Задача решена тем, что в термодинамическом диспергаторе, содержащем распылитель с тангенциальным вводом сжатого воздуха, с патрубком вывода холодного потока, патрубком забора и патрубком выброса распыляемой среды, а также систему трубопроводов, согласно изобретению предусмотрено следующее: он снабжен регулятором давления, вихревой трубой с тангенциальным вводом, с выводами холодного и горячего потоков, переключателем воздушных потоков, двумя пневмоглушителями, резервуаром распыляемой среды, регуляторами объема подачи распыляемой среды, при этом резервуар распыляемой среды выполнен многосекционным, регулятор давления установлен на трубопроводе подачи сжатого воздуха перед вводом в вихревую трубу, выводы холодного и горячего потоков вихревой трубы соединены трубопроводом соответственно с первым и вторым входом переключателя воздушных потоков, один из выходов которого трубопроводом соединен с первым пневмоглушителем, а другой - с тангенциальным вводом распылителя, вывод холодного потока которого трубопроводом соединен со вторым пневмоглушителем, а патрубок забора распыляемой среды соединен через регуляторы объема подачи с соответствующими секциями резервуара распыляемой среды.The problem is solved in that in a thermodynamic disperser containing an atomizer with a tangential inlet of compressed air, with a cold flow outlet pipe, a intake pipe and a nozzle for ejecting the sprayed medium, as well as a piping system, according to the invention, the following is provided: it is equipped with a pressure regulator, a vortex tube with a tangential inlet, with cold and hot flow leads, air flow switch, two air silencers, spray reservoir, spray volume regulators food, while the reservoir of the sprayed medium is multi-sectional, the pressure regulator is installed on the compressed air supply line before entering the vortex tube, the conclusions of the cold and hot vortex tube flows are connected by a pipeline to the first and second input of the air flow switch, one of the outputs of which is connected to the first air silencer, and the other with the tangential inlet of the atomizer, the cold stream outlet of which is connected by a pipeline to the second air silencer, and the branch pipe The spray medium is connected via flow volume controllers to the corresponding sections of the spray tank.

Новые отличительные конструктивные узлы устройства: регулятор давления, вихревая труба, переключатель воздушных потоков, два пневмоглушителя, резервуар распыляемой среды, регуляторы объема подачи распыляемой среды по количеству секций резервуара.New distinctive structural components of the device: pressure regulator, vortex tube, air flow switch, two air silencers, spray medium tank, spray volume controllers according to the number of reservoir sections.

Новое конструктивное выполнение: резервуар распыляемой среды выполнен многосекционным, что необходимо при использовании плохо смешиваемых механическим способом компонентов распыляемой среды, в том числе жидких и порошкообразных, которые размещают в отдельных секциях резервуара.New design: the reservoir of the sprayed medium is multi-sectional, which is necessary when using poorly mechanically mixed components of the sprayed medium, including liquid and powder, which are placed in separate sections of the tank.

Новые соединения конструктивных узлов: регулятор давления установлен на трубопроводе подачи сжатого воздуха перед вводом в вихревую трубу, что позволяет регулировать расход сжатого воздуха и температуру холодного и горячего потоков.New connections of structural units: a pressure regulator is installed on the compressed air supply pipe before entering the vortex tube, which allows you to control the flow of compressed air and the temperature of the cold and hot flows.

Переключатель воздушных потоков соединен с выводами холодного и горячего потоков вихревой трубы и с тангенциальным вводом распылителя, что необходимо для переключения потоков, подаваемых в распылитель.The air flow switch is connected to the terminals of the cold and hot vortex tube flows and to the tangential inlet of the atomizer, which is necessary to switch the flows supplied to the atomizer.

Подача горячего потока способствует интенсификации диспергирования, ускорению реакции при взаимодействии компонентов распыляемой среды.The supply of a hot stream contributes to the intensification of dispersion, accelerating the reaction during the interaction of the components of the sprayed medium.

Подача холодного потока воздуха интенсифицирует охлаждение режущего инструмента при механической обработке.The supply of a cold air stream intensifies the cooling of the cutting tool during machining.

Один из выходов переключателя воздушных потоков соединен с первым пневмоглушителем. Холодный вывод распылителя соединен со вторым пневмоглушителем. Пневмоглушители осуществляют гашение шума одного из потоков воздуха, сбрасываемого из вихревой трубы, и потока воздуха, сбрасываемого из распылителя, тем самым улучшая санитарно-гигиеническую обстановку на рабочем месте.One of the outputs of the air flow switch is connected to the first air silencer. The cold outlet of the atomizer is connected to a second air silencer. Air silencers suppress the noise of one of the air streams discharged from the vortex tube and the air stream discharged from the spray gun, thereby improving the sanitary and hygienic situation at the workplace.

Каждая секция резервуара распыляемой среды имеет регулятор объема подачи, что позволяет устанавливать соотношение компонентов распыляемой среды.Each section of the reservoir of the sprayed medium has a flow volume regulator, which allows you to set the ratio of the components of the sprayed medium.

Распылитель осуществляет диспергирование компонентов, которые внутри него перемешиваются с поступающим в него вихревым потоком сжатого воздуха.The atomizer disperses the components that are mixed inside it with the swirling stream of compressed air entering it.

Перечисленные новые конструктивные узлы, их соединение между собой, новое конструктивное выполнение резервуара позволяют решить поставленную техническую задачу - расширить область применения созданного устройства, интенсифицировать процесс диспергирования, смешивания и взаимодействия распыляемых сред, повысить физико-химическую активность СОТС.The listed new structural units, their connection with each other, the new constructive design of the reservoir allow us to solve the technical problem - expand the scope of the created device, intensify the process of dispersion, mixing and interaction of sprayed media, increase the physicochemical activity of COTS.

Совокупность отличительных признаков заявляемого устройства не обнаружена по патентной и научно-технической литературе.The set of distinctive features of the claimed device is not found in the patent and scientific literature.

На чертеже приведена схема термодинамического диспергатора, где:The drawing shows a diagram of a thermodynamic dispersant, where:

1 - трубопровод подачи сжатого воздуха,1 - pipeline supply of compressed air,

2 - регулятор давления,2 - pressure regulator,

3 - вихревая труба,3 - vortex tube

4 - тангенциальный ввод вихревой трубы,4 - tangential entry of the vortex tube,

5 - вывод холодного потока вихревой трубы,5 - conclusion of the cold stream of the vortex tube,

6 - вывод горячего потока вихревой трубы,6 - conclusion of the hot stream of the vortex tube,

7, 8 - трубопроводы,7, 8 - pipelines,

9 - переключатель воздушных потоков,9 - air flow switch,

10, 11 - пневмоглушители,10, 11 - air silencers,

12 - распылитель,12 - sprayer

13 - тангенциальный ввод распылителя,13 - tangential input of the atomizer,

14 - вывод холодного потока распылителя,14 - conclusion of the cold stream of the atomizer,

15 - патрубок забора распыляемой среды,15 - pipe intake spray medium

16 - патрубок выброса распыляемой среды,16 - pipe discharge of the sprayed medium,

17 - трубопровод,17 - pipeline

18 - резервуар распыляемой среды,18 - reservoir of the sprayed medium,

19 - регуляторы объема подачи распыляемой среды.19 - regulators of the volume of supply of the sprayed medium.

Термодинамический диспергатор содержит трубопровод 1 подачи сжатого воздуха, регулятор давления 2, установленный на трубопроводе 1, вихревую трубу 3, тангенциальный ввод 4 которой соединен с регулятором давления 2. Вывод холодного потока 5 соединен трубопроводом 7 с первым входом переключателя 9 воздушных потоков, вывод горячего потока 6 соединен трубопроводом 8 с вторым входом переключателя 9 воздушных потоков. Один из выходов переключателя 9 соединен с первым пневмоглушителем 10. Второй выход переключателя 9 соединен с тангенциальным вводом 13 распылителя 12. Вывод 14 холодного потока распылителя 12 соединен со вторым пневмоглушителем 11. Патрубок 15 забора распыляемой среды соединен трубопроводом 17 с резервуаром 18, каждая секция которого имеет регулятор 19 объема подачи распыляемой среды.The thermodynamic dispersant contains a compressed air supply pipe 1, a pressure regulator 2 mounted on the pipe 1, a vortex pipe 3, the tangential input 4 of which is connected to the pressure regulator 2. The cold stream output 5 is connected by a pipe 7 to the first input of the air flow switch 9, a hot stream output 6 is connected by a pipe 8 to the second input of the air flow switch 9. One of the outputs of the switch 9 is connected to the first air silencer 10. The second output of the switch 9 is connected to the tangential inlet 13 of the atomizer 12. The output 14 of the cold flow of the atomizer 12 is connected to the second air silencer 11. The nozzle 15 for intake of the spray medium is connected by a pipe 17 to the reservoir 18, each section of which has a regulator 19 of the flow rate of the sprayed medium.

Термодинамический диспергатор работает следующим образом. Сжатый воздух давлением 0,01...0,02 мПа по трубопроводу 1 через регулятор давления 2 подается на тангенциальный ввод 4 вихревой трубы 3, где он закручивается и приобретает вихревое движение, а затем разделяется на две составляющие: холодный и горячий потоки. Холодный поток выводится через вывод 5 и по трубопроводу 7 поступает на первый вход переключателя 9 воздушных потоков. Горячий поток через вывод 6 по трубопроводу 8 поступает на второй вход переключателя 9 воздушных потоков. Из переключателя 9 один поток направляется на тангенциальный ввод 13 распылителя 12, а другой через первый пневмоглушитель 10 сбрасывается в атмосферу.Thermodynamic dispersant operates as follows. Compressed air with a pressure of 0.01 ... 0.02 MPa through a pipe 1 through a pressure regulator 2 is supplied to the tangential input 4 of the vortex tube 3, where it swirls and acquires a vortex motion, and then is divided into two components: cold and hot flows. The cold stream is discharged through terminal 5 and through the pipeline 7 is supplied to the first input of the air flow switch 9. The hot stream through terminal 6 through line 8 enters the second input of the air flow switch 9. From the switch 9, one stream is directed to the tangential input 13 of the atomizer 12, and the other through the first air silencer 10 is discharged into the atmosphere.

Воздушный поток, поступающий в распылитель 12, создает в осевой зоне разрежение, вследствие чего из резервуара 18 происходит забор распыляемой среды во внутреннюю полость распылителя 12. В распылителе 12 происходит разделение поступающего в него сжатого воздуха на холодный и горячий потоки. Холодный поток через торцевой вывод 14 поступает во второй пневмоглушитель 11 и далее в атмосферу. Горячий вихревой поток внутри распылителя перемешивается с поступающей в него распыляемой средой, которая приобретает мелкодисперсное состояние и выводится через патрубок 16 выброса в виде факела аэрозоля.The air flow entering the atomizer 12 creates a rarefaction in the axial zone, as a result of which the spray medium is taken from the reservoir 18 into the internal cavity of the atomizer 12. In the atomizer 12, the compressed air entering it is divided into cold and hot flows. The cold stream through the end terminal 14 enters the second air silencer 11 and further into the atmosphere. The hot vortex flow inside the atomizer is mixed with the sprayed medium entering it, which acquires a finely dispersed state and is discharged through the ejection nozzle 16 in the form of an aerosol plume.

Удельная поверхность распыленной жидкости в 600-700 раз больше, чем у не распыленной, это позволяет повысить физико-химическую активность и проникающую способность смазочных сред, лекарственных смесей и т.д.The specific surface of the sprayed liquid is 600-700 times larger than that of the non-sprayed one, which allows to increase the physicochemical activity and penetration of lubricating media, medicinal mixtures, etc.

Термодинамический диспергатор прошел испытания в заводских условиях на ОАО “Пензкомпрессормаш” при обработке крупногабаритных деталей. В результате получения смазочно-охлаждающей технологической среды с высокими физико-химическими свойствами повысилась стойкость режущего инструмента, ликвидировалась задымленность цеха. Термодинамический диспергатор нашел применение для увлажнения воздуха в помещениях, где присутствуют пылеобразные, пожаро- и взрывоопасные вещества.The thermodynamic dispersant was tested at the factory at Penzkompressormash OJSC when processing large parts. As a result of obtaining a lubricating-cooling technological medium with high physicochemical properties, the resistance of the cutting tool increased, and the smokiness of the workshop was eliminated. Thermodynamic dispersant has found application for humidification of air in rooms where dusty, fire and explosive substances are present.

Claims

Thermodynamic dispersant containing a spray with a tangential inlet of compressed air, with a cold flow outlet pipe, a sampling pipe and a discharge pipe for the sprayed medium, as well as a piping system, characterized in that it is equipped with a pressure regulator, a vortex tube with a tangential input, with cold and hot leads flows, an air flow switch, two air silencers, a spray tank, spray volume regulators, while the spray tank is made multisectional, a pressure regulator is installed on the compressed air supply line before entering the vortex tube, the cold and hot vortex tube outlets are connected by pipelines to the first and second inlet of the air flow switch, respectively, one of the outlets of which is connected to the first air silencer by the pipeline and the other to the tangential inlet sprayer, the cold flow outlet of which is connected by a pipe to the second air silencer, and the nozzle of the intake of the sprayed medium is connected through regulators on EMA feed with relevant spraying medium reservoir sections.