Полезная модель рф 40214

Авторы патента:


 

Предложена электрогидравлическая установка для обработки материалов, содержащих растворимые соединения, в которой обрабатываемый материал с целью удаления растворимых соединений перед подачей на обработку в корпус с электродами предварительно промывается и обезвоживается. Для этого установка дополнительно снабжена ванной с промывочной жидкостью, устройством для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала и устройством для подачи обезвоженного материала в корпус с электродами. Это позволяет сократить расход рабочей жидкости с низкой электрической проводимостью, в которой проводится электрогидравлическая обработка. Для упрощения конструкции предложено совмещать подачу промытого материала в корпус с его обезвоживанием, для чего устройства для обезвоживания и подачи выполняются в виде ковшового конвейера с проницаемыми для жидкости ковшами, либо, при обработке волокнистых материалов, в виде вращающихся валков. Для сокращения расхода промывочной жидкости и уменьшения объема стоков предложено также ввести в установку устройство для подачи отработавшей рабочей жидкости в ванну с промывочной жидкостью, так как установлено, что в качестве промывочной жидкости можно использовать жидкость с электрической проводимостью, превышающей максимально допустимую проводимость рабочей жидкости.

Предложение относится к оборудованию для обработки различных материалов факторами, сопровождающими мощный электрический разряд в жидкости (электрогидравлический эффект) и предназначено для использования в электрогидравлических (ЭГ) установках для дробления полезных ископаемых, для обработки материалов из технических волокон и очистки литья.

Известна ЭГ установка для обработки сельскохозяйственных продуктов, содержащая корпус с рабочей жидкостью, высоковольтные и низковольтные рабочие электроды, штуцера для подачи и отвода рабочей жидкости из корпуса, а также два сетчатых конвейера, проходящие через корпус. Участки конвейеров, погруженные в рабочую жидкость, расположены параллельно, причем зазор между параллельными участками конвейеров предназначен для помещения в него обрабатываемого материала. Рабочая жидкость подается в ванну через входной штуцер и, проходя в противотоке к обрабатываемому материалу, выходит через выходной штуцер [1]. Недостаток известного устройства состоит в том, что содержащиеся, как правило, в обрабатываемом материале растворимые в рабочей жидкости соединения - пыль, следы минеральных удобрений, растительные кислоты, соль пота животных (при обработке шерсти), попадая в рабочую жидкость, увеличивают ее проводимость. В высокопроводящей жидкости разряд развивается должным образом только при очень коротких расстояниях между рабочими электродами. Поскольку объем зоны действия ЭГ эффекта приблизительно пропорционален кубу межэлектродного расстояния, производительность установки оказывается небольшой, а энергозатраты, напротив, большими.

Наиболее близкой к предложенной является ЭГ установка для выделения металла из шлаков, содержащая заполненный рабочей жидкостью корпус с высоковольтными рабочими электродами, дно которого служит общим низковольтным электродом, примыкающие к торцевым частям корпуса с одной стороны загрузочный бункер для сырья, а с другой - устройство для извлечения

готового продукта, а также устройства для подачи и отвода из корпуса рабочей жидкости, установленные так, что направление потока рабочей жидкости в корпусе противоположно направлению перемещения сырья (обрабатываемого материала) [2]. Поскольку практически любое сырье, а тем более, металлургические шлаки, содержит растворимые в рабочей жидкости соединения, повышающие ее электрическую проводимость, для обеспечения нормальной работы установки приходится непрерывно освежать рабочую жидкость, прокачивая ее через корпус. Опреснение засоленной рабочей жидкости экономически нецелесообразно, ее приходится отводить в сток, и потому установка расходует большое количество свежей рабочей жидкости. Даже если в качестве рабочей жидкости используется вода, большой ее расход вызывает серьезные проблемы, так как очень пресная вода с низкой проводимостью, необходимая для ЭГ установок, имеется далеко не везде.

Технической задачей настоящего предложения является сокращение расхода рабочей жидкости ЭГ установок. Указанная техническая задача достигается тем, что в известную ЭГ установку, содержащую корпус с рабочими электродами и устройства для подачи и отвода из корпуса рабочей жидкости, дополнительно введены ванна с промывочной жидкостью, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала и устройство для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус.

Кроме того, с целью упрощения конструкции установки при обработке кусковых материалов, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала совмещено с устройством для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус и выполнено в виде ковшового конвейера с проницаемыми для жидкости ковшами, например, выполненными из сетки.

Кроме того, с целью упрощения конструкции установки при обработке волокнистых материалов, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала совмещено с устройством для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус и выполнено в виде вращающихся валков.

Кроме того, установка снабжена устройством для подачи отводимой рабочей жидкости в ванну с промывочной жидкостью.

Введение в известную установку ванны с промывочной жидкостью позволяет промывать обрабатываемый материал до его помещения в корпус ЭГ установки, удаляя тем самым большую часть содержащихся в материале растворимых соединений.

Оснащение установки устройством для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала уменьшает количество промывочной жидкости, попадающей в корпус ЭГ установки. Это увеличивает срок службы рабочей жидкости, то есть сокращает ее расход.

Оснащение установки устройством для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус позволяет осуществить непрерывный процесс обработки без применения ручного труда.

Совмещение в одном устройстве функций удаления промывочной жидкости и подачи обезвоженного материала из ванны в корпус позволяет упростить конструкцию предложенной установки.

Введение в установку устройства для подачи отводимой рабочей жидкости в ванну с промывочной жидкостью позволяет использовать в качестве промывочной жидкости отработавшую рабочую жидкость, которая хотя и не годится уже для использования в качестве рабочей, но еще в состоянии вымывать из обрабатываемого материала растворимые соединения. Это сокращает расход промывочной жидкости и уменьшает объем стоков.

Существо предложения поясняется чертежами.

На фиг.1 в качестве примера конкретного исполнения представлен чертеж ЭГ установки для обработки кусковых материалов, например, для дробления горных пород.

На фиг.2 в качестве другого примера представлен чертеж ЭГ установки для обработки волокнистых материалов, например, льна, конопли или шерсти.

По ходу описания применяются термины «промывочная жидкость» и «рабочая жидкость». «Промывочная жидкость» - это жидкость, которая используется для промывки обрабатываемого материала. «Рабочая жидкость» -это жидкость, в которой непосредственно осуществляется процесс ЭГ обработки, то есть через которую проходят разряды. При осуществлении предложенного способа эти жидкости находятся в разных емкостях (в ванне и корпусе). Чаще всего основой этих жидкостей является вода, но в некоторых случаях, особенно при обработке растительного или животного сырья, могут

использоваться и другие жидкости. Это могут быть водные растворы поверхностно-активных веществ, либо органические растворители: спирты, ароматические углеводороды, хлорорганические соединения и т.п., либо их смеси с водой. Поэтому термин «обезвоживание», в заявке понимается более широко, как удаление любой жидкости, а не только воды, из обрабатываемого материала.

Предложенная ЭГ установки в исполнении для обработки кускового материала 1, с целью его дробления (фиг.1) состоит из промывочного устройства 2 и разрядного устройства 3. Промывочное устройство 2 содержит ванну 4, заполненную промывочной жидкостью 5.

Для извлечения из ванны 4 промытого материала 1, удаления из него промывочной жидкости и подачи его в разрядное устройство 3 служит ковшовый конвейер 6. Для обеспечения удаления промывочной жидкости ковши 7 конвейера 6 выполнены проницаемыми для жидкости, например перфорированными отверстиями 8 или сетчатыми.

К ванне 4 примыкает корпус 9 разрядного устройства 3, заполненный рабочей жидкостью 10. Внутри корпуса установлена дробильная решетка 11, одновременно являющаяся низковольтным электродом дробилки и один или несколько высоковольтных рабочих электродов 12. Для извлечения готового продукта из корпуса 9 служит ковшовый конвейер 13.

Для подачи свежей рабочей жидкости 10 служит труба 14, а для отвода отработавшей рабочей жидкости 10 служит труба 15, присоединенная к входу насоса 16, выход которого соединен через трубу 17 с ванной 4.

Промывочное устройство 2 предложенной ЭГ установки в исполнении для обработки волокнистых материалов (фиг.2) содержит ванну 4 с промывочной жидкостью 5, зубчатые валы 18 для продвижения обрабатываемого материала 7 по ванне 4, валки 19 для извлечения промытого материала 7 из ванны 4 и для удаления из него промывочной жидкости 5.

К ванне 4 примыкает корпус 9 разрядного устройства 3 заполненный рабочей жидкостью 10. На крышке 20 корпуса 9 установлены высоковольтные электроды 12. Низковольтным электродом в этом случае служит дно 27 корпуса 9. Зубчатый вал 22 служит для извлечения обработанного материала из корпуса 9. Для подачи свежей рабочей жидкости 10 служит труба 14, а для отвода

отработавшей рабочей жидкости 10 служит труба 15, присоединенная к входу насоса 16, выход которого соединен через трубу 17 с ванной 4.

В обоих вариантах исполнения предложенной установки ванна 4 оснащается трубой 23 для подачи дополнительной промывочной жидкости 5 и патрубком 24 для отвода отработавшей промывочной жидкости 5.

В конструктивном отношении ванна 4 может быть выполнена как одно целое с корпусом 9 и отделена от него перегородкой, над которой расположены устройства для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала и для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус.

Предложенная ЭГ установка работает следующим образом.

Ванна 4 через трубу 23 наполняется промывочной жидкостью 5, а корпус 9 через трубу 14 наполняется рабочей жидкостью 10. Обрабатываемый материал 1 помещается в ванну 4 и погружается в промывочную жидкость 5. Для ускорения и повышения качества промывки промывочное устройство 2 может быть дополнительно снабжено устройствами для перемешивания промываемого материала.

После того как, содержащиеся на поверхности обрабатываемого материала растворимые химические соединения, например, пыль, содержащая минеральные удобрения или соль, растворятся в промывочной жидкости 5, обрабатываемый материал 1 извлекают из промывочного устройства посредством ковшового конвейера 6, одновременно удаляя промывочную жидкость 5. Время промывки должно быть достаточным для растворения указанных соединений. Оно уменьшается с повышением температуры промывочной жидкости и с повышением интенсивности перемешивания обрабатываемого материала при промывке. Промывочная жидкость 5 может удаляться за счет того, что сама стекает обратно в ванну 4 через предусмотренные для этого отверстия 8 в ковшах 7 конвейера 6. Если предложенное устройство предназначено для обработки волокнистых материалов (фиг.2), промывочная жидкость 5 может также удаляться посредством отжима промытого обрабатываемого материала 7 между валками 19 или центрифугированием. Благодаря высокой связности пропитанной жидкостью волокнистой массы, валки 19 при вращении непрерывно затягивают в себя промытый волокнистый материал, отжимают его и подают в виде

непрерывной ленты в корпус 9. Таким образом, как ковшовый конвейер с перфорированными ковшами, так и вращающиеся валки выполняют одновременно функции устройства для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала и подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус.

Промытый обрабатываемый материал не требуется обезвоживать досуха. После свободного стекания или отжима между валками содержание промывочной жидкости в обрабатываемом материале становится во много раз меньше того объема рабочей жидкости, которое требуется для ЭГ обработки этого количества материала. Поэтому, смешиваясь с рабочей жидкостью остатки промывочной жидкости, не повышают значительным образом ее проводимости. Экспериментально установлено, что положительный эффект от промывки достигается если удельная проводимость промывочной жидкости не превышает 2·10-1 (Ом·м) -1.

Далее обрабатываемый материал поступает в разрядное устройство 3, где подвергается ЭГ обработке. Между высоковольтным рабочим электродом 12 и низковольтным прикладывается высокое импульсное напряжение. От конца электрода 12 в рабочей жидкости 10 по направлению к низковольтному электроду 11 или 21 начинают распространяться стримеры. Как только первый из них достигнет низковольтного электрода, в проложенный стримером ионизованный канал устремляется вся энергия импульса, возникает пробой рабочей жидкости, сопровождающийся эффектами, воздействующими на обрабатываемый материал и используемыми в технологических целях. Если электрическая проводимость рабочей жидкости вследствие, ее загрязнения растворимыми веществами превзойдет примерно 7·10-2 (Ом·м)-1, то количество растущих стримеров окажется настолько велико, что почти вся энергия импульса будет потрачена на их образование. В этом случае пробоя жидкости не произойдет и технологический эффект не будет достигнут, хотя энергия будет израсходована. Поэтому рабочая жидкость нуждается в непрерывном освежении.

Как было установлено экспериментально, отработавшая рабочая жидкость с повышенной проводимостью, еще вполне эффективно может быть использована в качестве промывочной. Поэтому с помощью насоса 16 по

трубам 15 и 16 она перекачивается в ванну 4. Это позволяет сократить потребление промывочной жидкости и общий объем стоков.

Ниже представлен пример использования предложенного устройства для обработки волокон льноволокна с целью его котонизации.

В качестве промывочной и рабочей жидкостей используется вода. Удельная проводимость промывочной воды 5, подаваемой в ванну 4-2·10-1 (Ом·м)-1. После промывки при расходе 20 литров на килограмм материала 1 ее удельная проводимость увеличивается до 3·10-1 (Ом·м) -1. После удаления основной части промывочной воды посредством отжима материала 1 между валками 18, содержание остатков промывочной воды составляет 2 литра на килограмм сухого материала. При загрузке обезвоженного обрабатываемого материала в корпус 9 с водой проводимостью 1·10-2 (Ом·м) -1 в количестве 20 литров воды на 1 кг материала проводимость воды увеличивается до 4·10-2 (Ом·м) -1 . Такая вода еще может без замены использоваться в ЭГ установке в течение времени, достаточного для обработки всей загруженной порции материала, который продолжает выделять растворимые вещества в ходе обработки. При этом обеспечивается нормальное развитие искровых пробоев. При помещении в воду с той же проводимостью непромытого материала, ее проводимость возросла бы до 1,1·10 -2 (Ом·м)-1, то есть она стала бы непригодной для ЭГ установки. Ее потребовалось бы либо заменить, либо разбавить свежей водой, то есть осуществить ту же промывку, но более дефицитной жидкостью.

Источники информации:

1. А.с. СССР №298168. Машина для очистки твердых, волокнистых и эластичных материалов. - Л.А.Юткин, Л.И.Гольцова, - Заявлено 23.06.65.

2. Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: "Машиностроение", 1986, стр.195.

1. Электрогидравлическая установка с малым расходом рабочей жидкости, содержащая корпус с рабочими электродами и устройства для подачи и отвода из корпуса рабочей жидкости, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены ванна с промывочной жидкостью, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала и устройство для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус.

2. Электрогидравлическая установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции установки при обработке кусковых материалов, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала совмещено с устройством для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус и выполнено в виде ковшового конвейера с проницаемыми для жидкости, например, сетчатыми ковшами.

3. Электрогидравлическая установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции установки при обработке волокнистых материалов, устройство для удаления промывочной жидкости из обрабатываемого материала совмещено с устройством для подачи обезвоженного обрабатываемого материала из ванны в корпус и выполнено в виде вращающихся валков.

4. Электрогидравлическая установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для подачи отводимой рабочей жидкости в ванну с промывочной жидкостью.



 

Похожие патенты:
Наверх