ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК F15B21/12 B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационным устройствам для передачи вибраций в потоке вещества, находящегося под давлением и при повышенной температуре, например, в реакторах, барокамерах и в др. сосудах под давление, и может быть использовано в нефтехимической, металлургической, лакокрасочной и др. отраслях.

Известно устройство для создания вибраций, описанное в авт.св. 566031, кл. F 15 B 21/12, состоящее из корпуса, каналов и штуцеров ввода.

Недостатком таких устройств является то, что они воздействуют только на вещества, находящиеся около плоскости вибратора, и не могут создать вибрацию в слое вещества, омываемого потоком газа или жидкости, поступающих под давлением из-за отсутствия герметизирующих устройств.

В целях создания вибраций в потоке используют гидростатические вибраторы, пульсаторы, включающие корпус, в котором расположен поршень с пружинным устройством, и канал для подвода газа (авт.св. 731096, кл.F 15 B 21/12 и авт.св. 432306, кл. F 15 B 21/12).

Описанная конструкция позволяет передать колебания в поток жидкой среды, где колебания хорошо генерируются и не могут передать в пористый слой вещества, омываемого газовым потоком, т.к. если в полости находится воздух, то колебания в газовой среде быстро затухают, к тому же пористый слой вещества сам является поглощающим и энергии газовой среды недостаточно для передачи вибраций в слой вещества, находящегося под давлением.

Задача, решаемая изобретением, - разработка конструкции, передающей вибрацию в слой твердых частиц, омываемых парогазовой смесью под давлением для обеспечения лучших условий для омывания и более полного использования объема проточной камеры. Целесообразно также, чтобы с помощью разработанного устройства можно было уплотнять твердые материалы (например, катализатор и др.)
Поставленная задача решается тем, что устройство, содержащее корпус, генератор колебаний, поршень, регулировочное приспособление с пружиной, снабжено штоком удлиненным, выходящим за пределы корпуса, на одном конце которого укреплен поршень, а на противоположном - генератор колебаний; шток соединен с корпусом посредством резьбового соединения на гайке, вворачивающейся в корпус и имеющей внутренний диаметр больше, чем диаметр штока; к гайке герметично прикреплен сильфон, через который проходит шток, другой конец сильфона герметично прикреплен к опорному кольцу; на корпусе установлена крышка с резьбой, которая выполняет роль регулировочного приспособления; пружина и опорное кольцо установлены в корпусе в месте крепления сильфона к штоку.

Шток и поршень могут быть выполнены из эластичных материалов, при этом поршень выполнен профильной формы.

Возможно сочетание выполнения штока из металла, а поршня профильной формы из эластичных материалов.

В том случае, когда необходимо обеспечить работу штока одновременно в разных плоскостях, устройство снабжено дополнительным генератором колебаний, установленным в месте крепления поршня.

Наличие в устройстве полой емкости в гайке и сильфоне, удлиненного штока с герметично закрепленным сильфоном и гайкой позволяет передать вибрацию во внутрь объема реактора, в котором создаются повышенное давление и высокая температура, или камеру с потоком вещества, а свободно посаженная на шток пружина позволяет компенсировать внутреннее давление и повысить надежность и долговечность работы сильфона.

Выполнение штока и поршня из эластичных материалов дает возможность уплотнить твердые материалы (например, при использовании катализатора).

В том случае, когда устройство снабжено дополнительным генератором колебаний, который установлен в месте крепления поршня, шток будет работать в различных плоскостях, и вибрация будет передаваться в большем объеме.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема устройства с двумя генераторами колебаний; на фиг.3 - профильный поршень.

Вибрационное устройство состоит из корпуса 1, удлиненного штока 2, на одном конце которого закреплен поршень 3, на другом - генератор колебаний 4, гайка 5 с резьбой, сильфон 6, кольцо 7, пружина 8. На корпус 1 надета крышка 9 с резьбой, выполняющая роль регулировочного приспособления. Шток 2 и поршень 3 могут быть выполнены из металла или из эластичных материалов. Поршень 3 может быть выполнен профильной формы (см. фиг.3) в том случае, если он выполнен из эластичных материалов.

Устройство может быть выполнено с двумя генераторами колебаний 4 и 10 (см. фиг. 2) и амортизаторами 11.

Устройство подготавливают для работы следующим образом.

Шток 2 с гайкой 5, сильфоном 6, упорным кольцом 7 вворачивают в корпус 1 через прокладку, вставляют пружину 8 и крепят крышкой 9 с резьбой, закрепляют поршень 3, устанавливают генератор вибраций 4 и помещают в сосуд под давление.

В устройстве может быть закреплен и второй генератор колебаний (вибраций) 10 с амортизатором 11 (см. фиг.2)
Работа заключается в следующем.

Генератор 4, создавая колебания, передает их на поршень 3 через шток 2 и сильфон 6, а внутреннее давление в рабочем сосуде (реакторе) скомпенсировано пружиной 8 и регулировкой крышки 9. Герметичность обеспечивается сильфоном 6 и полостью гайки 5 с герметичным ввинчиванием в корпус 1 через прокладки в сосуд, работающий под давлением. Этим и обеспечивается безопасность работы на случай разрыва сильфона.

В том случае, когда необходимо уплотнение частиц твердого материала (например, катализатора), используются поршень 3 профильной конструкции, выполненный из эластичных материалов, либо шток 2 и поршень 3, выполненные из эластичных материалов.

В том случае, когда необходимы значительные усилия штока и работа его в различных плоскостях, включают два генератора колебаний 4 и 10; амортизатор 11 не позволяет штоку разболтаться при работе.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает интенсификацию обменных процессов: процессов перемешивания, флотации и т.д., повышение выхода продуктов реакции при переработке нефтехимических продуктов при повышении давления и температуре с использованием катализатора, повышение качества перемешивания при нормальных условиях и при высоких температурах и давлении (t до 700^oC, P - 30-50 атм.).

Использование: в химическом машиностроении. Сущность изобретения: вибрационное устройство, содержащее корпус, генератор колебаний, поршень, регулировочное приспособление и пружину, снабжено удлиненным штоком, расположенным внутри корпуса и за его пределами, на одном конце которого (за пределами корпуса) укреплен поршень, а на противоположном - генератор колебаний, при этом шток соединен с корпусом посредством резьбового соединения на гайке, вворачивающейся в корпус и имеющей внутренней диаметр больше диаметра штока, и проходит через сильфон, один конец которого герметично прикреплен к гайке, а другой - герметично к штоку через опорное кольцо, которое вместе с пружиной установлено в корпусе в месте крепления сильфона к штоку, а регулировочное приспособление представляет собой крышку с резьбой, надетую на корпус. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вибрационное устройство, содержащее корпус, генератор колебаний, поршень, регулировочное приспособление и пружину, отличающееся тем, что оно снабжено удлиненным штоком, расположенным внутри корпуса и за его пределами, на одном конце которого (за пределами корпуса) укреплен поршень, а на противоположном - генератор колебаний, при этом шток соединен с корпусом посредством резьбового соединения на гайке, вворачивающейся в корпус и имеющей внутренний диаметр больше диаметра штока, и проходит через сильфон, один конец которого герметично прикреплен к гайке, а другой - герметично к штоку через опорное кольцо, которое вместе с пружиной установлено в корпусе в месте крепления сильфона к штоку, а регулировочное приспособление представляет собой крышку с резьбой, надетую на корпус. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шток и поршень выполнен из эластичных материалов, при этом поршень выполнен профильной формы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шток выполнен из металла, а поршень профильной формы из эластичных материалов. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным генератором колебаний, установленным в месте крепления поршня.