SU1000104A1 - Устройство дл активации строительных смесей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к дроблению или измельчению различных материалов и можэт быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, где возникает необходимость в изменении удельной поверности дисперсной фазы в суспензи х и, в частности, при активации и приготовлении сырьевых компонентов газобетона.

Известна установка дл  электрогидравлической активации, содержаща  генератор импульсов тока, камеру диспергировани  с коаксиально размещенными на входе в нее электродами, внешние из которых заканчиваютс  сопловыми насадками l.

. Известный импульсный диспергатор имеет сравнительно низкую производительность и эффективность измельчени , св занные с тем, что при синхронных разр дах в двух коаксиальных системах электродов во взаимонаправленных соплах формируютс  две струи цементного теста, которые соудар ютс  в рабочей камере устройства. За счет того, что жидка  фаза суспензии практически несжимаема происходит упругий удар и значительна  часть суспензии оказываетс  недиспергированной .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  активации строительных смесей, содержащее корпус с входным патрубком и с коаксиально установленными в верхней его части электродами, с образование ем между ними рабочей камеры, внутренний электрод соединен с генератором импульсов тока и закреплен корпу10 се через диэлектрик с отверсти ми, а наружный электрод выполнен с осевым каналом, соедин ющим рабочую камеру с камерой диспергировани , соединенной с выходным патрубком 2.

15

Однако в, известном устройстве недостаточна  степень диспергировани 

Цель изобретени  - повышение эффективности активации.

Указанна  цель достигаетс  тем,

20 что устройство дл  активации строительных смесей,.содержащее корпус с входным патрубком, камеру диспергировани  с выходным патрубком, коаксиально установленные в верхней

25 части корпуса и образующие рабочую камеру электроды, внутренний из которых соединен с генератором импульсов тока и закреплен в корпусе через диэлектрик, имеющий сообщенные с ра30 . бочей камерой отверсти , а наружный

электрод выполнен с осевым каналом, соедин ющим рабочую камеру с камерой диспергировани , соединенной с выходным патрубком, оно снабжено дополнительным электродом и источником сжатого газа, сообщенным с отверсти ми диэлектрика, внутренний электрод вы .полнен с шарообразным элементом на конце, а наружный выполнен сферическик с конусообразным наконечником, смонтированным на внешней его стороне и размещенным в камере диспергировани , причем последн   выполнена сужающейс  к выходному патрубку и имеет на дне конусный выступ.

На чертеже схематично изображена установка дл  разр дно-импульсного диспергировани . ,

Диспергатор содержит корпус 1 с размещенным в нем токопроводом .2, армированным диэлектриком 3/ в котором выполнены каналы 4. Токопровод 2 имеет на одном конце неармирован .ный шаровый элемент 5,  вл ющийс  электродом рабочей камеры 6, а други подсоединен к плюсовой клемме 7 генератора импульсов тока. Отрицательно зар женна  клемма включена с корпусом 1 в общий контур заземлени . Вторым электродом рабочей камеры  вл етс  сферический.элемент 8, армированный диэлектриком 9,. На внешней части электрода 8 смонтирован конусообразный наконечни.к 10, внутри которого выполнен канал 11, соединенный системой- каналов 12, истекающих в .область эквипотенциальной поверхности наконечника 10. Вторым электродом камеры 13 диспергировани   вл етс  электрод 14, охватывающий последнюю . Камера 13 диспергировани выполнена сужающейс  и имеет на дне конусный выступ 15, там .же имеетс  канал, соединенный с патрубком 16 дл  выхода суспензии. Камера 13 диспергировани  соединена каналами 17 с патрубком 18 дл  ввода суспензии.Сжа тый газ в каналы б нагнетаетс  компрессором 19.

Устройство рггботает следующим образом .

Через патрубок 18 каналы 17 подают суспензию в пространство-между электродами 10 и 14. Одновременно компрессором 19 начинают прокачивать сжатый воздух через каналы 4 во внутреннюю полость сферического элемента 8 и включают в работу генератор. 7 Между электродами 5 и 8 происходит воздушный электрический пробой, после чего вс  энерги  полученного импульса выдел етс  в камере диспергировани  между электродами 10 и 14. Причем инициирование разр дов в ка мере диспергировани  осуществл етс  ионизированным газомр истекающим из каналов 12 в области эквипотенциальной поверхности электрода 10. Образующиес  волны сжати   вл ютс  основным инструментом при диспергировании твердой фазы суспензии. В случае диспергировани  смесей дл  получени  газобетона ввод сжатого воздуха позвол ет отказатьс  от добавокйорообразователей и одновременно повысить качество изделий из газобетона за счет диспергировани -активации

Волны сжати  в суспензии соудар ютс  с конусным выступом 15, отражаютс  , соудар ютс  со следующей волной , стенками камеры 13, за счет чего эффект диспергировани  повышаетс . После обработки смесь выводитс  через патрубок. 16.

Приведем соображени  о св зи межд временем прохождени  канала разр да в рабочем промежутке и временем притока ионизированного газа в этот промежуток . Дл  оценки времени существовани  свободных носителей, возникающих в результате воздействи  им пульсного электромагнитного пол  на сжатый газ в .формующем разр днике, воспользуемс  известными выражени ми дл  длины свободного пробега Р и концентрацией молекул

Р 1

Ь--- ; е-- .

где Р - давление газа;

Т - абсолютна  температура; К - посто нна  Больцмана; (3 - диаметр молекулы. Объедин   эти выражени , имеем КТ

(f;

г :

Vo

Средн   скорость движени  молекул определ етс  температурой газа

или

1/2

( (1J

ZVTfd P

где in - масса молекулы;

врем  между двум , последовательными столкновени ми молекулы с сосед ми (врем  рекомбинации ) .

Врем  t необходимо сравнить с временем прохождени  молекул газа (в том числе и ионизированных) сообщающего канала между формирующим и рабочим разр дником tg.

Это врем  (t2) определ етс  из системы уравнений

mdv.

i

lm61VQ jFdt,(3)

JJ

Claims (2)

1. 0 0 где F - сила,S - площадь канала; L - длина канала, V- - скорость прохождени  канала . Дл  того, чтобы зар женные части цы попали из объема, где возникает фс рмирующий разр д в объем рабочего разр дника необходимо чтобы t Т(2 Из Выражений (2) и (3) имеем k-M , (тКТ) (Р5) S zVold P ( Подставл   численные значени  в выражение (.4) получаем d 1о;° 4 ,1о2-1оЗ 1 , 2 S .10-/м2, L Даже при комнатной температуре (что заведомо не так ) -tl Ю р - 5-10 атм , К il,4 Н,м/К Абсолютные значени  t и 12следую цие: п t -lO- Oc ,. t - lQ- с , Таким образом при указанных услови х зар женные частицы из формирующего разр дника безусловно успевают в камеру рабочего разр дника, где и инициируют основной разр д. Поскольку врем  разр да (как предварительно го, так и основного) tg t то основное количество зар женных частиц, возникающих в результате предварительного (формирующего разр да , заведомо успевает попасть в ра бочий разр дник. Кроме того, задержка между формирующим и основным разр дами составл ет врем  разр да t -lO c то плазма формирующего разр да практически мгновенно истекает в рабочий разр дник, т.е. уже первый формирующий разр д инициирует первый же основной разр д. Известно, что процесс образовани  высоковольтного разр да в жидкости состоит из трех этапов: начало пробо  - стади  инициировани , стади  формировани  разр да и стади  переда чи энергии плазмы непосредственно ок ружающей среде. В нашем случае, тонкую струю ионизированного газа необходимо рассматривать как. проводник, соедин ющий рабочие электроды. Согласно теории процесс взрыва проводника состоит в следующем: в момент замыкани  цепи разр дного контура че рез проводник малого сечени  быстро нараста  течет ток, разогрева  проводник до высокой температуры ( В результате этого ток в цепи уменьшаетс  и наступает пауза тока. Б последующие моменты времени инерци  взаимодействи  газообразных продуктов разр да с окружающей жидкостью преодолеваетс , возникает ударна  ионизаци  и вторичный, основной пробой. Инициирование разр да проводником (любым: проволочной, плазменной струей , провод щей жидкостью или пастой ) позвол ет не учитывать смачиваемую поверхность электрода, как это делаетс  при свободном разр де, поскольку эффективность преобразовани  энергии в этом случае не зависит ат удельной проводимости Жидкости. Последнее позвол ет производить активацию - диспергирование твердой фазы в жущих систем с сильно электропровод щей дисперсионной средой. Устройство несложно в изготовлении , технологично, его использование, например в случае активации газобетонной смеси, дает экономический эффект до 2,О руб на м газобетона. Формула изобретени  Устройство дл  активации строительных смесей, содержащее корпус с входным патрубком, камеру диспергировани  с выходным патрубком, коаксиально установленные в верхней части корпуса и образующие рабочую камеру (Электроды, внутренний из которых соединен с генератором импульсов тока и закреплен в корпусе через диэлектрик , имеющий сообщенные с рабочей камерой отверсти , а наружный электрод выполнен с осевым каналом, соедин ющим рабочую камеру с камерой диспергировани , соединенной с выходньом патрубком, о тличающе ес  тем, что,с целью повышени  эффективности активации, оно снабжено дополнительным электродом и источником сжатого газа, сообщенным с отверсти ми диэлектрика, внутренний электрод выполнен с шарообразным элементом на конце, а наружный выполнен сферическим с конусообразным наконечником, смонтированным на внешней его стороне и размещенным вкамере диспергировани  , причем последн   выполнена сужающейс  к выходному патрубку и имеет на дне конусный выступ. Источники информации, прин тый во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 587238, кл. В 02 С 19/18, 1978.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 839560. кл. В 02 С 19/18, 1979.