Способ распыления порошков из магнитных материалов Советский патент 1992 года по МПК B05B7/04 B05C19/02 

Изобретение относится к технике распыления порошков из магнитных материалов и может быть использовано для создания равномерного облака аэрозоля в замкнутом объеме при моделировании пылевых заболеваний, для дезагрегации и перевода в аэрозольное состояние порошкообразных материалов при анализе их дисперсного состава, а также для получения модельных аэрозолей при лабораторных исследованиях в химической и металлургической отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ распыления порошков, реализованный в устройстве для распыления порошков.

Сущность способа заключается в том, что засыпаютпорошок в емкость с сетчатым дном, воздействуют на порошок вибрацией, осуществляя просеивание частиц порошка через сетчатое дно емкости, и получают поток аэрозоля, смешивая просеянные частицы порошка с потоком воздуха.

Недостаток известного способа - неравномерность распыления порошков из магнитных материалов.

Размеры частиц порошков из магнитных материалов могут изменяться в широких пределах. Максимальный размер частиц составляет от единиц до десятков мкм. Уменьшать размер частиц порошков из магнитных материалов можно лишь до некоторого предела, определяемого размерам однодоменных частиц. Однодоменная частица характеризуется тем, что даже при отсутствии внешнего намагничивающего поля она намагничена до насыщения вдоль одного из направлений легкого намагничивания. Под влияниеммеханического воздействия, создаваемого вибрацией, в частицах порошка возникают механические напряжения, которые влияют на их намагниченность. Происходит изменение магнитного состояния частиц порошка, которое характеризуется смещением границ доменов многодоменных частиц и вращением векторов намагниченности однодоменных частиц.

Кроме того, при вибрации емкости частицы порошка смещаются одна относительно другой и перемешиваются. Указанные процессы приводят к нарушению равновероятного расположения векторов намагниченности однодоменных частиц и к преимущественной ориентации векторов намагниченности в определенном направлении, в результате чего порошок постепенно намагничивается. Следствием этого является прогрессирующая агрегация частиц порошка, которая затрудняет равномерное просеивание порошков из магнитных материалов через сетчатое дно емкости и может привести к полному прекращению поступления частиц в поток воздуха.

Цель изобретения - повышение равномерности распыления порошков из магнитных материалов.

Для достижения этой цели согласно способу распыления порошков, закУ1ючающемуся в том, что засыпают порошок в емкость с сетчатым дном, воздействуют на порошок вибрацией, осуществляя просеивание частиц порошка через сетчатое дно емкости, и получают поток аэрозоля, смешивая просеянные частицы порошка с потоком воздуха, одновременно с вибрацией воздействуют на порошок внешним переменнь1м магнитным полем, частота которого превышает частоту вибрации.

При воздействии на порошок одновременно, с вибрацией внешним переменным магнитным полем, частота которого превышает частоту вибрации, изменение магнитного состояния частиц порошка, обусловленное влиянием внешнего магнитного ,поля,, происходит с частотой поля и опережает во времени изменения магнитного -состояния частиц, вызванные вибрацией. При этом компенс 1руется влияние вибрации на намагниченность многодоменных частиц и на ориентацию векторов намагниченности однодоменных частиц. Происходит дезориентация векторов намагниченности в каждый момент времени, приводящая к их равновероятному расположению. Это устраняет возможность возникновения процесса агрегации частиц порошка из магнитного материала, затрудняющего

равномерное просеивание через сетчатое дно емкости, и, следовательно, повышает равномерность процесса распыления.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ

0 распыления порошков.

Устройство для распыления порошков из магнитных материалов содержит корпус

Iс крышкой 2, на которой крепится вибратор 3. В крышке 2 выполнено отверстие,

5 через которое пропущена тяга 4, с помощью которой емкость 5 с сетчатым дном 6, размещенная внутри корпуса 1, жестко связана с вибратором 3. Емкость 5 с сетчатым дном 6 выполнена из немагнитного материала,

0 например из латуни ЛС-59. В крышке 2 выполнено отверстие, в которое вставлена воронка 7, закрывающаяся пробкой 8. В корпусе 1 закреплены штуцеры 9 и 10 соответственно для подачи воздуха от побудителя расхода и вывода потока аэрозоля, а также закреплен тороидальный электромагнит 11, соосно с которым с зазором 12 установлена емкость 5. Зазор 12 предназначен для вибрации емкости 5 и прохождения потока воздуха от побудителя расхода. Вибратор 3 питается от сети переменноо тока. Обмотка электромагнита If питается от генератора звуковой частоты (побудитель расхода и генератор звуковой частоты не

5 показаны

Способ распыления порош ков осуществляют следующим образом.

При поднятой пробке 8 через воронку 7 засыпают в емкость 5 навеску исследуемого

0 порошка из магнитного материала. Затем закрывают воронку 7 пробкой 8, включают питание побудителя расхода, вибратора 3 и электромагнита 11. Емкость 5, соединенная тягой 4 с вибратором 3, начинает вибрировать в вертикальном направлении с частотой fe 50 Гц. Вибрация емкости 5 осуществляется в переменном магнитном поле, создаваемом электромагнитом 11, с частотой fn, превышающей fe и равной, например, 1+2 кГц. При этом параметры тороидального электромагнита 11 выбираются из условия создания внутри электромагнита

I1переменного магнитного поля, амплитудное значение напряженности которого

5 меньше значения напряженности, при котором материал порошка намагничивается до насыщения.На порошок в емкости 5 одновременно воздействуют вибрация и внешнее переменное магнитное поле. Под влиянием

внешнего магнитного поля происходит вращение векторов намагниченности однодоменных частиц и смещение границ доменов многодоменных частиц с частотой поля, превышающей частоту вибрации. При этом компенсируется влияние вибрации на намагниченность многодоменных частиц и на ориентацию векторов намагниченности однодоменных частиц. Происходит дезориентация векторов намагниченности в каждый момент времени, приводящая к равновероятному расположению.

Это исключает возможность возникновения агрегации частиц порошка из магнитных материалов, порошок равномерно просе ивается через сетчатое дно 6 емкости 5. Просеянные частицы порошка смешиваются с потоком воздуха, подаваемым от побудителя расхода через штуцер 9 и проходящим через зазор 12 между емкостью 5 и электромагнитом 11. Полученный поток аэрозоля выходит через штуцер 10.

П р и м е р 1. При поднятой пробке 8 через воронку 7 засыпают в емкость 5 навеску исследуемого порошка из магнитного материала самарий-кобальт (SmCos). Затем закрывают воронку 7 пробкой 8, включают питание побудителя расхода,.вибратора 3 и электромагнита 11. Емкость 5, соединенная тягой 4 с вибратором 3, начинает вибрировать в вертикальном направлении с частотой fe 50 Гц. Вибрация емкости 5 осуществляется в переменном магнитном поле, создаваемом электромагнитом 11,.с частотой fM 1,5 кГц. При этом частицы порошка равномерно просеиваются через сетчатое дно 6 емкости 5 и смешиваются с потоком воздуха, подаваемым от побудителя расхода через штуцер 9 и проходящим через зазор 12 между емкостью 5 и электромагнитом 11. Объемный расход потока воздуха поддерживается постоянным и равнь1м 40 л/мин. Полученный поток аэрозоля выходит через штуцер 10.

Контроль равномерности распыления порошка осуществляется путем измерения массовой концентрации получаемого аэрозоля.

Измерение массовой концентрации аэрозоля осуществляется по методике АФА, дающей интегральные значения концентрации за время отбора пробы на фильтр to 5 мин.

Полученные результаты измерений приведены в табл. 1.

П р и м е р 2. Засыпают порошок SmCo5 в емкость 5. Включают питание побудителя расхода, вибратора 3 и электромагнита 1,1. Емкость 5 начинает вибрировать в вертикальном направлении с частотой fe 50 Гц.

Вибрация стакана 5 осуществляется в переменном магнитном поле, создаваемом электромагнитом 11, с частотой in 50 Гц. Объемный расход потока воздуха поддерживается постоянным и равным 40 л/мин. При этом частицы порошка просеиваются через сетчатое дно 6 емкости 5, смешиваются с потоком воздуха, образуя поток аэрозоля.

Контроль равномерности распыления

порошка осуществляется по методике АФА. Результаты измерений по методике АФА приведены в табл. 2. П р и м е р 3 (известный). Засыпают порошок SmCos в емкость 5.

Включают питание побудителя расхода и вибратора 3. Емкость 5 начинала вибрировать в вертикальном направлении с частотой fe 50 Гц. Объемный расход потока воздуха поддерживается постоянным и равным 40 л/мин. При этом частицы порошка просеиваются через сетчатое дно 6 емкости 5, смешиваются с потоком воздуха, образуя поток аэрозоля.

Контроль равномерности распыления

порошка осуществляется по методике АФА. Результаты измерения по методике АФА приведены в табл. 3.

Из анализу экспериментальных данных следует, что предлагаемый способ распыления порошков обеспечивает равномерное рапыление порошков из магнитных материалов.

Предложенный способ распыления порошков из магнитных материалов может

быть использован для,создания аэрозоля в зоне дыхания животных в затравочных камерах при моделировании пылевых заболеваний. Равномерный процесс распыления порошков из магнитных материалов предлагаемым способом обеспечивает получение стабильных концентраций аэрозоля в камерах при разработке предельно допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны и окружающей среды.

Формулаизобретения

Способ распыления порошков из магнитных материалов, заключающийся в том. что засыпают порошок в емкость с сетчатым дном, воздействуют на порошок вибрацией,

осуществляя просеивание частиц порошка .через сетчатое дно емкости, и получают поток аэрозоля, смешивая просеянные частицы порошка с потоком воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения

равномерности распыления порошков из магнитных материалов, одновременно с вибрацией воздействуют на порошок внешним переменным магнитным полем, частота которого превышает частоту вибрации.

Таблица

Изобретение относится к технике распыления порошков из магнитных материалов и может быть использовано для создания равномерного облака аэрозоля в замкнутом объеме при моделировании пылевых заболеваний, для дезагрегации и перевода в аэрозольное состояние порошкообразных материалов при анализе их дисперсного состава, а также для получения модельных аэрозолей при лабораторных исследованиях в химической и металлургической отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение равномерности распыления порошков из магнитных материалов. Для этого одновременно с вибрацией воздействуют на порошок внешним переменным магнитным полем, частота которого превышает частоту вибрации. 1 ил., 3 табл.СОс

Та б л и ц а,2

ТаблицаЗ