Колонка для активации связующих материалов Советский патент 1980 года по МПК B22C1/16 B22C5/06 

(54) КОЛОНКА ДЛЯ АКТИВАЦИИ СВЯЗУЮЩИХ

I

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано в смесеприготовительных отделениях.

Известно устройство для активации сточных вод, состоящее из корпуса, внутри которого помещена система электродов, выполняющих роль анода, и перпендикулярно к ним расположенного катода I.

Устройство не может быть использовано для электроактивацпи связующих материалов, так как конструкция и расположение электродов не позволяют обрабатывать весь объем раствора электрическим полем.

Прототипом служит устройство для активации связующих электрическим полем, состоящее из диэлектрического корпуса круглого сечения, в которого установлены металлические электроды, подключенные к источнику напряжения. Связующий материал подвергается электроактивации между этими параллельно расположенными электродами f2.

Устройство не позволяет полностью использовать вяжущие свойства связующих материалов, так как оптимальные режимы электроактивации зависят от плотности связующего, его химического состава и ряда других факторов, которые значительно отличаются у различных партий связующего. Для определения же оптимальной напряМАТЕРИАЛОВ

женности поля необходимо исследовать каждую партию связующего и изменять напряжения на электродах, что весьма сложно и тр(удоемко осз ществлять в производственных условиях. Кроме того, устройство позволяет обрабатывать лищь ограниченный объем связующего и поэтому не может быть применено в литейных цехах, так как не обеспечивает непрерывную а.ктивацию по10ступающего в смеситель связующего материала.

- Целью изобретения является повыщение эффект ивности .и стабильности электроактивации связующих материалов.

15

Это достигается тем, что корпус колонки, служащий катодом, выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого концентрически установлен вращаемый (Металлический анод, вдоль про20дольной оси которого расположен диэлектрический скребок, рабочая поверхность которого повторяет очертания наружной поверхности анода, закрепленного в корпусе при помощи торцовых крышек, изготовлен25ных из диэлектрического материала (например, текстолита). При этом анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями.

На фиг. 1 изображена колонка, продоль30ное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечРое сечение; на фиг. 3 - пустотелый вращающийся металличесний анод, продольное сечение; на ф.иг. 4 - пустотелый металлический корпус, продольное сечение.

Колонка состоит из полого цилиндричесKord м|тал,личесчого корпуса 1, внутри которого концентрически установлен вращающийся металлический анод 2, подключенный к источнику питания 3 при помощи коллектора. Анод представляет собой тело вращения, состоящее из усеченных конусов, соединенных одноименными основания ми, а ь.аружная поверхность анода в предельном сечении образует пилообразную ломаную

Л1ИНИЮ.

Анод 2 состоит из одинаковых звеньев длиной 60-100 мм, образованных двумя усеченными конусами, соединенных больпгими основаниями. Высота больщего конуса составляет 40-60 мм, а меньщего.20- 40 мм. Звенья анода соединены друг с другом меньщими основаниями конусов.

Внутри корпуса расположен диэлектрический скребок 4, ,рабочая поверхность которого повторяет очертания наружной поверхности анода и плотно к нему прилегает. Скребок служит для удаления продуктов электролиза (при работе на постоянном токе) с анода.

Торцы КОЛОН1КИ закрыты снециальными крыщками 5, изготовленными из диэлектрического материала.

В крышках установлены подщипники 6, служащие для вращения анода. В верхней и нижней частях корпуса расположены н.1туцеры 7 и S для подачи и выпуска связующего материала. Вращение анода осуществляется электродвигателем. Длина рабочей зоны колон1ки составляет 800- 1000 мм. Количество конусов анода определяется геометрическими параметрами колонки. Минимальное расстояние между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью анода составляет 10- 15 мм, а максимальное 40-50 мм. При работе на высоких напряжениях электрического поля для предотвращения разогрева связующего материала как внутренний вращающийся анод (см. фиг. 3) так и корпус (см. фиг. 4) выполняются пустотелыми и охлаждаются проточной водой.

Работает устройство следующим образом.

Включают напряжение, подаваемое на анод и электродвигатель, который приводит его во вращение. Скорость вращения анода составляет об/мин. Для обеспечения безопасности работы с колонкой корпус ее заземлен и находится над нулевым потенциалом. В силу этого между анодом 2 и корпусом / возникает разность потенциалов, необходимая для электроакттлиогтыгл лпаолгтпттТАГА

Связующее движется через колонку, при этом совмещается процесс электроактивации с транспортной операцией.

Благодаря тому, что вращающийся анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями, величина напряженности электрического поля вдоль оси колонки периодически изменяется так же, как изменяется скорость перемещения связующего материала. Так, при подаче разности потенциалов на электроды (корпус и внутренний электрод) 100 В в самом широком сечении колонки напряженность составляет 20-25 В/см, а в самом узком 60-100 В/см, скорость движения в этих местах соответственно 0,4 м/с и С, м/с.

Использование постоянного электрического поля для активации связующего

связано с протеканием электродных с быстрым зарастанием анода продуктами этих реакций, что приводит к резкому снижению эффективности процесса. Применение же вращающегося анода 2 в

сочетании со скребком 4, плотно прилегающим к аноду и повторяющим очертания его наружной поверхности, позволяет удалять осадок с анода в процессе обработки связующего и стабилизи|ровать таким образом процесс электроакт1ивации. Осадок уносится из рабочей полости колонки потоком связующего.

При обработке связующего УКС-Л (,20 г/см) в известной колонке с плоскими электродами оптимальная напряженность постоянного электрического поля составляет 60 BIcM, а при увеличении плотности до 1,30 г/см оптимум напряженности возрастет до 110 81 см. При этом стабильность электроактивации наблюдается только в течение 60-90 мин работы колонки, а затем по мере зарастания осадком анода эффективность обработки резко падает.

Предлагаемая колонка позволяет обрабатывать связующее УКС-Л при колебании его плотности от 1,20 г/см до 1,30 г/см без какого-либо изменения режима работы колонки, т. е. без изменения величины напряжения, подаваемого на электроды (ПО- 120,6). При этом происходит максимальный прирост технологических свойств связующего, а эффективность электроактивации почти не уменьшается при многосуточной непрерывной работе колонки.

Применение известной колонки с плоскими электродами вызывает необходимость в изменении режима работы колонки в случае колебания плотности или какого либо иного исходного свойства связующего вещества, так как напряженность электрического поля в известной колонке является величиной по.стояниой в любом ее сечении. Кроме того, необходимо эксперимйнтя.яьное, опоепеление величины оптимальной напряженности для каждой новой партии связующего.

В предлагае1мой колонке необходимость в такого рода экспериментальном исследовании отпадает, так как величина напряженности внутри этой колонки не является постоянной и значения ее выбираются с таким расчетом, что все возможные колебания оптимального значения напряженности поля (т. е. напряженности, при которой осуществляется наиболее эффективная активация связующего) не превышают перепада величин напряженности по сечению колонки.

Предлагаемая колонка позволяет полностью использовать все возможности электроактивации связующих материалов вне зависимости от их плотности, химического состава, исходных свойств и может быть использована на предприятиях лесотехнической промышленности и промыщленности строительных материалов, там, где используются синтетические смолы.

Формула изобретения

1. Колонка для активации связующих материалов, включающая корпус и активи -И

рующую систему, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности электроактивации связующртх материалов, корпус, служащий катодам, выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого концентрически установлен вращаемый металлический анод, вдоль продольной оаи которого расположен диэлектрический скребок, рабочая поверхность которого повторяет очертание наружной поверхности анода, закрепленного в корпусе при помощи торцовых крьшек, изготовленных из диэлектрического материала.

2. Колонка по п. 1, отличающаяся тем, что анод выполнен в виде усеченных конусов, соединенных одноименными основаниями.

20 Источники информации

принятые во внимание при экспертизе:

1.Грановский И. Г. и др. Электрообработка жидкостей. «Химия, 1976, с. 193.

2.Токарев А. И. и Беляев А. И. Обработка связующих магнитным полем и электрическим током. - Литейное производство, № 3, 1973.

fuz.Z

j

f/

Г