Линия по производству средств защиты древесины

Полезная модель относится к устройствам для производства средств защиты для древесины и может быть использована в деревообрабатывающей промышленности. В линию по производству средств защиты древесины входят смеситель (2), измельчитель (6) и диспергатор (12). В измельчителе (6) установлен статор (7) и ротор (8) с зубчатыми венцами. В диспергаторе (12) установлен гидродинамический излучатель (13). В измельчителе (6) исходные компоненты измельчаются, далее смесь идет на диспергирование в диспергатор (12), где используются кавитационные процессы. В итоге получается высокодисперсное средство для пропитки древесины. 1 илл.

Предполагаемая полезная модель относится к устройству по производству защитного средства для древесины и может быть использована в деревообрабатывающей промышленности и в других отраслях строительства.

Известно устройство типа ротор-статор для перемешивания как минимум двух компонентов, один из которых является жидкостью. (Патент ФРГ 372017, кл. В01F 7/32, опуб. 25.08.83). Устройство включает в себя корпус и расположенную в корпусе мешалку, состоящую из высокоскоростного ротора, приводимого в движение валом, и статора, которые снабжены расположенными на концентрических окружностях зубцами, образующими при вращении режущие измельчающие щели.

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает разбивку частиц до диаметра 0,01-0,02 мм (в известном 2-5 мм), при этом легкие и тяжелые фракции не участвуют в повторных операциях размельчения.

Известно устройство для получения тонкой дисперсии (патент ФРГ 3313921, кл. В01F 3/08, опубл. 08.06.83), состоящее из диспергирующей машины, снабженной одной парой зубчатых венцов ротора-статора, к которому подключен питающий нагнетательный насос, при этом зубчатые венцы расположены на расстоянии один от другого. Пара зубчатых венцов ротора-статора имеет ширину щели от 0,05 мм до 0,6 мм и длину щели от 0,5 мм до 1 мм и снабжена приводом, имеющим число оборотов вращения, соответствующее скорости вращения ротора. Зубчатый венец ротора, расположенный внутри зубчатого венца статора, изготовлен из прочного к истиранию искусственного материала.

Однако указанное устройство обладает, следующими недостатками:

1. Невозможность диспергирования густых суспензий, широко используемых в отраслях промышленности, т.к. в процессе диспергирования при высокой скорости вращения ротора под действием центробежных сил масса дисперсии создает высокое давление на шайбу ротора, приводящее к знакопеременным нагрузкам, которые могут вызвать геометрические изменения конфигурации шайбы, что в свою очередь может привести к заклиниванию и поломке устройства.

2. Относительно низкая производительность, обусловленная малой площадью истирающей поверхности зубчатых венцов, размер которых ограничен параметрами установочной щели.

Известно устройство для диспергирования материалов (патент 2411083 опубл. 10.02.2011) путем воздействия на них в емкости с жидкостью серией электрогидравлических ударов. Диспергируемый материал с жидкостью помещают в верхнюю часть емкости, разделенной эластичной мембраной, а в нижнюю - электропроводящую жидкость, в которой помещают электроды. Отбор суспензии осуществляют импульсно, после электроразряда. В качестве инертных материалов к жидкости используют негорючую жидкость, а в качестве электропроводящей жидкости могут использовать воду. Верхняя часть емкости для диспергирования снабжена трубкой для получения диспергируемой жидкости и трубкой, установленной подвижно относительно мембраны по высоте для отвода суспензии готового порошка. Нижняя часть емкости имеет дно, выполненное полусферическим, в фокусе которого расположены электроды - источники электроразрядов устройства для диспергирования. Емкость может быть выполнена в виде стакана цилиндрической формы, а мембрана - из маслобензостойкой резины. Источник электроразрядов может быть установлен вне емкости.

Данное устройство обладает следующими недостатками:

1. Не обеспечивает однородности состава.

2. Относительно сложная конструкция.

3. Не обеспечивает необходимого уровня диспергирования частиц.

4. Производится только диспергирование тяжелой фракции состава.

5. Не происходит эмульгирование «шариков» одной жидкости, растворимой в другой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является универсальное устройство для диспергирования и эмульгирования растворов, включающее бак, соединенный через насос с диспергатором, гидродинамический излучатель, который совместно с диспергатором и подающим насосом образуют замкнутый контур. Гидродинамический излучатель установлен в диспергаторе и имеет широкий спектр частот. Частоту излучателя регулируют таким образом, чтобы обеспечить условие резонанса с собственной частотой частиц раствора (см. RU 54815, B01F 3/10, B01F 3/12, 27.07.2006).

Однако в известном устройстве нет предварительной подготовки исходных компонентов к диспергированию, из-за чего недостаточно высокое качество измельчения.

Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эффективности измельчения и улучшение качества защитного средства для древесины.

Указанный технический результат достигается тем, что в линии по производству средств защиты древесины, включающей емкость для исходных компонентов, диспергатор, в котором установлен гидродинамический излучатель, согласно полезной модели линия дополнительно содержит смесительное устройство с лопастями, соединенное с измельчителем типа ротор-статор, который через систему трубопроводов и вентилей соединен с диспергатором и смесительным устройством, причем с последним образует замкнутый контур.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие новых конструктивных элементов и новых связей, а именно наличие смесительного устройства с лопастями, измельчителя типа ротор-статор, связь смеситель - измельчитель - смеситель.

Смесительное устройство с лопастями обеспечивает качественное смешение смеси. При измельчении смеси в измельчителе типа ротор-статор достигается размер частиц компонентов от 1 до 2 мм, обеспечивается однородность состава. В замкнутом контуре смеситель - измельчитель - смеситель недостаточно измельченная смесь вновь смешивается и измельчается, в результате чего повышается эффективность измельчения и, как следствие, улучшение качества защитного средства.

В предлагаемой полезной модели осуществляют такие процессы как смешивание, дробление, диспергирование, эмульгирование. Диспергирование и эмульгирование после эффективного смешивания и измельчения твердых или вязких компонентов, в заявляемой линии приводит к высокодисперсному и однородному составу средства, что повышает его качество.

Измельчение частиц средства до размеров 0,01-0,02 мм (чем меньше размеры частиц состава, тем он устойчив), достигается диспергированием и эмульгированием с помощью гидродинамического излучателя независимо от плотности компонентов (легкая фракция всплывает, а тяжелая фракция остается в нижней части состава).

Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает качественное смешение и качественное дробление состава, легкие и тяжелые фракции участвуют в повторных операциях, обеспечивает однородность состава, производит диспергирование и эмульгирование тяжелых и легких фракций состава, обеспечивает диспергирование частиц до размеров 0,01-0,02 мм.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где схематически изображена линия. Линия по производству средств защиты древесины содержит емкость 1 для исходных компонентов и растворителя, выполненную из коррозийностойкого материала. Емкость 1 соединена со смесительным устройством 2 для размешивания исходных компонентов и растворителя, рабочий орган которого выполнен из лопастей 3, приводимых в движение электродвигателем 4. Смесительное устройство 2 через трубопровод с вентилем 5 соединен с измельчителем 6, рабочий орган которого выполнен из статора 7 и ротора 8 с зубчатыми венцами. Ротор 8 соединен с электродвигателем 9. Измельчитель 6 через трубопровод и вентили 10, 11 соединен с диспергатором 12, в котором установлен гидродинамический излучатель 13. Диспергатор 12 снабжен трубопроводом с вентилями 14, 15, 16 и насосом 17. Измельчитель 6 через трубопровод и вентили 10, 18 и насос 19 соединен со смесительным устройством 2, образуя замкнутый контур.

Заявляемая линия работает следующим образом.

Первый этап работы. Компонент 1, например глина, и компонент 2, например известь, и растворитель, например вода, из емкости 1 подают в смесительное устройство 2, где смесь перемешивается лопастями 3, приводимыми в движение электродвигателем 4, при закрытом вентиле 5.

Второй этап работы. Открыв вентиль 5, смешанная масса поступает в измельчитель 6, где происходит измельчение состава с помощью статора 7 и ротора 8, приводимого в действие электродвигателем 9, при закрытом вентиле 10. После измельчения открыв вентиль 10 и вентиль 18 масса, с помощью насоса 19 поступает в смеситель 2. Состав снова перемешивается, а затем измельчается в измельчителе 6, при закрытом вентиле 10. Для достижения эффективного смешения и измельчения процесс повторяется несколько раз путем прохождения через смеситель 2 и через измельчитель 6.

Третий этап работы. При закрытом вентиле 18, открываются вентили 10 и 11, состав с размерами частиц 1-2 мм поступает в диспергатор 12, где диспергируется гидродинамическим излучателем 13 на мельчайшие частицы. Гидродинамический излучатель 13 имеет вихревую камеру, от объема которой зависит частота гидродинамического излучателя. Так с увеличением объема вихревой камеры уменьшается частота акустической волны, излучаемая гидродинамическим излучателем. Частоту излучателя 13 регулируют таким образом, чтобы обеспечить условие резонанса с собственной частотой частиц состава для диспергирования. Гидродинамический излучатель 13 имеет возможность за счет вариации объема регулировать наиболее вероятную частоту от 5 до 30 кГц (в этом диапазоне находятся собственные частоты включений состава для диспергирования). Для диспергирования тяжелая фракция состава, осевшая на дно диспергатора 12, при открытом вентиле 14 и закрытых вентилях 15 и 16 с помощью насоса 17 поступает обратно в диспергатор 12, где снова диспергируется для эмульгирования легких фракций. Закрыв вентиль 14 и 16, открыв вентиль 15, всплывшая легкая фракция раствора с помощью насоса 17 поступает обратно в диспергатор 12, где снова диспергируется. Получив высокодисперсную эмульсию, готовый состав выходит через вентиль 16.

Предлагаемое устройство позволяет не только снизить энергозатраты на процесс измельчения по сравнению с известными устройствами, но и позволяет высокоэффективно измельчать твердые материалы.

Линия по производству средств защиты древесины, включающая емкость для исходных компонентов, диспергатор, в котором установлен гидродинамический излучатель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смесительное устройство с лопастями, соединенное с измельчителем типа ротор-статор, который через систему трубопроводов и вентилей соединен с диспергатором и смесительным устройством, причем с последним образует замкнутый контур.