RU901U1 - Камерный смеситель тяжелых аэрозольных водных смесей - Google Patents

Abstract

Камерный смеситель тяжелых аэрозольных водных смесей, содержащий резервуар для краски, к которому подведен трубопровод подачи сжатого воздуха, камеру смешивания, трубопровод подачи жидкости в камеру и трубопровод вывода смеси, отличающийся тем, что цилиндрическая камера волнового смешивания выполнена пустотелой, ее противоположные торцевые плоскости перпендикулярны к прямолинейной геометрической оси камеры, длина камеры по ее геометрической оси равна длине гидравлической полуволны аппарата, подвод сжатого воздуха осуществлен по прямолинейной геометрической оси камеры продольно, подвод жидкости в камеру осуществлен трубопроводом в зону пересечения оси трубопровода с геометрической осью камеры на расстоянии четверти длины гидравлической волны, равноудаленно от торцевых отражательных плоскостей.

Description

Камерный смеситель тяжелых аэрозольных водных смесей

Полезная модель относится к области металлургии, строительства, химии ив частности, к литейному производству, для покрытия литейных форм тяжелыми красками. Известно устройство с использованием камеры смешивания, установленной на трубопроводе между распылителем и баком для краски. Это устройство наиболее близко предлагаемому техническому решению, но имеет следующие недостатки:

-камера смешивания не имеет автономного подвода сжатого воздуха, что приводит , при подаче в камеру жидкости и возникновеннк при этом интенсивной гидравлической волны, к потере работоспособности системы, т.к. создаваемая гидравлической волной зона высокого давления, используя короткие пневматические связи, отсекает резервуар от магистрали сжатого воздуха, в связи с чем последующий импульс подачи жидкости в камеру не состоится;

-в связи с тем, что геометрические параметры элементов конструкции известного устройства не имеют волновой связи соотношения размеров к волне, пучок энергетически мошных волн, включая звуковые,пневматическую, гидравлическую и их обертоны, упорядоченнсг не взаимодействуют, в резонансе не вступают, энергия волн не используется ;

-в известном устройстве используется кинематическая энергия массы движущегося потока сжатого воздуха, но т.к. масса воздуха незначительна процесс смешивания идет на низком энергетическом уровне - смеси малоподвижны, малоактивны,нераспыляемы, дисперсности не имеют - процес ; превращается в с механическое разбрызгивание при некаче твенных результатах; - используемый в известном техническом решении, с целью создания завихрения потека, поперечный подвод сжатого воздуха в камеру смешивания, практически не может быть осуществлен, т.к. возникшая при этом продольная кинетическая физическая волна, создавая зоны повышенного относительно номинала давления, перек$вает проходные отверстия подачи жидкости. В создавшихся условиях неизбежно применение специальной высоконапорной аппаратуры для подачи в камеру жидкости или же значительное снижение давления в камере, за счет снижения мощности потока и тем самым энергетики процесса. Техническим эффектом в полезной модели является повышение производительности смесительной камеры и получение перенасыщенных, самораспыляющихся подвижных, абразивно-нейтральных, мелкодисперсных многофазных смесей, состоящих из воды, воздуха и твердых частиц. Указанный эффект достигается тем, что описываемый аппарат, представляя собой технически универсальную для водных месей и раствором пневмогидравлическую, импульсную систему, разомкнутой циркуляции в совмешенными пневматическим и гидравлическим потоками и обратной связью по заданному сигналу входа и выхода, используя энергию высокочастотной вибрации, возникающей при амплитудном резонансе основной волны в потоке сжатого воздуха и этой же волны в жидкостях а так же резонансных явлений, возникающих в пневмогидравлическом контуре аппарата, производит ступенчатое насыщение 2

ляется вода, разрывает пассу материала на мельчайшие частицы, окружает их воздушной прослойкой, в результате чего материал теряет вязкость и абразивность - смесь,, в результате замены трения-скольжения, трением-качением, приобретает подвижность. Рабочие телом (энергоносителем) системы является магистральный сжатый воздух. Рабочей жидкостбью гидравлической части машины является определенный объем материален, предназначенного для создания аэрозолей. Рабочим объектом пневмогидравлической системы становится доэированно-расходуемая рабочая жидкость, которая внедряется в поток сжатого воздуха, двигается и пульсирует по законам гидродинамики, насыщается в камере сжатым воздухом и выбрасывается

через пневмодроссель холостого выхлопа в магистраль смеси и в атмосферу. Перенасыщенная сжатым воздухом аэрозольная смесь, пролетев со скоростью 12-14 м/сек расстояние 0,5-0,7 м от среза сопла магистрали, взрывается, создавая эффект распыления.

На фиг. I изображен общий вид смесителя, на фиг.2 камера волнового смешивания - II, на фиг.З - циклограмма импульса давлений, в зоне (Р) камеры.На фиг.4 - схематичное изображение камеры смешивания II в волновом соотношении.

В статическом состоянии аппара имеет следующие элементы конструкции и связи:

камера предварительного насыщения I (фигЛ) двойного назначения: по пневматическим параметрам это безмембранный пневмовыгеснитель с импульсной подзарядкой, по гидравлическим параметрам - емкость для десятков или сотен литеров рабочей жидкости, оборудованная автономным подводом сжатого воздуха

под слой жидкости через трубопровод 2, пнешюдроссель ручного регулирования 3 и запорный вентиль 4. Сброс давления производится через трубопровод 5, запорный вентиль 7, запер давления - манометром б, заправка камеры осуществляется через загрузочный люк В, слив остатков жидкости - через сливное отверстие, закрытое резьбовой пробкой 9.

Подача слабонасышенной воздухом жидкости из камеры предварительного насыщения I производится по трубопроводу 10, в сообщенную с камерой I камеру волнового смешивания II.

Камера волнового смешивания представляет собой проточную цилиндрическую полость с прямолинейной геометрической осью, ее торцевые противоположные плоскости перпендикулярны к оси камеры. Подвод сжатого воздуха в камеру осуществлен трубопроводом 12 через пневмодроссель ручного регулирования 13, запорный вентиль 14 продольно прямолинейной геометрической оси камеры, подвод жидкости осуществлен в среднюю зону камеры, равноудаленней- от торцевых плоскостей. Камера оборудована смотровым отверстием для замера уровня рабочей жидкости в камере I, закрытым резьбовой пробкой 15 (сечение А-А). Камера волнового смешивания II служит второй ступенью насышения жидкости сжатым воздухом, а так же управляющим элементом для камеры предварительного насышения I и сообщена с резиновым трубопроводом смеси 16, рассчитанным на перепад давления р -0,01 мпА от источника сжатого воздуха до камеры смешивания, оборудованной проходным, нерегулируемым цилиндрическим пневмодросселем типа сменной шайбы 17 и запорным уцтройствоы 18. На фиг.З изображена циклограмма импульса давлений в зоне (р) тической волны, а в - расчетное падение давления Ар « 0,0$ мпАсигнал выхода. Начало движения воздушного поАса. Становление кинетической волны, вс - волновое падшие давления в зоне (Р) ас - падение давления в резервуаре - подача гидравлической составляющей. Становление гидравлической волны. (Ц- - становление резонансной волны. Волновой подъем давления в зоне (Р). Окончание подачи гидравлической составляющей. jpCl - стон-импульс камеры. Остановка движения воздушного потока. Затухание кинетической волны. Ц fy - затухание резонансной волны, падение волнов /бо давления начало движения воздушного потока, становление кинетической волны, выбром, в магистраль аэрозольной смеси. На фиг;4 изображена камера волнового смешивания II с геометрическими размерами в соотношении к длине рабочей гидравлической волны и пучок задействованных энв йтиески мошных волн. Перед началом работы резервуар I заполняется на 2/3 объема краской, загрузочный люк 8, запорные вентили 4,7,14,18 закрыты. Открытием запорного вентиля 14 (сигнал входа) система вводится в предстартовое состояние. Воздушный поток из магистрали давления 0,6 мпА через запорный вентиль 14, через всегда открытый с установленным проходным сечением пневмодроссель ручного регулирования 13 заполняет трубопровод 12. Камера смешивания II, магистраль сыэси 16, подкупольное пространство резервуара I- через слой краски заполняются сжатым воздухом: манометр регистрирует давление 0,06 мпА. &

Система находится в состоянии равновесия (точка-а, циклограмма фиг.З). В объеме аппарата, заполненном сжатым воздухом, через открытую арматурух действует основная, возбуждаемая турбокомпрессором, пневматическая волна I (фиг.4) длиною « ----, где с - скорость звуковой волны в воздухе, / 0чаотота периодов звуковой водны, задаваемая турбокомпрессоором. и ее обертоны, в частности ее мошный 1-й обертон 2

(фиг,4) длиною волны71 « 4г-при} . . В работу аппарат

вводится открытием запорного вентиля 4 и запорного устройства 18, магистрали вывода смеси. Подкупольное пространство резервуара I/через открытый запорный вентиль 4 и всегда открытый с установленным проходным сечением пневмодроссель ручноготрегулирования 3 соединяется с магистралью сжатого воздуха При открытии запорного устройства 18 (сигнал выхода) система подучает выход в атмосферу, вследствие чего на входе и выходе перепад давлений ( в камере смешивания II, в зоне Р р « 0,01 мпА) ав - (фиг.З). Перепад давлений в системе вызывает движение; движение возбуждает физическую кинетическую волну. Имея проходную кинетическую волну, камера становится генератором собственных колебаний с длиной волны,

равной удвоенной длине камеры /)- ЈС ж где Уфизическая, регулируемая (сигнал вх-ода) скорость воздушного потока, автоматически устанавливающаяся частота пульсации генератора камеры (для предлагаемой тяжелой системы 1 10//) и залегающей по форме -6 (i№ Л при которой узел волны расположен в средней части камеры, равноудаленной от торцевых отражающих плоскостей, что и определяет волновое падение

v Z& « давления -вс (фигЗ) в точке Р каперы. Рвзервуар I, используя физический перепад давления - ав (фиг.З) р а 0,01 мпА и волновое - вс падеки е давления, подает, теряя собственное давление - х Ь (фкг.З) по трубопроводу 10 в каперу II в зону Р гидравлическую сосвтавляюшую. Основная пневматическая водна оценив зону обитания не более жесткую в-оодную приобретает значительно большую скорость и интенсивность меняет длину волны и становится основной рабочей гидравлической волной 3 (фиг.4) с длиною волны JlVе где скорость звуковой волны в воде, /Ј. - частота периодов звуковой волны, задаваемой турбокомпрессором. Основная гидравлическая волна имеет обертоны, в частности I и обертон 4 (фиг.4) длиною водны з38 -тЈ- при з и 11-й обертон 5 (фиг.4) длиною волны при// 4/i. В связи с тем: что отношение скорости звуковой волны из одного источника в воде и скорости этой же волны в воздухе --/- 4, то А. . Это волновое равенство вызывает значительную интерферентность основной пневматической и Н-го ббертона гидравлической волны и их взаимодействие в остром резонансе. Энергетически мощная волна 11-го обертона гидравлической, имея частоту периодов //Ч -л 4ffit раскачивает систему волн до параметров нижнего предела высокой частоты, резонанс системы волн вызывает высокочастотную вибрацию среды и получение физического эффекта определенного техническим эффектом полезной модели. Возникшая при резонансе пучка води резонансная волна 7 (фиг.4)

вызывает подъем давления (фиг.З) s зоне Рп камеры, затихание кинетической водны - fitf стоп-нмпульс каперы.

На этом участке высокочастотная вибрация дробит к спешивает с воздухом гидравлическую составляющую, смесь по свойствам приближается к газовой, гидравлическая водна реряет свою водную опору и интенсивность, возникает затухание резонансной волны, падение волнового давления и f-f , чачало движения воздушного потока пульсация каперы, становление кинетической волны. Так как высокочастотная звуковая волна п едвигать вещества не пожег, вся энергия резонанса пучка звуковых волн расходуется на создание высокочастотной вибрации, дробление и перемешивания среды. Кинетическая водна генератора камеры, имея низкую частоту, энергией высокочастотного резонанса не обладает, поэтому дробить и смешивать вещество не может, но используя кинетическую энергию движения волны может перемешать вещество и|гем самым, рабочая в противофазе с резонансной звуковой волной, вентилирует камеру.

Составитель /иА В.Круглова

/ /

8

Claims (1)

1. Камерный смеситель тяжелых аэрозольных водных смесей, содержащий резервуар для краски, к которому подведен трубопровод подачи сжатого воздуха, камеру смешивания, трубопровод подачи жидкости в камеру и трубопровод вывода смеси, отличающийся тем, что цилиндрическая камера волнового смешивания выполнена пустотелой, ее противоположные торцевые плоскости перпендикулярны к прямолинейной геометрической оси камеры, длина камеры по ее геометрической оси равна длине гидравлической полуволны аппарата, подвод сжатого воздуха осуществлен по прямолинейной геометрической оси камеры продольно, подвод жидкости в камеру осуществлен трубопроводом в зону пересечения оси трубопровода с геометрической осью камеры на расстоянии четверти длины гидравлической волны, равноудаленно от торцевых отражательных плоскостей.