RU2611522C1 - Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions - Google Patents
Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611522C1 RU2611522C1 RU2015147093A RU2015147093A RU2611522C1 RU 2611522 C1 RU2611522 C1 RU 2611522C1 RU 2015147093 A RU2015147093 A RU 2015147093A RU 2015147093 A RU2015147093 A RU 2015147093A RU 2611522 C1 RU2611522 C1 RU 2611522C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- liquid
- container
- ultrasonic
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F21/00—Dissolving
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к технологии растворения трудно растворимых сложных полимеров типа крахмала в горячей воде, к технологии растворения первоначально твердых природных или синтетических веществ в горячей жидкой среде, а также для получения горячих растворов внутри вертикальных емкостей, высота которых больше размеров днища.The present invention relates to a technology for dissolving difficultly soluble complex polymers such as starch in hot water, to a technology for dissolving initially solid natural or synthetic substances in a hot liquid medium, and also for producing hot solutions inside vertical containers, the height of which is greater than the size of the bottom.
Изобретение может быть использовано для получения технологических растворов в неподвижных емкостях для промывки деталей, тросов и других изделий после изготовления или перед сборкой.The invention can be used to obtain technological solutions in fixed containers for washing parts, cables and other products after manufacture or before assembly.
Для получения подогретых растворов (электролитов) в электролизных и гидролизных емкостях, в гальванических ваннах.To obtain heated solutions (electrolytes) in electrolysis and hydrolysis tanks, in galvanic baths.
Для получения подогретых растворов с целью очистки деталей от механических загрязнений.To obtain heated solutions in order to clean parts from mechanical impurities.
Для приготовления раствора шлихты с целью подачи его в клеевую (смачивающую) ванну (корыто) шлихтовальной машины ткацкого производства текстильной промышленности.To prepare the dressing solution with the aim of feeding it into the glue (wetting) bathtub (trough) of the sizing machine of the weaving industry of the textile industry.
1. Уровень техники1. The prior art
Известен способ приготовления раствора шлихты [1, с. 4-34], который является слабым раствором органических (природных) полимеров на основе крахмала. В этом способе [1, с. 36, рис. 4 и табл. 13] раствор приготавливается следующим образом. В цилиндрический бак, с механическими мешалками, снабженными электроприводом, внутри, заливается вода и нагревается подачей пара внутрь рубашки бака в течение 15 мин до 25-30°C. Затем, сверху бака (цилиндрическая емкость), закладывают крахмальный состав, включают мешалки и перемешивают состав внутри емкости (бака) в течение 20 мин. Далее, в течение 6 мин, в процессе перемешивания, внутрь жидкой смеси засыпают (вводят) расщепитель (например, хлорамин) и перемешивают жидкую смесь 6 мин. Затем, доливают воду, нагревают паром емкость (рубашку бака) и перемешивают мешалками жидкую смесь в течение 45 мин. После этого, в почти готовый раствор, перемешивая его и нагревая, вводят масла и глицерин и доводят раствор до готовности в течение еще 10 мин.A known method of preparing a solution of dressing [1, p. 4-34], which is a weak solution of organic (natural) starch-based polymers. In this method [1, p. 36, fig. 4 and tab. 13] the solution is prepared as follows. Inside a cylindrical tank, with mechanical stirrers equipped with an electric drive, water is poured inside and heated by supplying steam inside the tank jacket for 15 minutes to 25-30 ° C. Then, on top of the tank (cylindrical container), lay the starch composition, turn on the mixers and mix the composition inside the container (tank) for 20 minutes. Then, for 6 minutes, during the mixing process, a splitter (for example, chloramine) is poured (injected) into the liquid mixture and the liquid mixture is mixed for 6 minutes. Then, water is added, the vessel is heated with steam (tank jacket) and the liquid mixture is stirred with stirrers for 45 minutes. After that, oils and glycerin are introduced into an almost ready solution, stirring it and heating it, and bring the solution to readiness for another 10 minutes.
Расход времени на приготовление раствора составляет больше, чем 1,5 часа. Готовый раствор из нижней части емкости (бака) по трубе с регулировочным вентилем непрерывно подается в клеильный аппарат шлихтовальной машины [1, с. 51, рис. 11] непосредственно в клеевую ванну [1, с. 51, рис. 11, поз. 18]. Основными недостатками такого способа получения растворов являютсяThe time required to prepare the solution is more than 1.5 hours. The finished solution from the lower part of the tank (tank) through a pipe with a control valve is continuously supplied to the sizing apparatus of the sizing machine [1, p. 51, fig. 11] directly into the glue bath [1, p. 51, fig. 11, pos. eighteen]. The main disadvantages of this method of obtaining solutions are
1. Чрезвычайно высокая энергоемкость нагрева паром и большой расход пара за 1,5 часа приготовления раствора.1. Extremely high energy consumption of steam heating and high steam consumption for 1.5 hours of solution preparation.
2. Сложность устройства реализующего такой способ приготовления растворов, расход дополнительной энергии приводом на вращение механических мешалок и, ограниченная вязкой средой, частота вращения мешалок.2. The complexity of the device that implements this method of preparation of solutions, the consumption of additional energy by the drive for the rotation of mechanical mixers and, limited by a viscous medium, the rotation frequency of the mixers.
3. Слишком большая длительность, по времени, процесса приготовления раствора.3. Too long duration, in time, of the solution preparation process.
Эти недостатки данного аналога обусловлены спецификой парового нагрева. Двустенная рубашка бака (емкости) нагревается посредством конвекции между паром и внутренними поверхностями стенок рубашки. Жидкий состав в баке (в емкости) нагревается от внутренней стенки рубашки посредством теплопроводности. Наружная стенка рубашки поглощает тепловую энергию пара, но нагревается бесполезно, поскольку не имеет контакта с жидким составом внутри емкости.These disadvantages of this analogue are due to the specifics of steam heating. The double-walled jacket of the tank (tank) is heated by convection between the steam and the inner surfaces of the walls of the shirt. The liquid composition in the tank (in the tank) is heated from the inner wall of the shirt through thermal conductivity. The outer wall of the shirt absorbs the thermal energy of the steam, but it is useless to heat, since it has no contact with the liquid composition inside the tank.
Из научно-технической литературы известно, что при теплообмене конвекцией и теплопроводностью перенос энергии приблизительно пропорционален разности температур в первой степени. При теплообмене излучением, перенос энергии тоже пропорционален разности температур, но - абсолютных и, каждая из них, возводится в 4-ю или 5-ю степень [2]. Поэтому нагрев излучением существенно эффективнее, чем конвекцией и теплопроводностью.From the scientific and technical literature it is known that during heat transfer by convection and heat conduction, energy transfer is approximately proportional to the temperature difference in the first degree. In heat transfer by radiation, energy transfer is also proportional to the temperature difference, but absolute, and each of them is raised to the 4th or 5th degree [2]. Therefore, heating by radiation is much more efficient than convection and thermal conductivity.
Известны способы нагрева вращающихся цилиндрических емкостей (сушильных цилиндров) изнутри токами высокой частоты [3, 4, 5, 6]. Основными недостатками являются чрезмерная энергоемкость, сложность реализации и ограниченные функциональные возможности, вследствие невозможности наведения вихревых (поверхностных токов Фуко) токов в сплавах цветных металлов. Емкости для приготовления растворов изготавливают из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, которую излучением токов высокой частоты нагреть невозможно.Known methods for heating rotating cylindrical containers (drying cylinders) from the inside by high-frequency currents [3, 4, 5, 6]. The main disadvantages are excessive energy consumption, complexity of implementation and limited functionality, due to the impossibility of inducing eddy (surface Foucault currents) currents in non-ferrous metal alloys. Capacities for the preparation of solutions are made of stainless steel 12X18H10T, which cannot be heated by radiation of high-frequency currents.
Известны способы контактного электрического нагрева цилиндрической стенки вращающейся цилиндрической емкости [7, 8]. Основные недостатки: сложность реализации (изготовления, монтажа и замены электрического нагревателя) и высокая энергоемкость обусловленная теплообменом теплопроводностью.Known methods of contact electric heating of the cylindrical wall of a rotating cylindrical tank [7, 8]. The main disadvantages: the difficulty of implementation (manufacturing, installation and replacement of an electric heater) and the high energy intensity due to heat transfer by thermal conductivity.
Известно, что мощность электромагнитного излучения пропорциональна квадрату его частоты и максимальными нагревающими способностями обладает излучение в ближней инфракрасной области, с длиной волны 0,75-2 мкм (f≈1014 Гц) [9]. Известны и источники такого излучения - кварцево-галогенные лампы КГТ и инфракрасные зеркальные лампы ИКЗ [10]. Лампы КГТ создают рассеянное излучение, а ИКЗ - направленно-фокусированное излучение в ближней инфракрасной области за счет зеркального отражателя в колбе. Далее по тексту это излучение будет обозначаться сокращенно НИКИ.It is known that the power of electromagnetic radiation is proportional to the square of its frequency and the maximum heating ability has radiation in the near infrared region, with a wavelength of 0.75-2 microns (f≈10 14 Hz) [9]. Sources of such radiation are also known — quartz-halogen KGT lamps and infrared reflector lamps for ICZ [10]. KGT lamps create scattered radiation, and ICZ - directionally focused radiation in the near infrared region due to a mirror reflector in the bulb. Further in the text, this radiation will be designated abbreviated as NIKI.
Известны способы нагрева цилиндрической стенки вращающейся емкости изнутри посредством направленного электромагнитного излучения (ЭМИ) инфракрасного спектра (далее по тексту - ИКИ (инфракрасное излучение) линейными излучателями ограниченной длины [11, 12, 13, 14]. Основными недостатками является сложность реализации из-за необходимости изготовления, монтажа и настройки отдельных отражателей на каждый отдельный излучатель, для создания НИКИ направленного на внутреннюю цилиндрическую поверхность.Known methods for heating the cylindrical wall of a rotating container from the inside by means of directional electromagnetic radiation (EMR) of the infrared spectrum (hereinafter referred to as IRI (infrared radiation) by linear emitters of limited length [11, 12, 13, 14]. The main disadvantages are the difficulty of implementation due to the need manufacturing, installation and adjustment of individual reflectors for each individual emitter, to create a NIKI aimed at the inner cylindrical surface.
Известен способ нагрева цилиндрической стенки вращающейся емкости изнутри точечными, по сравнению с размерами самой емкости, источниками НИКИ [15, 16, 17]. Этими излучателями являются электрические, зеркальные, инфракрасные лампы накаливания, которые выпускаются отечественной и зарубежной промышленностью. Внутренняя поверхность колбы такой лампы снабжена зеркальным отражателем, направляющим всю энергию ИКИ спирали вдоль оси лампы в направлении, противоположном ее цоколю. В данном способе, эти лампы посредством термостойких керамических патронов неподвижно закрепляют на плоских гранях неподвижного короба, а короб устанавливают неподвижно внутри емкости, коаксиально ее внутренней цилиндрической поверхности. Причем так, что НИКИ каждого точечного источника направлено радиально к внутренней поверхности емкости. Данный способ позволяет устранить большинство недостатков конвективного нагрева, нагрева теплопроводностью, трансформаторного нагрева и нагрева посредством НИКИ от линейных излучателей ограниченной длины (лампы КГТ).There is a method of heating the cylindrical wall of a rotating tank from the inside by point sources, compared with the dimensions of the tank itself, by NIKI sources [15, 16, 17]. These emitters are electric, mirror, infrared incandescent lamps, which are produced by domestic and foreign industry. The inner surface of the bulb of such a lamp is equipped with a mirror reflector directing all the energy of the IRI spiral along the axis of the lamp in the direction opposite to its base. In this method, these lamps, by means of heat-resistant ceramic cartridges, are fixedly mounted on the flat faces of the fixed box, and the box is fixedly mounted inside the container, coaxial to its inner cylindrical surface. Moreover, so that the NIKI of each point source is directed radially to the inner surface of the tank. This method allows to eliminate most of the disadvantages of convective heating, heat conduction heating, transformer heating and heating by NIKI from linear emitters of limited length (KGT lamps).
Недостатками данного способа является высокая конструктивная и технологическая сложность реализации, недостаточная надежность и долговечность работы электрической системы (электропроводка, патроны и большое число электрических контактов) внутри емкости, а также избыточная энергоемкость.The disadvantages of this method are the high structural and technological complexity of implementation, the lack of reliability and durability of the electrical system (wiring, cartridges and a large number of electrical contacts) inside the tank, as well as excessive energy consumption.
Главным недостатком всех выше перечисленных способов нагрева является то, что их реализация функционально не позволяет обеспечить нагрев плоского днища неподвижной вертикальной емкости, высота которой существенно больше размеров днища.The main disadvantage of all the above methods of heating is that their implementation does not functionally allow heating the flat bottom of a stationary vertical tank, the height of which is significantly larger than the size of the bottom.
Известны, также, электродные котлы проточного типа («ГАЛАН») [18, 19] нагревающие жидкость, протекающую в собственной камере ионизации, за счет высокочастотной смены полюсов ионизации молекул жидкости (с частотой промышленной сети 50 Гц). Эти котлы представляют собой трубчатый (цилиндрический) ионизатор (нагреватель), к которому с двух сторон присоединяется гидравлически трубопровод отопительной системы. За счет высокочастотной ионизации и переионизации (с плюса на минус) молекул жидкости, частотой 50 Гц - последняя, в камере котла, быстро нагревается, ее давление повышается, пульсируя с той же частотой и такой котел работает и как нагреватель жидкости, и как гидравлический насос. Такой насос, с электрическим питанием, позволяет нагревать жидкость (например, воду) в проточной трубе связанной гидравлически с другими емкостями, например с батареями водяного отопления, и обеспечивать централизованное водяное отопление, например в комнате, квартире или в здании, состоящем из нескольких помещений.Also known are flow-type electrode boilers (“GALAN”) [18, 19] that heat the fluid flowing in its own ionization chamber due to the high-frequency change of the poles of ionization of the liquid molecules (with an industrial network frequency of 50 Hz). These boilers are a tubular (cylindrical) ionizer (heater), to which a heating system hydraulic pipe is connected on both sides. Due to high-frequency ionization and reionization (from plus to minus) of liquid molecules with a frequency of 50 Hz, the latter, in the boiler’s chamber, heats up quickly, its pressure rises, pulsating at the same frequency, and such a boiler works both as a fluid heater and as a hydraulic pump . Such an electrically powered pump allows heating a liquid (for example, water) in a flow pipe connected hydraulically to other containers, for example, water heating batteries, and to provide centralized water heating, for example, in a room, apartment, or in a building consisting of several rooms.
Известен, также, способ нагрева жидкости в вертикально установленной неподвижной емкости с плоским днищем и прямоугольным сечением, высота которой больше размеров днища [20].There is also known a method of heating a liquid in a vertically mounted fixed container with a flat bottom and a rectangular section, the height of which is larger than the size of the bottom [20].
В этом техническом решении днище вертикально установленной цилиндрической емкости прямоугольного поперечного сечения нагревают снизу посредством НИКИ от ламп ИКЗ, а жидкость разделяют на две части, одну из которых оставляют в емкости, а другую часть - помещают в неподвижную трубу, параллельную емкости снаружи, гидравлически соединенную с емкостью концами в нижней и верхней частях емкости, как сообщающиеся сосуды. Эту часть жидкости внутри трубы нагревают посредством электродного котла, размещая его неподвижно на трубе выше ее середины по высоте, при этом изначально жидкость в емкость заливают выше верхнего соединения трубы с емкостью.In this technical solution, the bottom of a vertically mounted cylindrical tank of rectangular cross-section is heated from below by NIKI from ICZ lamps, and the liquid is divided into two parts, one of which is left in the tank, and the other part is placed in a stationary pipe parallel to the tank from the outside, hydraulically connected to the container ends in the lower and upper parts of the container, as communicating vessels. This part of the liquid inside the pipe is heated by means of an electrode boiler, placing it motionless on the pipe above its mid-height, while initially the liquid is poured into the tank above the upper connection of the pipe to the tank.
Излучатели НИКИ и электродный котел электрически параллельно подключают к силовому выходу авторегулятора «напряжение-температура», силовой вход которого электрически подключают к промышленной сети, а управляющий вход регулятора электрически соединяют с датчиком температуры, который надежно прикрепляют к наружной стенке емкости посередине высоты столба жидкости в емкости.The NIKI radiators and the electrode boiler are electrically connected in parallel to the power output of the voltage-temperature autoregulator, the power input of which is electrically connected to the industrial network, and the control input of the regulator is electrically connected to the temperature sensor, which is securely attached to the outer wall of the tank in the middle of the height of the liquid column in the tank .
Данное техническое решение позволяет в существенно увеличить скорость нагрева жидкости в емкости, не увеличивая количество излучателей НИКИ (не увеличивая площадь днища емкости). При этом, жидкость внутри трубы (при одновременно работающих нагревателях) непрерывно движется снизу вверх, создавая на выходе из верхнего отверстия приточную струю жидкости, в области отверстии нижнего концы трубы - всасывающий факел.This technical solution allows to significantly increase the rate of heating the liquid in the tank without increasing the number of NIKI emitters (without increasing the area of the bottom of the tank). At the same time, the liquid inside the pipe (with simultaneously operating heaters) continuously moves from bottom to top, creating a supply stream of liquid at the outlet from the upper hole, and a suction torch in the region of the hole at the lower ends of the pipe.
Наиболее существенным недостатком такого способа нагрева является невозможность быстрого растворения в жидкости растворимых веществ, поскольку жидкость внутри емкости не совершает вращательных движений (размешивания).The most significant drawback of this heating method is the inability to quickly dissolve soluble substances in a liquid, since the liquid inside the vessel does not rotate (stir).
Другим недостатком - является размещение датчика температуры посередине высоты столба жидкости в емкости. По мере уменьшения величины этого столба (по мере слива жидкости) этот датчик необходимо непрерывно перемещать вниз. При неподвижном закреплении уровень жидкости опустится ниже датчика и на управляющий вход авторегулятора «напряжение-температура» будет поступать искаженный сигнал о температуре жидкости. По мере уменьшения уровня - все меньшую температуру. В этом случае, на управляемом выходе авторегулятора, всегда будет поддерживаться максимальная электрическая мощность для питания излучателей НИКИ. Это очень существенный недостаток прототипа, который приводит к перерасходу энергии на нагрев.Another disadvantage is the placement of the temperature sensor in the middle of the height of the liquid column in the tank. As the size of this column decreases (as the fluid drains), this sensor must be continuously moved down. With a motionless fixation, the liquid level drops below the sensor and a distorted signal about the temperature of the liquid arrives at the control input of the voltage-temperature autoregulator. As the level decreases, the temperature decreases. In this case, at the controlled output of the autoregulator, the maximum electric power will always be supported to power the NIKI emitters. This is a very significant drawback of the prototype, which leads to an excessive use of energy for heating.
Эти недостатки аналога обусловлены сложной структурой устройства для приготовления раствора шлихты и недостаточной скоростью взаимодействия жидкости, пульсирующей по давлению в процессе перемешивания, с растворяемым веществом.These disadvantages of the analogue are due to the complex structure of the device for preparing the dressing solution and the insufficient rate of interaction of the liquid, pulsating by pressure during mixing, with the soluble substance.
Сущность этого способа растворения заключается в том, что жидкий состав из емкости забирается сверху через присоединенную к емкости трубу, поступает в реактор, в котором он подвергается силовому воздействию типа сжатие - растяжение с помощью гидродинамических сил и поступает в нижнюю часть емкости тоже по трубе. Таким образом, жидкий состав циркулирует из емкости сверху через ультразвуковой реактор и поступает в нижнюю часть емкости по трубам. Циркуляция жидкого состава осуществляется посредством The essence of this dissolution method lies in the fact that the liquid composition from the tank is taken from above through a pipe attached to the tank, enters the reactor, in which it is subjected to a force action such as compression - tension by hydrodynamic forces and enters the lower part of the tank also through the pipe. Thus, the liquid composition circulates from the tank from above through an ultrasonic reactor and enters the lower part of the tank through pipes. The circulation of the liquid composition is carried out by
Этот способ растворения существенно усложняет процесс растворения, но при этом, увеличить скорость растворения сложно растворимых природных полимеров типа крахмала.This method of dissolution significantly complicates the dissolution process, but at the same time, increase the dissolution rate of difficultly soluble natural polymers such as starch.
В то же время известно, что в типовых электродных котлах [21] жидкость, протекающую в собственной камере ионизации котла нагревают за счет высокочастотной смены полюсов ионизации молекул жидкости (с частотой промышленной сети 50 Гц).At the same time, it is known that in typical electrode boilers [21], the fluid flowing in the boiler’s own ionization chamber is heated due to a high-frequency change in the poles of the ionization of the liquid molecules (with an industrial network frequency of 50 Hz).
Одновременно известно, что в этом процессе изменения и давления и частоты переионизации (в камере ионизации), с частотой промышленной сети, внутри камеры ионизации, с той же частотой промышленной сети 50 Гц создаются разрушения в структуре растворяемых веществ [22], что существенно ускоряет процесс растворения, особенно трудно растворимых органических полимеров типа крахмала.At the same time, it is known that in this process, changes in both the pressure and the frequency of reionization (in the ionization chamber), with the frequency of the industrial network, inside the ionization chamber, with the same frequency of the industrial network of 50 Hz, damage is created in the structure of soluble substances [22], which significantly accelerates the process dissolving, especially difficultly soluble, organic polymers such as starch.
Известен способ получения горячих растворов в вертикальной емкости прямоугольного сечения нагреваемой, в основном, со стороны днища, например для работы шлихтовальной машины ткацкого производства. В способе, днище нагревают снизу инфракрасными излучателями, а жидкость в емкости разделяют на части, одну из которых нагревают и перемещают вверх отдельно от содержащейся в емкости по трубе. Эту трубу объединенную с электродным проточным котлом и гидравлически соединенную с емкостью сверху и снизу, как сообщающиеся сосуды, объединяя инфракрасные нагреватели днища и электродный котел автоматической системой нагрева с непрерывным измерением температуры жидкости, размещая датчик температуры жидкости неподвижно на наружной поверхности емкости. [23]. В этом способе, жидкость в емкости разделяют на пять частей, оставляя большую часть жидкости внутри емкости, а остальные четыре направляют в четыре идентичные -образные трубы с электродным проточным котлом на каждой, размещая по одной трубе на каждой вертикальной грани емкости в ее углах таким образом, что векторы движения потоков жидкости приточных струй из верхних отверстий труб направлены по часовой стрелке, а векторы движения потоков жидкости во всасывающих факелах в нижних концах труб направлены противоположно, причем датчик температуры жидкости устанавливают на одной из вертикальных граней емкости в нижней ее части на уровне всасывающих отверстий труб по высоте.A known method of producing hot solutions in a vertical container of rectangular cross section heated mainly from the bottom, for example, for the operation of a sizing machine for weaving. In the method, the bottom is heated from below by infrared emitters, and the liquid in the tank is divided into parts, one of which is heated and moved upward separately from the pipe contained in the tank. This pipe is combined with an electrode flow boiler and hydraulically connected to the tank at the top and bottom, as communicating vessels, combining infrared bottom heaters and the electrode boiler with an automatic heating system with continuous measurement of the liquid temperature, placing the liquid temperature sensor motionless on the outer surface of the tank. [23]. In this method, the liquid in the container is divided into five parts, leaving most of the liquid inside the container, and the remaining four are sent in four identical -shaped pipes with an electrode flow boiler on each, placing one pipe on each vertical face of the container in its corners so that the vectors of motion of the fluid flows of the supply jets from the upper holes of the pipes are clockwise, and the vectors of motion of the fluid flows in the suction flares in the lower ends of the pipes are directed opposite, and the liquid temperature sensor is mounted on one of the vertical faces of the container in its lower part at the level of the suction openings of the pipes in height.
В способе используются не одна, а четыре трубы 6 [23, фиг. 1-3]. Каждую трубу снабжают электродным котлом 7 [23, фиг. 1-2] и располагают вертикально вдоль емкости. Концы -образных труб присоединены к емкости снизу и сверху напротив друг друга в ее ребрах. При работе котлов 7 в нижней части емкости при всасывании жидкости формируются всасывающие факелы ВФ [23, фиг. 3], а в верхней части емкости - приточные струи ПС [23, фиг. 2]. Векторы гидравлических сил в приточных струях ПС и во всасывающих факелах ВФ образуют моменты сил вращения жидкости в нижней и верхней частях емкости.The method uses not one, but four pipes 6 [23, FIG. 1-3]. Each tube is equipped with an electrode boiler 7 [23, FIG. 1-2] and placed vertically along the tank. Ends -shaped pipes are attached to the tank from below and from above opposite each other in its ribs. During the operation of boilers 7 in the lower part of the tank during suction of the liquid, suction torches of the WF are formed [23, FIG. 3], and in the upper part of the tank - supply air jets PS [23, Fig. 2]. The vectors of hydraulic forces in the supply jets of the PS and in the suction flares of the WF form the moments of the forces of rotation of the liquid in the lower and upper parts of the tank.
Данный способ обладает весьма существенными недостатками.This method has very significant disadvantages.
Первый связан с тем, что в верхней части емкости приточные струи ПС формируют вращательное движение жидкости по часовой стрелке, а в нижней - всасывающие факелы ВФ формируют вращательное движение против часовой стрелки. Таким образом, эти движения в верху и в низу емкости нейтрализуют друг друга, общего вращательного движения и усиленного растворения не происходит.The first is due to the fact that in the upper part of the tank, the supply air jets form a clockwise rotational fluid movement, and in the lower part, the WF suction flares form a counterclockwise rotational motion. Thus, these movements at the top and at the bottom of the vessel cancel each other out; there is no general rotational movement and enhanced dissolution.
Второй - это сложная и неэффективная схема управления работой нагревающих днище инфракрасных нагревателей и работой, связанной с нагревом электродных котлов. Работой инфракрасного нагревателя управляет однофазный авторегулятор «напряжение-температура» и датчик температуры ДТ1 [23, фиг. 4]. На этой фигуре 4 видно, что управляющий выход с датчика температуры ДТ1 подключен, также, и к тепловому реле ТР. Датчик ДТ1 (8) расположен в нижней части емкости на уровне сливной трубы. Нагревающаяся снизу емкости жидкость нагревается и прокачивается электродным котлом снизу вверх. Поэтому ее температура в верхней части емкости всегда будет больше, чем ее температура внизу емкости.The second is a complex and ineffective control scheme for the operation of infrared heaters and the work associated with heating electrode boilers. The operation of the infrared heater is controlled by a single-phase voltage-temperature autoregulator and a temperature sensor DT1 [23, FIG. four]. In this figure 4 it is seen that the control output from the temperature sensor DT1 is connected, also, to the thermal relay TP. The DT1 sensor (8) is located in the lower part of the tank at the level of the drain pipe. The liquid heated from the bottom of the tank is heated and pumped from the bottom up by the electrode boiler. Therefore, its temperature in the upper part of the tank will always be higher than its temperature at the bottom of the tank.
Третий недостаток обусловлен тем, что инфракрасный нагреватель днища, сама емкость и структурная схема автоматической системы управления нагревом раствора не являются одним общим целым.The third disadvantage is due to the fact that the infrared bottom heater, the tank itself and the structural diagram of the automatic solution heating control system are not one whole.
Четвертый недостаток - это избыточное число -образных труб.The fourth drawback is the excess number -shaped pipes.
В то же время, известны ультразвуковые технологии растворения растворимых веществ, создания суспензий и эмульсий [24]. Ультразвук, воздействуя на вещество внутри жидкости, на два порядка ускоряет растворение растворимых веществ в 10-30 раз, а медленно растворимых в 3-5 раз. При ультразвуковом растворении наблюдается одновременный процесс сольватации (гидратации) и разрушения кристаллической решетки. Эффективность процесса зависит от того, насколько силы сцепления между ионами или молекулами растворяемого вещества и растворителя будут больше, чем межмолекулярные связи каждого из них в отдельности.At the same time, ultrasonic technologies are known for dissolving soluble substances, creating suspensions and emulsions [24]. Ultrasound, acting on a substance inside a liquid, accelerates the dissolution of soluble substances by 10-30 times by two orders of magnitude, and slowly soluble by 3-5 times. With ultrasonic dissolution, a simultaneous process of solvation (hydration) and destruction of the crystal lattice is observed. The effectiveness of the process depends on how much the adhesion forces between the ions or molecules of the solute and the solvent are greater than the intermolecular bonds of each of them individually.
Динамическая вязкость полярных жидкостей уменьшается, микротрещины и поры в твердом веществе разветвляются, увеличиваются их размеры и глубина, что способствует в наилучшей форме процессу растворения. Типовой ультразвуковой реактор РАП-01 достаточно хорошо представлен в материалах [25]. Серийное производство УЗР по мощности от 1 до 15 кВт, в настоящее время, освоено в ООО НПП «Ультразвук Тео», г. Саратов.The dynamic viscosity of polar liquids decreases, microcracks and pores in the solid branch, their sizes and depth increase, which contributes to the dissolution process in the best form. A typical RAP-01 ultrasonic reactor is well represented in materials [25]. Serial production of UZR in terms of power from 1 to 15 kW, is currently mastered in LLC NPP Ultrasound Theo, Saratov.
2. Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения горячих растворов в цилиндрической вертикальной емкости нагреваемой, в основном, со стороны днища, например для работы шлихтовальной машины ткацкого производства [26]. В этом аналоге для растворения веществ и для получения горячих растворов используют ультразвуковой реактор. В способе, жидкость в емкости разделяют на две части, одну из которых оставляют в емкости, а другую часть - помещают в неподвижную трубу, параллельную емкости снаружи, гидравлически соединенную с емкостью концами в нижней и верхней частях емкости как сообщающиеся сосуды. Эту часть жидкости внутри трубы нагревают посредством электродного котла на трубе, объединяя инфракрасные излучатели днища и электродный котел общей автоматической системой нагрева с датчиком температуры жидкости. Внутреннюю полость емкости сверху и снизу трубами подключают к проточному ультразвуковому реактору.2. The closest technical solution (prototype) is a method for producing hot solutions in a cylindrical vertical tank heated mainly from the bottom, for example, for the operation of a sizing machine for weaving [26]. In this analogue, an ultrasonic reactor is used to dissolve the substances and to obtain hot solutions. In the method, the liquid in the container is divided into two parts, one of which is left in the container, and the other part is placed in a stationary pipe parallel to the container from the outside, hydraulically connected to the container by the ends in the lower and upper parts of the container as communicating vessels. This part of the liquid inside the pipe is heated by means of an electrode boiler on the pipe, combining infrared emitters of the bottom and the electrode boiler with a common automatic heating system with a liquid temperature sensor. The inner cavity of the tank above and below the pipes are connected to a flow-through ultrasonic reactor.
При этом дополнительно создают циркуляцию жидкости вместе с растворяемым веществом внутри емкости присоединяя верхний конец трубы с электродным котлом к емкости тангенциально к ее внутренней окружности, а нижний конец также тангенциально в противоположном направлении относительно верхнего конца таким образом, что всасывающий факел нижнего конца совпадает по направлению с приточной струей верхнего конца, при этом нагнетающую трубу от ультразвукового реактора присоединяют к емкости сверху, диаметрально противоположно верхнему концу трубы с электродным котлом, тангенциально к внутренней окружности емкости, а заборную трубу реактора присоединяют с емкости снизу, напротив нижнего конца трубы с электродным котлом, тангенциально к внутренней окружности емкости так, что всасывающий факел заборной трубы снизу одинаков по направлению приточной струе нагнетающей трубы сверху. Датчик температуры размещают в нижней части емкости на уровне сливной трубы.At the same time, liquid is circulated together with the soluble substance inside the container by attaching the upper end of the pipe with the electrode boiler to the container tangentially to its inner circumference, and the lower end also tangentially in the opposite direction relative to the upper end so that the suction torch of the lower end coincides with a supply stream of the upper end, while the discharge pipe from the ultrasonic reactor is connected to the tank from above, diametrically opposite to the upper end pipes with an electrode boiler tangentially to the inner circumference of the tank, and the intake pipe of the reactor is connected from the bottom from the bottom, opposite the lower end of the pipe with the electrode boiler, tangentially to the inner circle of the tank so that the suction torch of the intake pipe from below is the same in the direction of the inflow pipe of the discharge pipe from above. The temperature sensor is placed in the lower part of the tank at the level of the drain pipe.
В данном техническом решении, кроме вытянутой вдоль емкости 1 [26, фиг. 1] трубы 2 с электродным котлом 3 используется и ультразвуковой реактор УЗР 10 [26, фиг. 4]. Снизу емкость нагревается инфракрасным нагревателем, т.е. излучением ламп ИКЗ 5 [26, фиг. 1], направленным на ее днище. Одна часть жидкости с растворяемым веществом забирается в нижней части емкости, нагревается и перемещается электродным котлом 3 по трубе 2 в верхнюю часть емкости. Другая часть жидкости с растворяемым веществом забирается в нижней части емкости в трубу 7, проходит воздействие ультразвуком в УЗР 10 и подается в верхнюю часть емкости по трубе 6. При этом, всасывающие факелы ВФ 2 трубы 2.2 (2) [26, фиг. 3] и ВФ 7 трубы 7 размещены диаметрально противоположно в нижней части емкости 1, а гидравлические силы всасывания создают момент сил, вращающий жидкость в нижней части емкости по часовой стрелке. Такой же момент сил, вращающий жидкость в емкости по часовой стрелке, образуют приточные факелы ПС 2 (из трубы 2.1) и ПС 6 (из трубы 6) [26, фиг. 2].In this technical solution, in addition to elongated along the tank 1 [26, Fig. 1] pipes 2 with an electrode boiler 3 are used and the ultrasonic reactor UZR 10 [26, FIG. four]. The bottom of the tank is heated by an infrared heater, i.e. radiation of ICZ 5 lamps [26, FIG. 1] aimed at its bottom. One part of the liquid with the solute is taken in the lower part of the tank, heated and moved by the electrode boiler 3 through the pipe 2 to the upper part of the tank. Another part of the liquid with the soluble substance is taken in the lower part of the tank into the pipe 7, is subjected to ultrasound in the
Таким образом, жидкость с веществом нагревается в нижней части емкости 1. Одновременно, она, перемещаясь по трубе 2 и нагреваясь электродным котлом 3, поступает в верхнюю часть емкости более горячей, чем жидкость внизу. Сверху емкости образуется и возрастает слой более горячей жидкости, чем внизу.Thus, the liquid with the substance is heated in the lower part of the tank 1. At the same time, moving along the pipe 2 and heated by the electrode boiler 3, it enters the upper part of the tank hotter than the liquid below. A layer of hotter liquid forms and grows on top of the tank than below.
Одновременно, вся жидкость в емкости вращается и перемешивается с растворяемым веществом. Перемешанная субстанция, проходя через ультразвуковой реактор, растворяется. Данное техническое решение позволяет существенно увеличить скорость растворения по сравнению с аналогами.At the same time, all the liquid in the container rotates and mixes with the soluble substance. The mixed substance, passing through an ultrasonic reactor, dissolves. This technical solution allows to significantly increase the dissolution rate in comparison with analogues.
В основные цели предлагаемого изобретения (по сравнению с прототипом) входит получение следующих технических результатов.The main objectives of the invention (in comparison with the prototype) is to obtain the following technical results.
1. Существенное увеличение интенсивности операций растворения и расщепления в процессе вращающего перемешивания раствора.1. A significant increase in the intensity of the dissolution and cleavage operations during the rotational mixing of the solution.
2. Получение горячих растворов в одном устройстве.2. Getting hot solutions in one device.
3. Причины, препятствующие получению технических результатов.3. Reasons that hinder the receipt of technical results.
1. Недостаточное растворение компонентов в нагреваемой жидкости.1. Inadequate dissolution of components in a heated fluid.
2. Малая скорость нагрева растворяющей жидкости.2. The low heating rate of the solvent liquid.
3. Сложность общего устройства (емкость, инфракрасный нагреватель, система ультразвукового растворения, электрические схемы управления нагревом инфракрасного нагревателя и электродного котла, схемы управления работой электродного котла). Причем, эти составляющие устройства не являются общим целым.3. The complexity of the general device (capacity, infrared heater, ultrasonic dissolution system, electrical control circuits for heating the infrared heater and electrode boiler, control circuits for the operation of the electrode boiler). Moreover, these component devices are not a common whole.
4. Использование для нагрева жидкости в нижней части емкости однофазного регулятора «напряжение-температура» и включение в его фазу электродного проточного котла.4. The use of a single-phase voltage-temperature controller for heating the liquid in the lower part of the tank and the inclusion of an electrode flow-through boiler in its phase.
Первый недостаток обусловлен образованием внутри жидкости, вращающейся, в общей массе, по часовой стрелке, неподвижной конической воронки с сужающейся частью вниз, внутри которой собирается нерастворенные частицы твердого вещества. Это является общим результатом движения жидкости по окружности в неподвижной цилиндрической емкости.The first drawback is due to the formation inside the fluid, rotating, in the total mass, clockwise, of a fixed conical funnel with a tapering part down, inside which undissolved solid particles are collected. This is a common result of fluid movement around a circle in a fixed cylindrical tank.
Второй недостаток обусловлен тем, что для растворения в жидкости используются всего две поверхности нагрева: плоская поверхность днища, нагреваемая излучением, и плоская поверхность, нагреваемая электрически в электродном котле.The second disadvantage is due to the fact that only two heating surfaces are used for dissolution in a liquid: a flat bottom surface heated by radiation, and a flat surface electrically heated in an electrode boiler.
Третий недостаток связан конструктивными особенностями отдельных узлов и схем, которые, в совокупности, не являются отдельным общим устройством для реализации способа. Например, инфракрасный нагреватель (ИКН) для нагрева днища емкости является отдельным устройством, а емкость при нагреве в ней жидкости необходимо перенести и поставить на ИКН и т.д.The third disadvantage is associated with the design features of individual nodes and circuits, which, in the aggregate, are not a separate general device for implementing the method. For example, an infrared heater (TSC) for heating the bottom of the tank is a separate device, and the tank must be transferred and put on the TSC, when heating the liquid in it, etc.
Четвертый недостаток вызван несимметричным распределением фазовой нагрузки в однофазном регуляторе «напряжение-температура». Электрический ток, протекающий в нагрузке, зависит от общего сопротивления (ЯЭ) инфракрасных ламп 5 [26, фиг. 1, 5] и сопротивления в электродном котле 3 (ЭПК) [26, фиг. 1, 5]. Такой же, как и в фазе Ф1 (фиг. 5), по величине, ток протекает и в нейтральной фазе N. Т. е., при таком электрическом питании нагруженными являются и фаза Ф1 и и нейтраль N.The fourth drawback is caused by the asymmetric distribution of the phase load in the single-phase voltage-temperature controller. The electric current flowing in the load depends on the total resistance (NP) of the infrared lamps 5 [26, FIG. 1, 5] and resistance in the electrode boiler 3 (EPA) [26, FIG. fifteen]. The same as in the phase Ф 1 (Fig. 5), in magnitude, the current flows in the neutral phase N. That is, with this electric supply, both the phase Ф 1 and the neutral N are loaded.
Дополнительно известно из источников информации, что существуют трехфазные инфракрасные нагреватели, например, в форме прямоугольников [27]. В этом изобретении на фиг. 1 (9 - трехфазный ИКН), на фиг. 3 три идентичных модуля 9А, 9В, 9С, на фиг. 2 каждый модуль состоит из плоских параллельных электропроводных шин: 9.2 и 9.3 - нейтральная и фазная, разделенных диэлектрическими перегородками 9.4. Нижними шинами модули опираются на горизонтальное диэлектрическое основание 9.1. Весь ИКН 9 и его три идентичные модули 9А, 9В, 9С выполнены в плоскости прямоугольными, фиг. 3. Каждый модуль подключен к силовому управляемому выходу 3-фазного АРНТ фиг. 8. Получается симметричная, относительно нейтрали, фазная нагрузка и электрический ток в нейтральной фазе равняется нулю.It is additionally known from sources of information that three-phase infrared heaters exist, for example, in the form of rectangles [27]. In this invention in FIG. 1 (9 - three-phase TSC), in FIG. 3 three identical modules 9A, 9B, 9C, in FIG. 2, each module consists of flat parallel conductive buses: 9.2 and 9.3 - neutral and phase, separated by dielectric partitions 9.4. The lower busbars are supported by modules on a horizontal dielectric base 9.1. The entire TSC 9 and its three identical modules 9A, 9B, 9C are rectangular in the plane, FIG. 3. Each module is connected to the power controlled output of the 3-phase ARTT of FIG. 8. The result is a symmetrical, with respect to neutral, phase load and the electric current in the neutral phase is zero.
Дополнительно известен способ электрически параллельного соединения ламп ИКЗ в инфракрасном нагревателе [28]. В данном техническом решении обоснованы и прямоугольные (в плоскости) шины и треугольные - фиг. 9.Additionally, a known method of electrically parallel connection of ICZ lamps in an infrared heater [28]. In this technical solution, both rectangular (in the plane) tires and triangular are justified - FIG. 9.
Дополнительно известны и трехфазные авторегуляторы «напряжение-температура» [29, 27], а также известно их серийное производство [30]. Например, трехфазный тиристорный авторегулятор мощности ТРМ 3 разработан и производится в ЗАО «Электрум АВ», г. Орел, 2013 г.Additionally, three-phase voltage-temperature autoregulators are also known [29, 27], and their serial production is also known [30]. For example, the three-phase thyristor autoregulator of power TRM 3 is designed and manufactured in ZAO Electrum AV, Orel, 2013.
4. Признаки прототипа, совпадающие с заявляемым предлагаемым изобретением.4. Signs of the prototype, coinciding with the claimed invention.
Способ получения горячих растворов в вертикальной емкости прямоугольного поперечного сечения, высота которой больше поперечных размеров, в котором днище емкости нагревают снизу излучением посредством инфракрасного нагревателя с авторегулятором «напряжение-температура» и с датчиком температуры, а жидкость вместе с растворяемым материалом в емкости разделяют на части, Большую из них оставляют в емкости, одну помещают в трубу с электродным котлом, изогнутую так, что ее гидравлическое соединение с емкостью внизу и вверху создает вращение жидкости внутри емкости в одном направлении по часовой стрелке, а другую часть жидкости прокачивают через ультразвуковой растворный узел и возвращают в емкость так, что направление вращения жидкости в емкости не меняетсяA method of producing hot solutions in a vertical vessel of rectangular cross-section, the height of which is greater than the transverse dimensions, in which the bottom of the vessel is heated from below by radiation by means of an infrared heater with a voltage-temperature autoregulator and with a temperature sensor, and the liquid, together with the material to be dissolved, is divided into parts , Most of them are left in the tank, one is placed in a pipe with an electrode boiler, bent so that its hydraulic connection with the tank below and above creates rotations e liquid inside the container in one direction clockwise, and the other part of the liquid is pumped through the ultrasonic solution unit and returned to the container so that the direction of rotation of the liquid in the container does not change
5. Задачами предлагаемого изобретения являются следующие технические результаты.5. The objectives of the invention are the following technical results.
5.1. Существенное увеличение интенсивности операций растворения и расщепления в процессе вращающего перемешивания раствора.5.1. A significant increase in the intensity of the dissolution and cleavage operations during the rotational mixing of the solution.
5.2. Получение горячих растворов в одном устройстве.5.2. Getting hot solutions in one device.
6. Эти технические результаты в заявляемом способе получения горячих растворов в вертикальной емкости прямоугольного поперечного сечения, высота которой больше поперечных размеров достигаются тем, что емкость выполняют в сечении квадратной с закругленными по дуге окружности углами, инфракрасный нагреватель выполняют трехфазным из трех идентичных по нагрузке модулей, как одно целое с емкостью, ультразвуковой растворный узел прочно и неподвижно крепят с одной из плоских граней емкости, при этом трехфазный авторегулятор «напряжение-температура» крепят аналогично к той же грани выше, чем ультразвуковой растворный узел, а жидкость в емкости делят на пять частей, оставляя большую часть жидкости внутри емкости, а три направляют в три идентичные -образные трубы с электродным проточным котлом на каждой, размещая по одной трубе вдоль диагоналей каждой из трех плоских граней и присоединяя трубы сверху и снизу к емкости, как сообщающиеся сосуды, приводя жидкость в емкости во вращательное движение по часовой стрелке при работе электрических проточных котлов, при этом четвертую часть жидкости забирают в ультразвуковой растворный узел снизу емкости в геометрическом центре днища, а возвращают жидкость внутрь емкости из ультразвукового реактора вблизи грани его крепления, образуя приточную струю в направлении вращения жидкости внутри емкости по часовой стрелке.6. These technical results in the inventive method for producing hot solutions in a vertical vessel of rectangular cross-section, the height of which is greater than the transverse dimensions, are achieved by the fact that the vessel is made in a square section with corners rounded in an arc of a circle, the infrared heater is made three-phase from three modules identical in load, as one unit with the container, the ultrasonic solution unit is firmly and motionlessly attached to one of the flat faces of the container, while the three-phase voltage-temperature autoregulator peratura ”is attached similarly to the same face higher than the ultrasonic solution unit, and the liquid in the container is divided into five parts, leaving most of the liquid inside the container, and three are sent in three identical -shaped pipes with an electrode flow boiler on each, placing one pipe along the diagonals of each of the three flat faces and attaching the pipes above and below to the tank, as communicating vessels, bringing the liquid into the tank in a clockwise rotation during operation of electric flow boilers, in this case, a quarter of the liquid is taken into the ultrasonic solution unit from the bottom of the vessel in the geometric center of the bottom, and the liquid is returned to the vessel from the ultrasonic reactor near the face of its attachment, forming chnuyu fluid jet in the direction of rotation within the container in a clockwise direction.
7. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема общего устройства как неподвижная тонкостенная емкость, квадратного сечения с закругленными по дуге окружности углами. Она содержит, также, присоединенные -образных трубы с электродными проточными котлами. На фиг. 2 показана схема устройства инфракрасного нагревателя в его поперечном сечении А-А под емкостью. На фиг. 3 показано поперечное сечение Б-Б в нижней части емкости, на уровне присоединения нижних концов -образных труб. На фиг. 4 показано поперечное сечение В-В в верхней части емкости на уровне присоединения верхних концов -образных труб. На фиг. 5 показана емкость со стороны управляющей плоской грани емкости. На фиг. 6 показано поперечное сечение Г-Г в той части емкости по высоте, на которой расположена горизонтальная труба, отводящая жидкость из ультразвукового реактора внутрь емкости. На фиг. 7 показана схема подключения трехфазного авторегулятора «напряжение-температура» АРНТ и электродных проточных котлов ЭПК, а на фиг. 8 показана электрическая схема подключения электронасоса и ультразвукового реактора.7. The essence of the invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a general device as a fixed thin-walled container of square cross section with corners rounded along an arc of a circle. It also contains attached -shaped pipes with electrode flow boilers. In FIG. 2 shows a diagram of an infrared heater device in its cross section AA under a container. In FIG. 3 shows a cross-section BB in the lower part of the tank, at the level of attachment of the lower ends -shaped pipes. In FIG. 4 shows a cross-section BB in the upper part of the tank at the level of attachment of the upper ends -shaped pipes. In FIG. 5 shows the container on the side of the control flat face of the container. In FIG. Figure 6 shows the cross-section GG in that part of the vessel in height at which the horizontal pipe is located, which discharges liquid from the ultrasonic reactor into the vessel. In FIG. 7 shows a connection diagram of a three-phase voltage-temperature autoregulator ARNT and electrode flow boilers EPA, and in FIG. 8 shows an electrical circuit for connecting an electric pump and an ultrasonic reactor.
7.1. Устройство для реализации заявляемого способа включает в себя следующие элементы конструкции.7.1. A device for implementing the proposed method includes the following structural elements.
Буквенные обозначения на чертежах и в тексте:Letter designations in the drawings and in the text:
ШМ - шлихтовальная машина;ШМ - sizing machine;
Ж - уровень жидкости в емкости перед началом растворения;G - the liquid level in the tank before starting dissolution;
ЖР - жидкий раствор;ZhR - liquid solution;
ИКН - трехфазный инфракрасный нагреватель;IKN - three-phase infrared heater;
ДТ - датчик температуры;DT - temperature sensor;
АРНТ - авторегулятор «напряжение-температура»;ARNT - voltage-temperature autoregulator;
УЗР - ультразвуковой реактор, например РАП-01;UZR - an ultrasonic reactor, for example RAP-01;
ЭН - электрический насос;EN - electric pump;
ЭПК - электродный проточный котел;EPK - electrode flow boiler;
ВФ - направление гидравлической силы всасывающего факела;VF - direction of the hydraulic force of the suction torch;
ПС - направления гидравлической силы приточной струи;PS - the direction of the hydraulic force of the supply jet;
ПС1 - приточная струя из трубы 1.15 (фиг. 4, 5, 6);PS1 - supply stream from the pipe 1.15 (Fig. 4, 5, 6);
А, В, С - фазы электропитания трехфазной электрической промышленной сети 380, В;A, B, C - phase power supply of a three-phase electric industrial network 380, V;
N - нейтральная фаза сети;N is the neutral phase of the network;
A1, B1, С1 - фазы с управляемого выхода трехфазного АРНТ;A1, B1, C1 - phases from the controlled output of a three-phase ART;
R1 - одинаковая электрическая нагрузка (сопротивление) в фазах A1, B1, С1 от модулей (а, b, с) инфракрасных излучателей;R1 is the same electrical load (resistance) in phases A1, B1, C1 from the modules (a, b, c) of infrared emitters;
a, b, c - обозначение, соответственно, трех идентичных модулей трехфазного инфракрасного нагревателя (излучателя) ИКН.a, b, c - designation, respectively, of three identical modules of a three-phase infrared heater (emitter) IKN.
R2 - одинаковая электрическая нагрузка (сопротивление) в фазах A1, B1, С1 от ЭПК 1.6;R2 - the same electrical load (resistance) in phases A1, B1, C1 from EPA 1.6;
РБ - трехфазный рубильник;RB - three-phase switch;
С - направление вращения жидкости в емкости по часовой стрелке.With - the direction of rotation of the liquid in the container clockwise.
1 - общее обозначение всех элементов устройства, относящихся к емкости квадратного поперечного сечения, с закругленными по дуге окружности углами, и высота которой больше поперечных размеров (фиг. 1-6).1 is a general designation of all elements of the device related to the capacity of a square cross-section, with corners rounded along an arc of a circle, and the height of which is greater than the transverse dimensions (Fig. 1-6).
1.0 - плоское горизонтальное днище емкости в форме квадрата с закругленными, по дуге окружности радиусом R (фиг. 2, 3, 4, 6), углами.1.0 is a flat horizontal bottom of the container in the form of a square with rounded corners along a circular arc of radius R (Fig. 2, 3, 4, 6).
1.1, 1.2, 1.3 и 1.4 - плоские вертикальные грани емкости.1.1, 1.2, 1.3 and 1.4 are flat vertical faces of the tank.
1.5 - три -образных трубы вваренные концами соответственно в грани 1.2, 1.3 и 1.3 по диагонали, образованной в верхнем и нижнем углах, этих плоских прямоугольных граней (стенок емкости).1.5 - three -shaped pipes welded with ends respectively in faces 1.2, 1.3 and 1.3 along the diagonal formed in the upper and lower corners of these flat rectangular faces (vessel walls).
1.6 - три идентичные ЭПК, присоединенные посередине труб 1.5, так же, как и в прототипе [26].1.6 - three identical EPA attached in the middle of the pipes 1.5, the same as in the prototype [26].
1.7 (фиг. 1, 3-6) - наливной патрубок с вентилем (на чертежах - не обозначен), вваренный в грань 1.3 выше нижних концов -образных трубы на 3-5 см выше них.1.7 (Fig. 1, 3-6) - filler pipe with a valve (not indicated in the drawings), welded into a face 1.3 above the lower ends -shaped pipes 3-5 cm above them.
1.8 (фиг. 1, 3-6) - сливной патрубок с вентилем (на чертежах - не обозначен), вваренный в грань 1.3 выше нижних концов -образных трубы на 3-5 см выше них. После приготовления раствора через патрубок 1.8 он сливается в трубную систему наполнения шлихтовального корыта ШМ (смачивающей ванны).1.8 (Fig. 1, 3-6) - drain pipe with a valve (not indicated in the drawings), welded into a face 1.3 above the lower ends -shaped pipes 3-5 cm above them. After preparation of the solution through the nozzle 1.8, it merges into the tubular filling system for the CM sizing trough (wetting bath).
1.9 (фиг. 2-4, 6) - сквозное центральное отверстие в днище 1.0 емкости, выполненное в геометрическом центре квадратного днища.1.9 (Fig. 2-4, 6) is a through central hole in the bottom 1.0 of the tank, made in the geometric center of the square bottom.
1.10 (фиг. 2, 5, 6) - металлическая -образная труба с отогнутыми под прямым углом к оси концами. Длина этих концов не одинакова. Коротким - труба 1.10 вварена в отверстие 1.9 в середине днища 1.0, проходит вдоль днища 1.0 в направлении грани 1.4 и выходит из-под днища 1.0, параллельно грани 1.4, вверх, длинным концом 1.11 (фиг. 2, 5, 6), которым труба 1.10 гидравлически присоединена к электрическому насосу ЭН 1.12. ЭН 1.12 прочно и неподвижно прикреплен на грани 1.4, ближе к нижней части емкости, например болтами, винтами или приварен.1.10 (Fig. 2, 5, 6) - metal -shaped pipe with ends bent at a right angle to the axis. The length of these ends is not the same. Short - the pipe 1.10 is welded into the hole 1.9 in the middle of the bottom 1.0, runs along the bottom 1.0 in the direction of the face 1.4 and leaves from under the bottom 1.0, parallel to the face 1.4, up, with the long end 1.11 (Fig. 2, 5, 6), which the pipe 1.10 is hydraulically connected to the electric pump EN 1.12. EN 1.12 is firmly and motionlessly attached to the edge 1.4, closer to the bottom of the tank, for example with bolts, screws or welded.
1.13 (фиг. 5, 6, 7) - металлическая труба, гидравлически соединяющая выход (выпуск) насоса ЭН 1.12 со входом ультразвукового реактора УЗР 1.14. УЗР 1.14 прочно и неподвижно прикреплен на грани 1.4 емкости снаружи, ближе к нижней части емкости, например болтами, винтами или приварен.1.13 (Fig. 5, 6, 7) - a metal pipe hydraulically connecting the outlet (outlet) of the pump EN 1.12 with the input of the ultrasonic reactor UZR 1.14. UZR 1.14 is firmly and motionlessly attached to the edge 1.4 of the tank from the outside, closer to the bottom of the tank, for example, with bolts, screws or welded.
1.14 (фиг. 5-7) - УЗР, реактор типа РАП-01. ЭН 1.12 и реактор 1.14 установлены на грани 1.4 емкости так, что труба 1.13 расположена горизонтально и параллельно грани 1.4.1.14 (Fig. 5-7) - UZR, reactor type RAP-01. EN 1.12 and reactor 1.14 are installed on the face 1.4 of the tank so that the pipe 1.13 is located horizontally and parallel to the face 1.4.
1.15 (фиг. 5-7) - Г-образно изогнутая металлическая труба, гидравлически соединяющая выход УЗР 1.14 с внутренней полостью емкости. Отогнутый участок трубы 1.15 вварен в грань 1.4 перпендикулярно грани 1.4, заподлицо с внутренней поверхностью этой грани.1.15 (Fig. 5-7) - L-shaped curved metal pipe hydraulically connecting the output of the UZR 1.14 with the internal cavity of the tank. The bent section of pipe 1.15 is welded into face 1.4 perpendicular to face 1.4, flush with the inner surface of this face.
2 (фиг. 1, 2, 5, 6, 8) - общее обозначение трехфазного ИКН (аналоги [27-30]).2 (Fig. 1, 2, 5, 6, 8) - the general designation of a three-phase TSC (analogues [27-30]).
2.1 (фиг. 1, 2, 5) - четыре одинаковые по размерам металлические уголки, приваренные к днищу 1.0 емкости одной полкой вертикально так, что четыре другие полки расположены в одной горизонтальной плоскости и обращены друг к другу.2.1 (Fig. 1, 2, 5) - four identical-sized metal corners welded to the bottom of the tank 1.0 with one shelf vertically so that the four other shelves are located in the same horizontal plane and face each other.
Каждый модуль (а, b, с) трехфазного ИКН выполнен так же, как изложено в аналоге [28] для прямоугольных электропроводных шин:Each module (a, b, c) of a three-phase TSC is made in the same way as described in the analogue [28] for rectangular conductive buses:
2.2 и 2.3 (фиг. 1, 2, 5) - две плоские, прямоугольные, электропроводные шины, одна из которых 2.2 фазная, а другая 2.3 - нейтральная.2.2 and 2.3 (Fig. 1, 2, 5) are two flat, rectangular, electrically conductive buses, one of which is 2.2 phase and the other 2.3 is neutral.
2.4 (фиг. 1, 5) - диэлектрические перегородки между шинами 2.2 и 2.3.2.4 (Fig. 1, 5) - dielectric partitions between the buses 2.2 and 2.3.
2.5 (фиг. 1, 2, 5) - излучатели направленно-фокусированного излучения в ближней инфракрасной области (электролампы модели ИКЗ, аналог [10]). Они установлены в шинах 2.2 и 2.3 вертикально так, что их излучение направлено вертикально вверх.2.5 (Fig. 1, 2, 5) - emitters of directionally focused radiation in the near infrared region (electric lamps of the IKZ model, analogue [10]). They are mounted vertically in the 2.2 and 2.3 tires so that their radiation is directed vertically upward.
2.6 (фиг. 1, 2, 5) - электропроводная пластина, на которой установлены нейтральные шины 2.3 всех трех (a, b, c) модулей ИКН. Эта пластина 2.6 является общей нейтральной шиной или общей нейтралью.2.6 (Fig. 1, 2, 5) - an electrically conductive plate on which neutral buses 2.3 of all three (a, b, c) TSC modules are installed. This plate 2.6 is a common neutral bus or common neutral.
2.7 (фиг. 1, 2, 5) - диэлектрическая пластина (например, из текстолита), на которую уложена горизонтально общая нейтральная шина 2.6. Противоположной (нижней) поверхностью данная пластина 2.7 лежит на плоских поверхностях горизонтальных полок уголков 2.1 (фиг. 1).2.7 (Fig. 1, 2, 5) - a dielectric plate (for example, from PCB), on which horizontally placed a common neutral bus 2.6. The opposite (lower) surface of this plate 2.7 lies on the flat surfaces of the horizontal shelves of the corners 2.1 (Fig. 1).
К фазным шинам 2.2 модулей a, b, c ИКН электрически подключены, соответственно, фазы A1, B1, С1 силового управляемого выхода АРНТ (фиг. 2, 5). Общая нейтральная шина 2.6 электрически подключена к нейтрали силового управляемого выхода АРНТ.To the phase buses 2.2 of the modules a, b, c IKN, the phases A1, B1, C1 of the power controlled output of the ARNT are electrically connected, respectively (Fig. 2, 5). The common neutral bus 2.6 is electrically connected to the neutral of the power controlled output of the ARNT.
Трехфазный АРНТ (фиг. 5, 6, 8) прочно и неподвижно прикреплен на грани 1.4 емкости снаружи, ближе к нижней части емкости, справа, например болтами, винтами или приварен. Корпус АРНТ заземлен (на чертежах - не обозначено).Three-phase ARNT (Fig. 5, 6, 8) is firmly and motionlessly attached to the edge 1.4 of the tank from the outside, closer to the bottom of the tank, to the right, for example, with bolts, screws or welded. The case of the ARNT is grounded (not indicated in the drawings).
Снизу, к АРНТ (фиг. 5, 6) электрически подключены фазные и нейтральный провода А1,В1,С1 и N c силового управляемого выхода АРНТ. К управляющему входу АРНТ электрически присоединен датчик температуры ДТ - термопара. Сверху, к АРНТ (фиг. 5, 6), через четырехполюсной выключатель (рубильник - РБ) электрически подключены фазные и нейтральный провода A1, B1, С1 и N с силового управляемого выхода АРНТ (фиг. 5, 6).Bottom, to the ARNT (Fig. 5, 6) phase and neutral wires A1, B1, C1 and N c of the power controlled output of the ARNT are electrically connected. The temperature sensor DT - thermocouple is electrically connected to the control input of the ARNT. Above, to the ARNT (Fig. 5, 6), through a four-pole switch (circuit breaker - RB), the phase and neutral wires A1, B1, C1 and N are electrically connected from the power controlled output of the ARNT (Fig. 5, 6).
К управляющему входу АРНТ электрически подключен датчик температуры ДТ, например термопара. ДТ размещен грани 1.4 на уровне (по высоте) всасывающих концов (нижних концов) -образных труб 1.5.The temperature sensor DT, for example a thermocouple, is electrically connected to the control input of the ARNT. DT placed face 1.4 at the level (height) of the suction ends (lower ends) -shaped pipes 1.5.
Квадратная, в поперечном сечении, емкость выполнена с закругленными, по дуге окружности радиусом R, ребрами. Величина радиуса R на 20 мм превышает радиус колбы ламп ИКЗ. Для ламп ИКЗ-500 диаметр колбы составляет 134 мм, радиус - 67 мм. При использовании в ИКН ламп ИКЗ-500, радиус R закруглений в углах емкости - 87 мм.A square, in cross-section, capacity is made with rounded edges in a circular arc of radius R. The radius R is 20 mm larger than the radius of the bulb of ICZ lamps. For IKZ-500 lamps, the bulb diameter is 134 mm and the radius is 67 mm. When using IKZ-500 lamps in an IKN, the radius R of the curves in the corners of the tank is 87 mm.
Для ламп ИКЗ-250, ∅=126 мм, r=63 мм, закругления должны быть не меньше R=83 мм.For IKZ-250 lamps, ∅ = 126 mm, r = 63 mm, rounding should be at least R = 83 mm.
Для ламп ИКЗ-175, ∅=112 мм, r=56 мм, радиус R закруглений = 76 мм.For IKZ-175 lamps, ∅ = 112 mm, r = 56 mm, radius R of curvature = 76 mm.
Закругленные ребра квадратной в поперечном сечении емкости уменьшают сопротивление вращательному движению жидкости в 2-3 раза, а квадратное поперечное сечение обеспечивает симметричное расположение отверстия 1.9 в центре днища 1.0 емкости.The rounded edges of a square container in the cross section reduce the resistance to rotational movement of the liquid by 2–3 times, and the square cross section provides a symmetrical arrangement of the hole 1.9 in the center of the bottom 1.0 of the container.
Датчик температуры - термопара ДТ (фиг. 5) плотно и неподвижно присоединен к наружной поверхности грани 1.4, например приклеен.Temperature sensor - thermocouple DT (Fig. 5) is tightly and motionlessly attached to the outer surface of the face 1.4, for example, glued.
Таким образом, квадратная в поперечном сечении емкость 1, с высотой большей, чем поперечные размеры, с тремя -образными трубами 1.5, оснащенными идентичными ЭПК 1.6, трехфазный АРНТ с рубильником РБ, трехмодульный (трехфазный) ИКН с идентичными модулями a, b, c 2 и ультразвуковой растворный узел (ЭН 1.12 и УЗР 1.14) представляют собой одно устройство для получения горячих растворов.Thus, a square cross-sectional tank 1, with a height greater than the transverse dimensions, with three -shaped pipes 1.5 equipped with identical EPK 1.6, three-phase ARNT with circuit breaker RB, three-module (three-phase) ICH with identical modules a, b, c 2 and ultrasonic solution unit (EN 1.12 and UZR 1.14) are one device for producing hot solutions.
В этом устройстве (четырехгранная, прямоугольная, полая призма с днищем) - днище выполняет функции нагревателя жидкости. Три грани с -образными трубами - дополнительно подогревают жидкость, прокачивают ее внутри емкости снизу вверх В и перемешивают жидкость по всей высоте емкости, образуя мощный жидкий вращающийся, по часовой стрелке, поток. Четвертая грань призмы осуществляет непрерывное расщепление растворяемых частиц ультразвуком, обеспечивает контроль процесса и с помощью трубы 1.15 (фиг. 5, 6) создает дополнительную приточную струю ПС1 в направлении вращения жидкости, т.е. по часовой стрелке. Здесь следует отметить, что при одном и том же давлении внутри труб 1.5, мощность всасывающего факела ВФ всегда меньше, чем мощность приточной струи ПС. Поэтому, дополнительная ПС1 расположена (по высоте) вблизи всасывающих отверстий -образных труб и ПС1 существенно усиливает закручивающее воздействие ВФ от труб.In this device (tetrahedral, rectangular, hollow prism with a bottom) - the bottom performs the functions of a fluid heater. Three facets with -shaped pipes - additionally heat the liquid, pump it inside the tank from the bottom up B and mix the liquid over the entire height of the tank, forming a powerful fluid clockwise rotating stream. The fourth facet of the prism carries out continuous splitting of soluble particles by ultrasound, provides process control and, using the 1.15 pipe (Fig. 5, 6), creates an additional supply jet PS1 in the direction of rotation of the liquid, i.e. clockwise. It should be noted here that at the same pressure inside the pipes 1.5, the power of the suction jet of the WF is always less than the power of the supply jet PS. Therefore, additional PS1 is located (in height) near the suction openings -shaped pipes and PS1 significantly enhances the twisting effect of the WF from the pipes.
7.2. Устройство для реализации заявляемого способа работает следующим образом.7.2. A device for implementing the proposed method works as follows.
Перед началом приготовления горячего жидкого раствора (ЖР) наливной патрубок 1.7 присоединяют к источнику жидкости, например к напорной трубе (на чертежах не показана), и открывают вентиль патрубка 1.7. При этом жидкость, например вода, заполняет через этот патрубок 1.7 внутреннюю полость емкости 1 (фиг. 1). В процессе заполнения емкости, в жидкость засыпают (вносят) растворяемое вещество в нужном количестве. После чего, подают рабочее электрическое питание 220 B в ЭН 1.12 и в УЗР 1.14. Электронасос 1.12 через трубы 1.10 и 1.11 непрерывно затягивает жидкость с растворяемым веществом из центрального отверстия 1.9 (фиг. 2, 3, 4, 5, 6, 8) и, по трубе 1.13 направляется в ультразвуковой реактор 1.14. В нем происходит непрерывная обработка ультразвуком поступающего состава и, частично, состав превращается в раствор. Этот состав, вместе с раствором, непрерывно подается по трубе 1.15 (фиг. 5, 6) внутрь емкости в виде приточной струи ПС1.Before starting the preparation of a hot liquid solution (LR), the filler pipe 1.7 is connected to a fluid source, for example, to a pressure pipe (not shown in the drawings), and the valve of the pipe 1.7 is opened. In this case, a liquid, for example water, fills the internal cavity of the container 1 through this pipe 1.7 (Fig. 1). In the process of filling the tank, the soluble substance in the right amount is poured (introduced) into the liquid. After that, a working electric power supply of 220 V is supplied to EN 1.12 and to UZR 1.14. An electric pump 1.12 through pipes 1.10 and 1.11 continuously draws liquid with a soluble substance from the central hole 1.9 (Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 8) and, through pipe 1.13, is sent to the ultrasonic reactor 1.14. In it there is a continuous ultrasonic treatment of the incoming composition and, in part, the composition turns into a solution. This composition, together with the solution, is continuously fed through the pipe 1.15 (Fig. 5, 6) into the tank in the form of a supply jet PS1.
Таким образом, сразу же, после включения ЭН и УЗР (до наполнения емкости до уровня Ж, выше верхних концов -образных труб) начинается процесс растворения и формирования приточной струи ПС1.Thus, immediately after switching on the electric power supply and the ultrasonic protection system (before filling the tank to level G, above the upper ends -shaped pipes) the process of dissolution and formation of the supply jet PS1 begins.
Сразу же, после включения ЭН 1.12 и УЗР 1.14 АРНТ подключают к промышленной трехфазной сети 380 B, фазы А, В, С и N (фиг. 7). Устанавливают заданную температуру раствора, например, 95°C, включают АРНТ и РБ в работу (фиг. 5, 7). При этом включаются в работу три модуля (a, b, c) ИКН и три идентичных ЭПК 1.6. Инфракрасные излучатели 2.5 (фиг. 2) в каждом модуле нагревают днище 1.0 емкости 1 снизу снаружи. Одновременно, работают три электродных проточных котла 1.6, перекачивая жидкость снизу емкости (от днища 1.0) вверх В по -образным трубам 1.5, дополнительно нагревая ее. До заполнения емкости до уровня Ж, жидкий состав вытекает из верхних концов -образных труб внутрь емкости. Нижние концы этих труб непрерывно всасывают жидкость из емкости, образуя три всасывающих факела ВФ на входе с векторами гидравлических сил ВФ (фиг. 3), которые (все вместе, в геометрической сумме) образуют поток жидкости в нижней части емкости, вращающийся по направлению часовой стрелки С (фиг. 3, 4, 6). Вектор тяги струи ПС1 расположен по высоте (фиг. 5, 6) приблизительно на том же уровне, что и ВФ, и направлен в том же направлении, что движение потока жидкости. Поэтом, движение жидкости в этой области - равноускоренное.Immediately, after turning on the power supply 1.12 and UZR 1.14, the ARNT is connected to the industrial three-phase network 380 V, phases A, B, C and N (Fig. 7). Set the desired temperature of the solution, for example, 95 ° C, include ARNT and RB in the work (Fig. 5, 7). In this case, three TSC modules (a, b, c) and three identical EPAs 1.6 are included in the work. Infrared emitters 2.5 (Fig. 2) in each module heat the bottom 1.0 of the tank 1 from the bottom from the outside. At the same time, three electrode flow-through boilers 1.6 operate, pumping liquid from the bottom of the tank (from the bottom 1.0) up to -shaped pipes 1.5, additionally heating it. Before filling the tank to level G, the liquid composition flows from the upper ends -shaped pipes inside the tank. The lower ends of these pipes continuously absorb liquid from the tank, forming three WF suction flames at the inlet with the WF hydraulic forces vectors (Fig. 3), which (collectively, in geometric sum) form a fluid flow in the lower part of the tank, rotating clockwise C (Fig. 3, 4, 6). The thrust vector of the jet PS1 is located in height (Fig. 5, 6) at approximately the same level as the WF, and is directed in the same direction as the movement of the fluid flow. Therefore, the movement of fluid in this area is uniformly accelerated.
При прохождении каждого ЭПК 1.6 жидкий состав (с раствором) дополнительно подвергается вибрационным воздействиям (с частотой 50 Гц) со стороны исполнительного механизма, что способствует дополнительному растворению вещества в жидком составе.With the passage of each EPA 1.6, the liquid composition (with the solution) is additionally subjected to vibrational influences (with a frequency of 50 Hz) from the side of the actuator, which contributes to the additional dissolution of the substance in the liquid composition.
Таким образом, в процессе наполнения емкости жидкостью она вращается по часовой стрелке внутри емкости, нагревается от днища и в электродных проточных котлах. Растворяемое вещество (например, на основе крахмала) растворяется в процессе перемещения слоев (струек) жидкости по кругу, растворяется в ультразвуковом реакторе УЗР, растворяется в трех электродных проточных котлах ЭПК.Thus, in the process of filling the tank with liquid, it rotates clockwise inside the tank, heats up from the bottom and in the electrode flow boilers. A soluble substance (for example, based on starch) dissolves in the process of moving layers (streams) of liquid in a circle, dissolves in an ultrasonic reactor UZR, dissolves in three electrode flow boilers EPA.
Ультразвуковой растворный узел ЭН 1.12 и УЗР 1.14 включают сразу после начала заполнения емкости жидкостью. АРНТ и рубильник РБ включают сразу после заполнения жидкостью нижних отверстий в -образных трубах 1.5. В данном предлагаемом изобретении процесс растворения осуществляется практически одновременно с заполнением емкости жидкостью.The ultrasonic solution unit EN 1.12 and UZR 1.14 include immediately after the start of filling the tank with liquid. ARNT and circuit breaker RB include immediately after filling the lower holes in the liquid -shaped pipes 1.5. In this proposed invention, the dissolution process is carried out almost simultaneously with the filling of the container with liquid.
При достижении жидкостью в емкости уровня Ж, выше верхних (выпускных) отверстий в -образных трубах 1.5 вентиль наливного патрубка 1.7 перекрывают, а сливной патрубок 1.8 подключают гидравлически к системе слива. Например, к шлихтовальному корыту (к смачивающей ванне) ШМ [1]. Это занимает 2-3 мин. Все это время, в полностью заполненной емкости происходит (за счет вращения жидкости) тщательное перемешивание всех слоев и струй в жидкости. Поэтому через 3 мин после заполнения емкости до уровня Ж, отключают ЭН 1.12 и УЗР 1.14, а также рубильник РБ, отключая ЭПК 1.6. Открывают вентиль сливного патрубка 1.18 и подают горячий раствор по назначению.When the liquid in the tank reaches level Zh above the upper (outlet) openings in -shaped pipes 1.5, the valve of the filler pipe 1.7 is closed, and the drain pipe 1.8 is connected hydraulically to the drain system. For example, to a sizing trough (to a wetting bath) of CMM [1]. It takes 2-3 minutes. All this time, in a completely filled container, (due to the rotation of the liquid), thorough mixing of all layers and jets in the liquid occurs. Therefore, 3 minutes after filling the tank to level Ж, turn off the power supply 1.12 and UZR 1.14, as well as the circuit breaker of the Republic of Belarus, turning off the EPK 1.6. Open the drain valve 1.18 and supply the hot solution as directed.
7.3. Технические результаты предлагаемого изобретения достигаются следующим образом.7.3. The technical results of the invention are achieved as follows.
7.3.1. Существенное увеличение интенсивности операций растворения и расщепления в процессе вращающего перемешивания раствора обеспечивается в УЗР 1.14 с частотой ультразвука и, одновременно, в трех ЭПК 1.6 с частотой 50 Гц. Здесь следует иметь в виду, что началом растворения, по существу, является начало заливки жидкости в емкость. Три электродных котла создают втрое более мощный вращающий поток внутри емкости, чем в прототипе.7.3.1. A significant increase in the intensity of the dissolution and cleavage operations during the rotary mixing of the solution is provided in SLM 1.14 with an ultrasound frequency and, simultaneously, in three EPK 1.6 with a frequency of 50 Hz. It should be borne in mind that the beginning of dissolution, in essence, is the beginning of pouring liquid into the container. Three electrode boilers create three times more powerful rotational flow inside the tank than in the prototype.
Важным является то, что в данном способе жидкость из емкости в УЗР забирается в центральном отверстии 1.9 днища 1.0 емкости и осадок нерастворенного вещества вдоль центральной оси емкости не собирается при вращательном движении жидкости внутри емкости по часовой стрелке С. Например. К емкости размерами 1×1×1,5 м и объемом 1,5 м3 присоединен ИКН из трех одинаковых модулей по 4 кВт мощности и три ЭПК по 1,5 кВт каждый. Суммарная электрическая мощность составляет 12+3=15 кВт. От начала заливки воды в емкость до слива готовой горячей шлихты с температурой 95°C проходит 18 мин или 0,3 часа. Расход электроэнергии за это время составляет 15*0,3=4,5 кВтч. Т. е., на приготовление 1,5 тонны раствора шлихты с температурой 95°C требуется 18 минут времени и 4,5 кВтч электрической энергии. В обычном производстве [1] на это уходит более 1,5 часа, 12 кВтч электроэнергии на перемешивание и более 120 кВтч тепловой энергии пара для подогрева емкости.It is important that in this method the liquid is taken from the tank into the water discharge reservoir in the central hole 1.9 of the bottom 1.0 of the tank and sediment of undissolved material along the central axis of the tank is not collected when the fluid rotates clockwise inside the tank C. For example. To a tank with a size of 1 × 1 × 1.5 m and a volume of 1.5 m 3 are connected an ICI of three identical modules of 4 kW each and three EPKs of 1.5 kW each. The total electric power is 12 + 3 = 15 kW. From the beginning of pouring water into the tank to the discharge of the finished hot dressing with a temperature of 95 ° C, 18 minutes or 0.3 hours pass. The power consumption during this time is 15 * 0.3 = 4.5 kWh. That is, the preparation of 1.5 tons of a dressing solution with a temperature of 95 ° C requires 18 minutes of time and 4.5 kWh of electrical energy. In conventional production [1], this takes more than 1.5 hours, 12 kWh of electricity for mixing, and more than 120 kWh of thermal energy of steam to heat the tank.
7.3.2. Получение горячих растворов в одном устройстве обусловлено совокупностью изложенных в данном описании и заявляемых новых операций.7.3.2. Obtaining hot solutions in one device is due to the combination of the stated and claimed new operations.
8. Источники информации8. Sources of information
1. Живетин В.В., Брут-Бруляко А.Б. Устройство и обслуживание шлихтовальных машин. Издание второе. М., Легпромбытиздат, 1988. С. 240.1. Zhivetin VV, Brut-Brulyako AB Design and maintenance of sizing machines. Second Edition. M., Legprombytizdat, 1988.S. 240.
2. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача, М., Высшая школа, 1980. // С. - 469.2. Nashchekin V.V. Technical thermodynamics and heat transfer, M., Higher school, 1980. // S. - 469.
3. А.С. №220744 кл. F26B 5/02, 1952.3. A.S. No. 220744 cells F26B 5/02, 1952.
4. Патент GB №2227823 кл. F26B 13/14.4. GB patent No. 2227823 class.
5. А.С. №731234 кл. F26B 13/18, опубл. 30.04.80.5. A.S. No. 731234
6. Патент RU №22177129 кл. F26B 13/18, опубл. 20.12.2001.6. Patent RU No. 22177129 class.
7. А.С. №514177 кл. F26B 13/18, опубл. 15.05.76.7. A.S. No. 514177 cells F26B 13/18, publ. 05/15/76.
8. Патент DM №1226287 НКИ 39az 7/14, 1966.8. DM patent No. 1226287 NKI 39az 7/14, 1966.
9. Джемисон P.X. Физика и техника инфракрасного излучения. М., Изд. Советское радио, 1965 // С. 535.9. Jamison P.X. Physics and technology of infrared radiation. M., ed. Soviet Radio, 1965 // S. 535.
10. http://www.lisma-guprm.ru.10. http://www.lisma-guprm.ru.
11. А.С. №596795 кл. F26B 13/18, опубл. 05.03.78.11. A.S. No. 596795 cells F26B 13/18, publ. 03/05/78.
12. Патент RU A1 №1781523 кл. F26B 13/14, опубл. 15.12.1992.12. Patent RU A1 No. 1781523 class.
13. Патент RU №2263730, МПК D06B 15/00, F26B 13/00, 2005.13. Patent RU No. 2263730,
14. Патент RU №2300589, МПК D06B 15/00, F26B 13/00, 2007.14. Patent RU No. 2300589,
15. Патент RU №2269730, МПК F26B 13/18, 2006.15. Patent RU No. 2269730,
16. Патент RU №2355961, МПК F26B 3/34, 13/08, 2009.16. Patent RU No. 2355961, IPC F26B 3/34, 13/08, 2009.
17. Патент RU №2431793, МПК F26B 3/34, 2011.17. Patent RU No. 2431793, IPC F26B 3/34, 2011.
18. http://www.galan.ru/products/electrod/index.shtm.18. http://www.galan.ru/products/electrod/index.shtm.
19. http://velebit.tiu.ru/p250702-elektrodnye-kotly.html.19. http://velebit.tiu.ru/p250702-elektrodnye-kotly.html.
20. Патент RU №2442935 МПК F24H1/18, 20.02.2012 г.20. Patent RU No. 2442935 IPC F24H1 / 18, 02.20.2012
21. Патент RU №2160411, МПК F22B1/30, опубл. 10.12.2000.21. Patent RU No. 2160411, IPC F22B1 / 30, publ. 12/10/2000.
22. Патент RU №2141603, 2011.22. Patent RU No. 2141603, 2011.
23. Патент RU №2505752 МПК F24H 1/18, опубл. 27.01.2014, Бюл. №3.23. Patent RU No. 2505752 IPC F24H 1/18, publ. 01/27/2014, Bull. Number 3.
24. http://www.alexplus.ru/technologies/dissolution.html.24.http: //www.alexplus.ru/technologies/dissolution.html.
25. http://www.ultrasonicteo.ru/medicina.html.25. http://www.ultrasonicteo.ru/medicina.html.
26. Патент RU №2486950, МПК B01F 5/10, опубл. 10.07.2013 Бюл. №19.26. Patent RU No. 2486950, IPC B01F 5/10, publ. 07/10/2013 Bull. No. 19.
27. Патент RU №2526396, МПК A21B 1/14, опубл. 20.08.2014, Бюл. №23.27. Patent RU No. 2526396, IPC A21B 1/14, publ. 08/20/2014, Bull. Number 23.
28. Заявка на изобретение №2013134786/07, дата подачи 23.07.2013, МПК H05B 3/00. На нее получено Решение экспертизы ФИПС №212/05-04-04-19 о выдаче патента от 28.01.2015.28. Application for invention No. 2013134786/07, filing date 07/23/2013, IPC H05B 3/00. It received the FIPS examination decision No. 212/05-04-04-19 on the grant of a patent dated January 28, 2015.
29. Патент RU №2302593, МПК F26B 13/18, опубл. 10.07.2007, Бюл. №23.29. Patent RU No. 2302593,
30. http://www.electrum-av.com/30. http://www.electrum-av.com/
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147093A RU2611522C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147093A RU2611522C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2611522C1 true RU2611522C1 (en) | 2017-02-27 |
Family
ID=58459002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015147093A RU2611522C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611522C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2227823A (en) * | 1989-02-06 | 1990-08-08 | Jang Tzong Bao | Drying cylinder |
US7622510B2 (en) * | 2002-10-15 | 2009-11-24 | Christophe Arnaud | Method and device for making a dispersion or an emulsion |
RU2442935C1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of liquid heating in the vertical static tank with flat bottom the hight of which is over the bottom size |
RU2486950C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of making solutions in cylindrical vertical vessel heated, mainly, at bottom, for example, for operation of slashing machine |
RU2505752C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of production of solutions in vertical container of rectangular section, heated mostly from bottom, for example for work of sizing machine of weaving factory |
-
2015
- 2015-11-02 RU RU2015147093A patent/RU2611522C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2227823A (en) * | 1989-02-06 | 1990-08-08 | Jang Tzong Bao | Drying cylinder |
US7622510B2 (en) * | 2002-10-15 | 2009-11-24 | Christophe Arnaud | Method and device for making a dispersion or an emulsion |
RU2442935C1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of liquid heating in the vertical static tank with flat bottom the hight of which is over the bottom size |
RU2486950C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of making solutions in cylindrical vertical vessel heated, mainly, at bottom, for example, for operation of slashing machine |
RU2505752C2 (en) * | 2012-04-10 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method of production of solutions in vertical container of rectangular section, heated mostly from bottom, for example for work of sizing machine of weaving factory |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104822988B (en) | There is the electrode boiler of electrode unit | |
GB2409957A (en) | Silent water heater utilising internal resistance (ohmic) heating | |
RU2442935C1 (en) | Method of liquid heating in the vertical static tank with flat bottom the hight of which is over the bottom size | |
RU170579U1 (en) | Accumulative, storage water heater | |
CN204429158U (en) | A kind of dairy products detection agitating device | |
RU2611522C1 (en) | Method for producing hot solutions in vertical tank of rectangular cross section, height of which is greater than transverse dimensions | |
CN209549254U (en) | A kind of water treatment agent mixed stirring device | |
RU2684864C2 (en) | Capillary heater based on proximity effect with high degree of energy saving equipped higher along a flow with microfilter for removing lime particles present in fluid medium, and lower on flow with nozzle or closed contour | |
CN204485858U (en) | A kind of heated type reactor | |
CN1240961C (en) | Water vaporization method and device as well as medium frequency induced water vaporization method and device | |
RU2505752C2 (en) | Method of production of solutions in vertical container of rectangular section, heated mostly from bottom, for example for work of sizing machine of weaving factory | |
JP4977084B2 (en) | Electrode rod for electromagnetic heating and electromagnetic water heater using the same | |
RU2486950C1 (en) | Method of making solutions in cylindrical vertical vessel heated, mainly, at bottom, for example, for operation of slashing machine | |
CN107843010A (en) | A kind of architectural waterproof material production fluid heater | |
CN205560684U (en) | Stable steam generator who provides steam fast | |
CN210934841U (en) | Water bath heating device for chemical reaction | |
CN208449355U (en) | Resin constant temperature water bath apparatus | |
RU102945U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING MODIFIED BITUMINOUS AND BITUMINO-POLYMERIC MASKS | |
RU2557141C1 (en) | Method and device for heat energy generation from electric energy | |
CN105854698A (en) | Water bath stirring equipment | |
RU2451126C1 (en) | Device to produce modified bitumen and bitumen-polymer mastics | |
CN212680751U (en) | Agitating unit is used in production of waterborne insulating coating | |
CN103233333A (en) | Garment dyeing refurbishment device | |
CN219072082U (en) | High carbon chain alkylbenzene apparatus for producing | |
RU62447U1 (en) | ROOM HEATING DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191103 |