ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2278078
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОШАРИКОВ
Имя изобретателя: Трофимов Александр Николаевич (RU); Басаргин Тимофей Логинович (RU); Трофимов Николай Николаевич (RU); Андрианов Виктор Иванович (RU); Молоков Иван Васильевич
Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Стеклопластик"
Адрес для переписки: 141551, Московская обл., Солнечногорский р-н, п/о Андреевка, ОАО "НПО "Стеклопластик", патентная лаборатория
Дата начала действия патента: 2005.01.14
Изобретение относится к химической
промышленности, промышленности
строительных материалов, других отраслей и
может быть использовано для изготовления
стеклянных микрошариков как цельных, так и
пустотелых (микросфер), применяемых,
например, для поверхностной обработки
металлов, для фильтров, различного
назначения светоотражающих устройств, для
изготовления теплоизоляционных химически
стойких облегченных материалов и
сферопластиков, в качестве наполнителей
для термо- и реактопластов, облегченного
бетона, красок и т.д. Техническим
результатом заявляемого изобретения
является повышение эффективности
производства микрошариков и снижения
материальных затрат. Устройство для
изготовления стеклянных микрошариков
включает цилиндрическую вертикальную
камеру с горелкой, установленную по центру
в ее нижней части, узлы для подачи воздуха
на закрутку огневого потока,
эксплуатационные окна, узел подачи
стеклопорошка через горелку, конусный
переходник с воздуховодом. На верхнюю часть
цилиндрической камеры эксцентрично ее оси
установлен сборник с ячейками,
расположенными вокруг верхней части
цилиндрической камеры для сбора
микрошариков по группам в зависимости от их
массы и/или размеров. Величина
эксцентриситета не превышает радиус
цилиндрической камеры, а конусный
переходник с воздуховодом установлен на
сборник коаксиально его оси, образуя
диаметр стыковки (Дст.), больший диаметра
цилиндрической камеры (Дц.к.), но меньший
двух ее диаметров - Дц.к.<Дст.<2Дц.к.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к химической
промышленности, промышленности
строительных материалов, других отраслей и
может быть использовано для изготовления
стеклянных микрощариков как цельных, так и
пустотелых (микросфер), применяемых,
например, для поверхностной обработки
металлов, для фильтров, различного
назначения светоотражающих устройств, для
изготовления теплоизоляционных химически
стойких облегченных материалов и
сферопластиков, в качестве наполнителей
для термо- и реактопластов, облегченного
бетона, красок и т.д.
Известно устройство для
изготовления стеклянных микрошариков (пат.
США №3190737, кл. С 03 В 19/10, 1965 г. - аналог),
включающее вертикальную камеру,
расширяющуюся вверх телескопически
соединенными цилиндрическими частями, узел
подачи стеклопорошка в камеру через центр
горелки, установленной снизу камеры, узлы
закрутки вторичного воздуха. В верхней
части цилиндрической камеры установлен
бункер для отделения газообразных
продуктов горения от микрошариков и
удаления этих газов через воздуховод,
расположенный вверху бункера. Днище
бункера выполнено в виде двух диаметрально
сходящихся ячеек для удобства выгрузки
микрошариков.
Недостатком данного устройства
является то, что в ячейках бункера
микрошарики собираются "навалом", т.е.
не разделенные на предварительные группы
по их массе и размерам, что требует далее по
технологическому процессу 100%-ную
классификацию микрошариков, на проведение
которой необходимы дополнительные затраты,
а это отрицательно влияет на эффективность
производства.
Наиболее близким по технической сущности
к заявляемому изобретению является
устройство для изготовления стеклянных
микрошариков (пат. РФ №2223238, кл. С 03 В 19/10, 2004 г.
- прототип), включающее цилиндрическую
вертикальную камеру с горелкой,
установленную по центру в ее нижней части,
узлы для подачи воздуха на закрутку
огневого потока, эксплуатационные окна,
узел подачи стеклопорошка через горелки и
конусный переходник с воздуховодом.
Недостатком данного устройства является
то, что в устройстве не предусмотрено
отделение микрошариков от продуктов
горения. Этот процесс осуществляют в
циклонном сепараторе, установленном за
пределами устройства, куда по трубопроводу
из устройства (печи) подают продукты
горения совместно с микрошариками. После
чего микрошарики классифицируют по массе (плотности)
или размерам на специальном
технологическом оборудовании. Такая
классификация стеклошариков требует
значительных материальных и трудовых
затрат, что ведет к удорожанию их
производства.
Техническим результатом заявляемого
изобретения является повышение
эффективности производства микрошариков и
снижения материальных затрат.
Технический результат предлагаемого
изобретения достигается тем, что в
устройстве для изготовления стеклянных
микрошариков, включающем цилиндрическую
вертикальную камеру с горелкой,
установленную по центру в ее нижней части,
узлы для подачи воздуха на закрутку
огневого потока, эксплуатационные окна,
узел подачи стеклопорошка через горелку,
конусный переходник с воздуховодом, причем
на верхней части цилиндрической камеры
эксцентрично ее оси установлен сборник с
ячейками, расположенными вокруг верхней
части цилиндрической камеры для сбора
микрошариков по группам в зависимости от их
массы и/или размеров, причем величина
эксцентриситета не превышает радиуса
цилиндрической камеры, а конусный
переходник с воздуховодом установлен на
сборник коаксиально его оси, образуя
диаметр стыковки (Дст.), больший диаметра
цилиндрической камеры (Дц.к.), но меньший
двух ее диаметров - Дц.к.<Дст.<2Дц.к.).
Устройство для изготовления стеклянных
микрошариков представлено на фиг.1 (продольный
разрез) и фиг.2 (поперечный разрез).
Устройство включает:
1 - цилиндрическая камера;
2 - горелка;
3 - патрубок для подачи газовоздушной
смеси со стеклопорошком;
4 - патрубок для подачи газовоздушной
смеси;
5 - закрученный огневой поток;
6 - сборник; 6.1, 6.2, 6.3 - ячейки сборника;
7 - конусный переходник;
8 - воздуховод;
9 - эксцентриситет установки сборника и
цилиндрической камеры;
10 - узел подачи стеклопорошка;
11 - патрубки для выгрузки микрошариков из
сборника;
12 - узлы для подачи воздуха на закрутку
огневого потока;
Дк. - диаметр цилиндрической камеры;
Дст. - диаметр стыковки конусного
переходника и сборника.
Выбор эксцентриситета в пределах радиуса
цилиндрической камеры объясняется тем, что
при большем эксцентриситете, чем радиус
камеры, закрученный огневой поток за
пределами диаметральной зоны
цилиндрической камеры будет не устойчивым
и начнет терять свою форму, что приведет к
сбою работы устройства.
При Дст.=Дк. устройство теряет признак
новизны, т.к. отделение микрошариков от
продуктов горения возможно осуществить в
циклоне за пределами устройства, а при Дст.>2Дк.,
так же как и при эксцентриситете больше, чем
радиус камеры, будет происходить потеря
работоспособности устройства (печи) из-за
нарушения закрученности огневого потока.
Устройство для изготовления стеклянных
микрошариков работает следующим образом
В цилиндрическую камеру 1 через горелку 2
подают газовоздущную смесь по двум потокам
- по центру горелки 2 через патрубок 3 и по ее
периферии через патрубок 4. Поджигают
горючие смеси и через узлы 12 подают в камеру
1 тангенциальные воздушные потоки для
закрутки факела горения в огневой поток 5,
который затем настраивают на необходимый
режим горения и необходимую геометрию
огневой спирали. При установившейся
стабильности горения в центр огневого
потока 5, через центр горелки 2 и ее патрубок
3 от узла 10 подают стеклопорошок, который
при движении снизу вверх при температуре
порядка 600-800°С нагревается, а затем при
дальнейшем повышении температуры свыше 1000°С
оплавляется и превращается в микрошарики.
При выходе из цилиндрической камеры 1
закрученного огневого потока 5, несущего
микрошарики, более тяжелая их часть под
действием центробежных сил веером
выбрасывается из огневого потока 5 в
сборник 6, и ударяясь о его стенку, оседает в
ячейках 6.1, 6.2 и 6.3. В виду того что расстояние
от центра камеры 1 до стенки сборника
переменное (заданное эксцентриситетом 9), то
в более вытянутые от центра камеры 1
радиальные ячейки 6.1 будут оседать
микрошарики, преобладающе имеющие большую
массу, а в более короткие радиальные ячейки
6.2 и 6.3 будут оседать микрошарики
преобладающе меньшей массой.
Осевшие в ячейках 6.1, 6.2, 6.3 микрошарики
выгружают через патрубки 11. Далее
закрученный огневой поток 5 проходит
конусный переходник 7, стабилизируется и в
виде продуктов горения вместе с легкой,
оставшейся в нем частью микрошариков
отсасывается через газовод 8 в циклонное
устройство (на чертеже не показано), где
окончательно освобождается от остатка
микрошариков.
Таким образом, предлагаемое устройство
обеспечивает достижение технического
результата - повышение эффективности
производства стеклянных микрошариков за
счет осуществления предварительной их
классификации непосредственно в самом
устройстве, производящем эти микрошарики.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для изготовления
стеклянных микрошариков, включающее
цилиндрическую вертикальную камеру с
горелкой, установленную по центру в ее
нижней части, узлы для подачи воздуха на
закрутку огневого потока,
эксплуатационные окна, узел подачи
стеклопорошка через горелку, конусный
переходник с воздуховодом, отличающееся
тем, что на верхнюю часть цилиндрической
камеры эксцентрично ее оси установлен
сборник с ячейками, расположенными
вокруг верхней части цилиндрической
камеры для сбора микрошариков по группам
в зависимости от их массы и/или размеров,
причем величина эксцентриситета не
превышает радиус цилиндрической камеры,
а конусный переходник с воздуховодом
установлен на сборник коаксиально его
оси, образуя диаметр стыковки (Дст.),
больший диаметра цилиндрической камеры (Дц.к.),
но меньший двух ее диаметров - Дц.к.<Дст.<2Дц.к.
Версия для печати
Дата публикации 08.05.2007гг
вверх
|
