Активатор жидких сред Советский патент 1991 года по МПК E21F15/08 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к активации жидких сред, например закладочных смесей, в процессе их транспортировки по трубопроводу.

Цель изобретения - повышение эффективности активации за счет упрощения возможности ее управлением.

На фиг. 1 показан трубопровод с установленным в нем активатором (направление вращения активатора показано дугообразной стрелкой, а направление движения смеси по трубопроводу - прямой стрелкой), разрез по оси; на фиг. 2 и 3 - сечения вихревой камеры; на фиг. 4-6 - трубопровод с установленными в нем последовательно несколькими вихревыми кадрами, разрезы по оси; ,на фиг. 7 - трубопровод с установленным в нем активатором в случае, когда вихревая камера размыкает полностью стенки проточной камеры, разрез по оси.

Активатор жидких сред состоит из трубчатой проточной камеры 1, выполненной из магнитопроницаемого материала с кольцевыми выемками на внутренней поверхности вихревой камеры 2, электрообмотки 3, размещенной на внешней поверхности проточной камеры в интервале указанной выемки. Трубчатая проточная камера присоединяется, например, с помощью фланцевых соединений 4 к основному ставу трубопровода 5. Камера 1 может изготавливаться из магнитопроницаемого материала (лучше парамагнетики или ферромагнетики) полностью, либо частично, причем в этом случае из магнитопроницаемого материала изготавливается участок камеры 1 в месте расположения вихревой камеры 2, выполненной из металла. Материалами для изготовления камеры 1 могут служить электротехнические стали, металлы и т.п. В электрообмотке 3 генерируется вращающееся магнитное поле. А в вихревой камере 2 также имеется обмотка 6, размещенная на внешней поверхности вихревой камеры, например корот- козамкнутая, в которой под влиянием вращающегося магнитного поля индуцируется электродвижущая сила и возникает значительный крутящий момент. В связи с чем вихревая камера начинает вращаться.

В месте контакта 7 проточной и вихревой камер устанавливаются подшипники 8 скольжения или качения, а также в месте этого контакта могут быть установлены уплотнители 9. например сальники армированных манжет и т.д.

Толщина стенки 10 проточной камеры в месте ее сопряжения с проточной камерой может быть равна 2-5 мм и менее.

Вихревая камеры со своей внутренней стороны, контактирующей с транспортируемой по трубопроводу жидкой средой, может оснащаться выступами, шлицами 11 (фиг. 2

и 3) высотой 5-15 мм и более в зависимости от диаметра трубопровода. Выступы 11 могут располагаться на внутренней стороне камеры 2 по ее образующей или по винтовой линии.

0В проточной камере могут быть расположены последовательно один за другим две и более вихревых камеры, оснащенных независимыми друг от друга приводами (фиг. 4). Направление вращения двух сосед5 них вихревых камер в этом случае противоположно.

Кроме того, вихревая камеры может быть снабжена консольным выступом 12 в виде ряда стержней 13. размещенных по

0 меньшей мере на одном торце вихревой камеры (фиг. 7). При наличии в проточной камере двух и более вихревых камер с консольными выступами в виде стержней последние введены свободным концом в по5 лость 14 соседней вихревой камеры до половины ее длины (фиг. 5).

Вихревая камера может также оснащаться консольными выступами в виде стержней и с обоих своих концов, как это

0 показано на фиг. 6.

Выемка в стенке проточной камеры может быть выполнена так, что размыкает эту стенку полностью, В этом случае кожух 15 играет также роль соединителя и

5 г.крепляет два участка 16 и 17 проточной камеры, а сама проточная камера может выполняться из того же материала (из тех же труб), что основной став трубопровода 5. Размеры активатора зависят от диамет0 ра трубопровода, в котором он устанавливается.

Активатор эксплуатируется следующим образом.

5 При транспортировке по трубопроводу жидких сред и смесей оснащенным активатором приводят в движение вихревую камеру путем включения электрообмоток приводов. При вращении вихревой камеры проис0 ходит турбулизация потока смеси, ее интенсивное перемешивание, сопровождающееся кавитационными эффектами. Таким образом, происходит интенсивная активация смеси, при которой возникают частые ин5 тенсивные соударения частиц смеси, их разрушение и измельчение. Так. при исполь- зовёнии данного активатора при транспортировке по трубопроводу твердеющих закладочных смесей происходит разрушение зерен вяжущего, удаление гидратных пленок и увеличение прочности цементного камня, повышение однородности смеси.

Причем процессом активации можно управлять путем изменения скорости вращения вихревой камеры, подбирая для ак- тивируемых смесей наиболее оптимальный режим работы и скорость вращения вихревой камеры.

Кроме того, активацию смесей можно усилить, придавая двум соседним вихревым камерам (фиг. 4) противоположное направление вращения или снабжая вихревые камеры консольными выступами в виде стержней, которые свободным концом входят в полость соседней вихревой камеры (фиг. 5, 6). В этом случае при взаимодействии двух противоположно вращающихся потоков смеси на границе их контакта возникают мощные гидродинамические возмущения, сопровождающиеся усилием дис- пергирования материала смеси.

При работе активатора его охлаждение происходит за счет потока смеси, которая из активатора выходит подогретой. Необходимо отметить, что, например, при активиро- вании твердеющих закладочных смесей подогрев смеси благотворно влияет на свойства закладки: увеличивается скорость реакции гидратации, повышается прочность закладки, уменьшаются сроки ее твер- дения. Однако при необходимости поддержания постоянной температуры активируемой смеси ее можно охлаждать перед активатором или после него.

Формула изобретения

1.Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, в которой размещена вихревая камера в виде кольца с приводом, установленная с возможностью вращения относительно проточной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности активации жидких сред за счет упрощения возможности ее управлением, проточная камера выполнена из магнитопроницаемого материала с кольцевыми выемками на внутренней поверхности, а привод вихревой камеры выполнен в виде двух электрообмоток, расположенных концентрично на внешних поверхностях проточной и вихревой камер в интервале указанных выемок.

2.Активатор по п. 1,отличающийся тем, что в проточной камере установлены последовательно по меньшей мере две вихревые камеры с автономными приводами для вращения вихревых камер в противоположных направлениях.

3.Активатор по пп. 1и 2, отличающий с я тем. что одна из вихревых камер снабжена консольными выступами в виде ряда стержней, размещенных по меньшей мере на одном торце этой камеры, при этом свободные концы стержней введены в полость второй вихревой камеры.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к активации жидких сред, например закладочных смесей, в процессе их транспортирования по трубопроводу. Цель изобретения - повышение эффективности активации смеси за счет упрощения возможности ее управления. Активатор жидких сред содержит трубчатую проточную камеру (К) 1, в которой размещены по меньшей мере две вихревые К 2 в виде кольца с приводом. При этом К 1 выполнена Ю 6 /5 9 8 Х из магнитопроницаемого материала с кольцевыми выемками на внутренней поверхности Привод вихревой К 2 выполнен в виде двух электрообмоток 3, расположенных кон- центрично на внешних поверхностях проточной К 1 и вихревой К 2 в интервале выемок Вихревая К 2 может иметь консольные выступы в виде ряда стержней. Свободные концы стержней введены в полость второй вихревой К 2. В электрообмотке 3 генерируется вращающееся магнитное поле, а в К 2 имеется короткозамкнутая обмотка 6. в которой под влиянием вращающегося магнитного поля индуцируется электродвижущая сила и возникает значительный крутящий момент. За счет этого вихревая К 2 вращается. При вращении К 2 происходит турбулизация потока смеси, ее интенсивное перемешивание, сопровождающееся кави- тационными эффектами. Таким, образом происходит интенсивная активация смеси, при которой возникают частые интенсивные соударения частиц смеси, их разрушение и измельчение. 2 з.п.ф-лы, 7 ил. fc О ел о о OJ Фиг 1

Фиг. 2

Фиг. 3