Опозитний гідро динамічний кавітаційний подрібнювач з новаційною системою перетворення обертального руху в обертально обернено поступальний

Загальна інформація

Даний пристрій призначений для створення кавітації в потоці рідких середовищ для впливу на них з метою спрямованої зміни їх властивостей і може використовуватися для здійснення різних технологічних процесів (подрібнення, диспергування, емульгування, гомогенізації, перемішування, механічно-хімічної активації, знезараження, нагрівання та ін.), що протікають в рідких середовищах, в гірничорудній, паливній, хімічній, фармацевтичній, лакофарбовій та інших галузях промисловості та сільського господарства.

Переваги пристрою

Опозитний гідро динамічний кавітаційний подрібнювач з новаційною системою перетворення обертального руху в обертально обернено поступальний відноситься до кавітаторів поршневого типу, в якого поршень рухається одночасно, як обернено - поступально так і в обертальному напрямку навколо своєї вісі. Обернено - поступальний рух поршня проходить в імпульсному режимі під дією пружин. Система перетворення обертального руху в обернено - поступальний створена таким чином, щоб не створювати значне тертя від деталей, які контактують. Частота, швидкість та тиск проходження рідкого середовища через отвори в поршнях при цьому значно збільшуються. Крім того рідке середовище в пристрої рухається також і в обертальному напрямку та розділене на два протилежні потоки, які імпульсно входять у взаємодію один з одним в результаті чого значно збільшується величина кавітації та ефективність пристрою.

Аналіз проблеми

На сьогодні для подрібнення твердих речовин та сворення з них колоїдних розчинів використовують давно відомі і мало ефективні, енерговитратні, велико габаритьні пристрої. Крім того створення таких розчинів проходить в декілька етапів. До прикладу для створення водо вугільного палива саме вугілля подрібнюється в шарових, або стержневих млинах, а потім ще переробляється в розчині води в малоефективних кавітаційних пристроях. Можна і без кавітаційних пристроїв, але така суспензія взагалі малоефективна і не придатна для використання. Звісно після таких пригод водо вугільне паливо стає дорожчим від дорогого газу і тому ТЕСи димлять в дусі вже забутої пісні про героїчного кочегара. Крім того таким чином подрібнити тверде побутове сміття, яке має більшу теплоту згорання за вугілля взагалі не можливо.

Паливо

Усім давно відомі такі види палива, як водо мазутне та водо вугільне, але основна частка теплової та електроенергії на разі видобувається простим спалюванням вугілля при всіх його недоліках. Також, якби усі знають про побутове сміття та забруднення їм планети з океанами, але комерційно вигідного способу його переробки досі не існувало, якщо не брати до уваги складні дотаційні схеми, але навіть це стосується тільки ( свіжого) сміття. Крім твердих ПВ є ще й рідкі, які утилізуються окремим чином. Загалом по відношенню до нашої країни можна сказати, що у нас є свої дві проблеми де брати дешеві енергоносії та куди дівати сміття. При комплексному підході до цих проблем можна сказати, що мінус на мінус дає плюс.

Переробка твердих та рідких побутових і виробничих відходів для отримання з них рідкого пічного палива, яке на далі застосовується в якості технологічного палива на теплоелектростанціях, металургійних комбінатах, хімічних заводах та інших тепло енергоємних структурах вирішує дані проблеми .

Для вирішення цього завдання несортовані тверді відходи спочатку подрібнюються до фракції 1 - 10 мм. в шредері після чого вся подрібнена маса промивається в ємкості відпрацьованою водою де баластні компоненти, такі як метал, скло, будівельне сміття і т.д. осідають на дно ємкості, а придатні до спалювання частки разом з промивною водою ( рідкими відходами) подаються в пристрій, який всю субстанцію подрібнює та піддає кавітаційній обробці, що призводить до подрібнення та модифікації часток твердих та рідких відходів до розміру 0,5 - 5,0 мкм утворюючи таким чином тонко дисперсну, гомогенну, високо стабільну емульсію, яка являє собою композитну, багатокомпонентну пічну водо паливну емульсію.

Таким самим чином можуть перероблятися рослинні та тваринні відходи з подальшим їх використанням в біогазових установках.

Переробивши так солому можна отримати етил та високоякісну сировину для виготовлення паперу.

В будівельній індустрії в даному пристрої можна активувати рідкий цемент та отримувати при цьому над міцні бетони.

В виробництві цементу мокрим способом використовуючи мій пристрій буде отримано над міцний цемент.

Конструктивний опис

(спочатку короткий варіант)

На картинці нижче видно два механізми, що опозитно поєднані між собою через фланці та підпружинені центральні вали в них з закріпленими на їх кінцях перфорованими дисками (поршнями) зеленого кольору, які в процесі роботи пристрою виконують синхронні, імпульсні обернено поступальні рухи відносно один одного та обертаються навколо своїх осей в протилежних напрямках відносно один одного. Внутрішній простір між дисками являє собою робочу зону куди через верхню трубу подяється рідка субстанція, яка в процесі багаторазового стиснення та розтягування піддаючись механічній та кавітаційній обробці під дією робочих дисків перетворюється на подрібнену, тонко дисперсну, гомогенну, високо стабільну, багатокомпонентну емульсію, з модифікованими часточками твердих та рідких відходів з розміром 0,5 - 5,0 мкм.. Готова емульсія відбирається через нижню трубу.

Деталізована версія з покроковим поясненням конструктивних особливостей та взаємодією окремих механізмів один з одним.

Деталізована версія з покроковим поясненням конструктивних особливостей та взаємодією окремих механізмів один з одним.

На кресленнях ( Фіг.1), ( Фіг. 2), ( Фіг. 3) та ( Фіг. 4) схематично зображений пристрій. На (Фіг. 1) показано його поздовжній розріз, на (Фіг. 2) показано вигляд з верху в розрізі, на (Фіг. 3) показаний вигляд з переду, на ( Фіг. 4) зображений поршень.

Пристрій складається з корпусу 1, підшипників 2 жорстко закріплених на корпусі 1, сальникової набивки 3, шліцьових втулок 4 встановлених в підшипники 2, робочих валів 5 встановлених в шліцьові втулки 4, кріплень 6 на робочих валах 5, шліцьових ділянок 7 виконаних на валах 5, круглих шестірень 8 взаємодіючих одна з одною, коліс 9, радіально - упорних підшипників 11 жорстко закріплених на робочих валах 5, конусних насадок 10 жорстко встановлених на упорних підшипниках 11, бокових валів 13 та привідних бокових валів 12 на яких жорстко встановлені колеса 9 та шестерні 8, підшипників 14 вставлених на протилежних кінцях по діагоналі в колесах 9, пружин 15 надітих на робочі вали 5, упорів 16 жорстко закріплених до корпусу 1, привідних валів 17 в середині яких виконані шліцові пази у відповідності до шліцьових пазів ділянок 7, в які встановлено вали 5, підшипників 18 жорстко закріплених на корпусі 1, в які встановлюються привідні вали 17, підшипників 19 жорстко закріплених на корпусі 1 в які встановлені бокові вали 12 та 13 Валів кочення 20, які встановлюються в підшипники 14 Циліндру 21 з лопатями 29, які жорстко закріплені з внутрішньої його сторони, поршнів 22 з отворами 28 та лопатями 30 котрі впритул наближені до лопаток 29 з умовою вільного обертання навколо своєї вісі поршнів 22 Поршні 22 кріпляться до робочих валів 5 кріпленням 6 Впускного патрубку 23, випускного патрубка 24 Ідентичних шестірень 25 закріплених на привідних валах 12, ідентичних шестірень 26 та 27 закріплених на проміжних валах (на кресленні не вказано) з умовою їх взаємодії між собою та шестірнями 25

Пристрій працює наступним чином.

Рідке середовище по патрубку 23 подається в середину циліндра 21 з лопатями 29 На привідні вали 17, в протилежних напрямках відносно один одного, подається крутний момент, який через шліци 7 передається на встановлені в них робочі вали 5 в внаслідок чого поршня 22 в циліндрі 21 отримують обертальний рух навколо своєї вісі в протилежних напрямках відносно один одного. В той же момент на один з привідних бокових валів 12 подається чітко направлений крутний момент, який передається через круглі шестірні 25, 26 та 27 на інший привідний вал 12 і надалі через шестірні 8 передається на вали 13 внаслідок чого колеса 9 починають синхронно обертатися навколо своїх осей в протилежному відносно одне одного напрямку та виключно в напрямку до конусних насадок 10 в наслідок чого вали кочення 20, з обох сторін валів 5, синхронно входять в зачеплення з конусними насадками 10, що в свою чергу призводить до переміщення робочих валів 5 з пружинами 15 в шліцьових пазах 7 та шліцьових втулках 4 і привідних валах 17 до верхніх мертвих точок. В момент переміщення валів 5 пружини 15 під дією упорно -радіальних підшипників 11 притискаються до упорів 16, а в момент виходу валів кочення 20 з зачеплення з конусними насадками 10 пружини 15 імпульсно вивільняють накопичену в собі енергію та переміщують вали 5 з поршнями 22 по шліцьовим пазам 7 в протилежному напрямку до нижньої мертвої точки. В цей момент поршні 22 здійснюють синхронний імпульсний рух в напрямку один до одного та обертальний рух в протилежних напрямках відносно один одного, при яких рідке середовище в циліндрі 21 багаторазово проходить через отвори 28 та лопаті 29 з лопатями 30 одночасно піддаючись значним різнобічним навантаженням, при яких процес кавітації проходить в посилених режимах. Пройшовши кавітаційну обробку рідке середовище через патрубок 24 переміщується з циліндру 21.

Надалі робочі цикли повторюються.

Фіг. 1

Фіг. 2

Фіг. 3

Фіг. 4

РЕЗЮМЕ

Масове використання даного пристрою та його модифікацій відкриває перед промисловістю, в сільському господарстві та в енергетиці нові можливості. Те, що раніше вважалося відходами наразі стає цінною сировиною. Крім того даний пристрій може утилізувати тваринні залишки та використовувати їх для отримання біогазу та гумусу. Разом з тим при виробництві рідкого палива можуть бути утилізовані складні хімічні відходи, які розчиняться в великій масі рідкого палива, пройдуть обеззараження кавітацією і остаточно знищаться при згоранні палива при температурі 1000 градусів.

Завантажити docx