Устройство для создания пылевоздушной взвеси

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ие аи 3506 01 М 25 52;1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЮк двтоесномм свидетельству ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ(71) Северо-Кавказский ордена Дружбйнародов горнометаллургическийинститут(56) 1. Пожароопасность нефтепродуктов и химических органическихпродуктов. ГОСТ 12.1.017-80, Госкомитет СССР по стандартам. М., 1980,(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИИПЫЛЕВОЗДУЮНОЙ ВЗВЕСИ, включающее штуцер для подвода воздуха, фланец длякрепления штуцера и реакционной камеры, цилиндрический корпус,внутрикоторого расположена полая, выполненная заодно с фланцем капсула с соп-лом, разделенная съемной перегоРодкой на два объема, и радиальнострунную диафрагму, о т л и .ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения и повышенияэффективности работы, оно снабженодополнительно распределительнойвтулкой, воздухоподводящей трубкой,распределителем воздуха и диспергатором с радиально-сходящимися отверстиями и расположенным внутри негоподпружиненным кольцевым клапаном,причем капсула снабжена отверстиями в стенках и во фланце, расположена внутри распределительной втулки .с кольцевым зазором, фланец корпуса устройства выпопнен фигурным, на наружной поверхности которого закреплен распределитель воздуха,а на внутренней - диспергатор так, что : попости их сообщены между собой и со штуцером через сквозные отверстия, выполненные в фигурном фланце, и воэдухоподводящую втулку, кроме того, радиально-струнная диафрагма расположена над соплом капсулы, перегородка установлена над ради. ально-струнной диафрагмой, выполненной в виде двух одинаковых дисков из упругого материала, рассеченныхв центральной части радиально-сходя" щимися прорезями на лепестки и закрепленных между верхними н нижними кольцами, из которых верхнее снабжено радиально-сходящимися спицами и жестко скрепляющим их в центральной части распределительным конусом,- при этом диски и верхнее кольцо совмещены между собой так, что прорези взаимно перекрыты лепестками, а спицы верхнего кольца распапожены над каждым лепестком верхнего диска.2, Устройство по п.1, о т л и ,;ч а ю ц е е с я тем, что отверстия в стенках капсулы выполнены радиально-сходящимися с выходом их в полость капсулы с наклоном в сторону перегородки, а отверстия во флапце выполнены параллельно оси капсулы с выходами на лепестки перегородки, 105 б 018Изобретение относится к исследованию пожарной опасности аэрозолейпри воздействии на них различныхисточников тепловых импульсов и может быть использовано для определения пожаровзрывоопасных параметров 5порошкообраэных веществ и промышлен. ных пылей в химической, горной,металлургической, деревообрабатываю-.щей и других отраслях промышленности.Известно устройство для определения нижнего концентрационного предела воспламенения пылей, содержащеесистему распыления, реакционный сосуд и источник поджигания1 1Основными недостатками устройст 5ва являются неравномерность распределения пыли в объеме реакционнойкамеры и .значительная длительность,по времени (0,15 Ф 0,4 с), ее запоянения, большое количество гыли,остающейся в распылителе (от 3,5до 1 ВВ), невозможность эффективногоиспользования любого из них дляработы с пылью веществ с широкимдиапазоном их весов и Физическихсвойств, что в совокупности снижаетточность экспериментов при высокойтрудоемкости их выполнения.Известно также устройство длясоздания пылевоздушной взвеси,включающее штуцер для подвода воздуха и выполненный заодно с фланцемдпя крепления с реакционной камеройцилиндрический корпус, внутри которого расположена полая, выполненная заодно с Фланцем, капсула с соплом, разделенная съемной перегородкой на два объема, и радиально-струнную диаФрагму.Для подачи воздуха во внутреннююполость цилиндра служит штуцер, а 40для герметизации самой полостизаглушка. Внутри корпуса размещенаполая капсула, разделенная перегородкой (съемной сеткой) на два объема(верхний и нижний), а над соплом кап сулы установлена радиально-струннаадиафрагма,Описанное устройство обеспечивает почти мгновенное (до 0,1 с) поступление в реакционную камеру пылейисследуемых веществ при широком дна"паэоне их физического состояния ивесов и равномерное распределениеаэрозоля.в объеМе реакционной камеры,что значительно повышает эффективность, надежность распылителя вработе и точность определения пожаровзрывоопасных свойств различныхпылей Г 23.Основной недостаток известногоустройства заключается в том, что 60оно не может. быть использовано дляввода пыли исследуемых веществ вреакционную камеру сверху внизОбусловлено это тем, что в указанном устройстве навеска пыли размеща ется на перегородке (съемной мелкой сетке) в верхнем объеме капсулы. Для ввода навески в реакционную камеру под перегородку (в нижний объем капсулы), подается воздух, который, про" ходя через перегородку (сетку), аэри" рует навеску пыли и выбрасывает ее в полость реакционной камеры, Радиально-струнная диафрагма, расположенная над соплом капсулы, обесцечивает диспергирование проходящей через нее пыли и равномерное распределение ее по всему объему реакционной камеры. Но.при подводе воздуха сверху, т,е. в верхний объем капсулы, где размещена навеска пыли, выбрасывание пыли произойти не может, так как этому будет пРепятствовать жесткая перегородка (сетка). Тем самым ограничива" ется область применения устройства и исключается воэможность использова-, ния его достоинств.Кроме того, в известном устройстве нет приспособлений, исключаюцих проникновение продуктов реакции и газоМ в полость капсулы на перего родку, где возможно скопление оседающей пыли при взаимодействии продуктов реакции, с которой могут появляться трудно учитываемые побочные продукты разложения, влияющиена точность экс" периментов, Точность эксперимейтов снижается также из-за того, что образующиеся в реакционной камере газы могут проникать во все другие полости распылителя и воздухоподво дящие каналы, объем которых доотигает 10-15 от объема реакционной камеры. Указанные полости не окру- . жены терморегулирукщей рубашкой охлаждения или нагревания, поэтому температура воздуха в них, зависящая от температуры стенок корпуса распылители воздухоподводящих кана" лов и внутри расположенных деталейбудет иной, чем. температура воздуха и стенок корпуса реакционной камеры, окруженной терморегулируюцей рубашкой, в результате чего проникающие в распылитель продукты реакции будут изменять свою температуру отлично от изменения их температуры в реакционной камере, Но и в случае применения системы стабилизации температуры для всего устройства, включая и распылитель и воздухоподводящие каналы, проникновение газов из реакционной камеры в другие, не учитываемые при расчетах полости, приводит, за счет дополнительного расширения, к искаже" нию результатов экспериментов, что в совокупности с охлаждением газов в укаэанных полостях,.значительно снижает их точность. Наконец, проник 1 новение газов и продуктов разложения исследуемых веществ в капсулу и другие полости распылителя, выэы,а10560183вают необходимость производить более на фиг. 3 - ниж д3 - нижний диск перегородки,х на Фиг. 4 - верхнее кольчастую от опыта к огпгту, к более внд сверху; ФФи ас еделительнымтщат ельную очистку всех деталей и цо со спицами и р пр дольный аэреэ; наА на фиг, 4; на фиг. бвнутренних поверхностей от продуктов , конусоМ, продол Р Рра зложения и их осадков, что значи- фиг, 5 - вид А н фтельно увеличивает трудоемкость 5 перегородка, в сборе, ид ху.е в сверУс ойство фиг. 1) состоит иэвыполнения экспериментов. Устройство фЦелью изобретения является расши цилиндрического корпУса 1, к которо"рение области применеНия, повышениему прикрепл у Рэффективности работы. 1 заканчивается фигурным Фланцемге метиэируется крышкойПоставленная цель достигаетсял . Щ 3, а сверху гер тем что устройство,для создания . 4. Внутри корпус Рп са 1 асположенаУпылевоздушной взвеси, включающее попая капсулаа 5 выполненная заодноштуцер для подвода воздуха, .Фланецс фланцем, роан ем б в котором по кругудля крепления штуцера с реакционной :равномерно распределены сквозные.камер , цилой илиндркческий корпус внут отверстия 7, В стенках полой каисур к ои которого расположена полая, выпол- .Ры.5 выполнены рад.ся сквозные отверстия 8 с уклономненная заодно с Фланцем капсула с .,ся сквоз ыесоплом, разделенная съемной перего-ные отве стия 10, диаметр которыхродкой на два .объема,и радиально- . ные отверстия 10, д ме р которыхструнную диафрагму, допопнителъно :,.значительно больше диаметра отверсснабжено распределйтельной втулкой, тий 8. Полая капсула 5 расположенавоздухоподводящей трубкбй, распреде- соосио внутри распредеительнойлителем воздуха и диспергаторсм свтулки 11 так, что между наружнойрадиально сходящимися отверсткямк, , поверхностью полой капсулы и внутвыпопненными в стенках его корпуса, ренкей поверхностью распределительи с расположенным внутри него под" ной втулки образуется узкая кольце 2пружиненным кольцевым клапаном,вая цилиндрическая полость 12. Впрк этом капсула, снабженная.отверс- нижней части распределительнойтиями в стенках и во фланце, рас-втулки выполнены радиапьние отверсибггожена внутри распределительной ткя 13, выходящие в расточку, обравтулки с кольцевым зазором, фланец: ЗО зуащую увеличенную копъцевую полостькорпуса устройства выполнен Фигур-:14 для поступления основной массыным, на -наружной поверхности которо- . воздуха, В верхней части распредего закреплен распредепитель возду- .лителькой втулки выполнены отверстияха, а на внутренней: - диспергатор , .15 значительно меньшего диаметра,так, что полости их сообщены между 35 чем диаметр отверстий 13.собой и со штуцером через сквозные Перегородка 9 состоит иэ верхнеотверстия, выполненные в Фигурном го кольца 16 со спицами 17 и распрефланце, и воздухоподводящую трубку, делителъиым.конусом 18, пары одина- :, кроме того, радиально-.струнная диаф- .ковых дисков 19 и 20 лепестковогорагма Расположена над соплом капсу типа и нижнего колъца 21. Фланец блы, а перегородка установлена кад ПОЛОЙ Капсулы и перегородка 9 жесткорадиально-струнной диафрагмой, выпол- скреплены между собой при помснцкненной в виде двух одинаковых дис- . . болтов 23 (показаны оси). Нижнее . ков иэ упругого материвпа, рассе- "кольцо 21 упирается в верхний торецченных .в:центральной части радиаяь э 23 сопла 24. Е нижнему торцу соила , но-сходящимися,прорезяьи на лепестки .жестко прикреплена радиальнострун".4и закрепленных меаду верхним и кианкм ная диафрагма 25, опиракщаяся накольцами, из которых верхнее снабае- внутренний выступ 26 фигурного; но радиально-сходящигмся спицами и Фланца корпуса устройства.жестко скрепляющим их в централъкой у К внутренней поверхности Фигурночасти распределительным конусом при :го фланца при помощи винтов 22 призтомдиски к верхнее кольцо совмеще- креплен дислергатор 28 с фигурнойны между собой так, что лепестки.-вэа торсобразной полостъю 29 . Внутриимко перекрывают прорези, а спицн диспергатора расположен кольцевойверхнего ксцгьца Расположены кад хаж клапан 30, свободно входящий в соотдым.,лепестком верхнего диска.фф ветствующую расточку и подгтружиненЙричем отверстия в етеиках капсулы ный ири помощю пружин 31 в сторонувыполнены радиально-сходящимися с вы- кольцевой расточки равной кривизныходом их в полость капсулы с какло с рабочей поверхностью клапана. Вном в сторону перегородки, а отвере . Иопьцевую расточку выходят отвербтиятия Во Фланце выполненЫ параллельноа 32 иэ полости 33 коллектора 34, кор оси капсулы с выходси их на лепест иус которого герметично прикрепленки перегородки. к наружной поверхности фигурногоНа фиг. 1 показано устройстйр,.; фланца 3. В корпусе коллектора 34продольной раэреэ 1 на Фиг. 2 - верх- выполнено отверстие 35, в которомний диск перегородкк, вид, сверауг . 65 соосно и аестко закреплен патрубок36. Итуцер 2 имеет отверстие 37,в котором соосно и жестко закрепленпатрубок 38, Связь меяду патрубнами 36 и 38 осуществлена посредствомвоэдухоподводящей трубки 39 с накид"ными гайками 40, Крепление, фигурного фланца 3 с фланцем 41 корпусареакционной камеры 42 осуществленопосредством стяжных болтов 43 (показаны оси), Между фланцами 41 и 3 расположена герметиэирующая прокладка 1044, В стенках диспергатора 28 выполнены радиально-сходяциеся отверстия45 малого диаметра с воэможностьювыхода тонких струй воздуха в сторону продольной оси 46 устройства. Ь 5полости капсулы 5 размещена навескаисследуемой пыли 47. На фиг. 2 показан верхний 19 и нижний 20 диски,установленные между верхним и нижним кольцами 16 и 21, В дисках выпол-Онены отверстия 48, а сами диски рас,сечены радиально-сходящимися прорезями 49 с образованием лепестков 50.На фиг. 4 и 5 показано верхнеекольцо 16 с радиально-сходящимисяспицами 17, жестко скрепленных в центральной части распределительным конусом 18, к основанию которого с помощью винта 51 прикреплена шайба 52из пластично-эластичного материала.В кольце 16 выполнены отверстия53. На фиг, 6 показана перегородкав сборе (вид сверху). При совмещении отверстий 48 в верхнем 19 и нижнем 20 дисках с отверстиями 53в верхнем кольце 16 лепестки 50обоих дисков взаимно перекрывают прорЕзи 49, а спицы 17 располагаютсянад каждым лепестком 50 верхнегодиска 19,Устройство работает следующим 40образом.В капсулу 5 помещают порцию исследуемой пыли 47 и после герметизациикорпуса 1 крышкой 4 впускают воздухчерез штуцер 2, ВоздУх, заполняя 45полость между распределительнойвтулкой 11 и корпусом 1,.устремля"ется вниз, к отверстиям 13, и вверх,к отверстиям 15 в распределительнойвтулке. Так как отверстия 13 большеотверстий 15, то больша я порциявоздуха попадает в полость 14, изкоторой воздух, прежде всего, проходит через нижнюю группу радиальносходящихся отверстий 8 в полость капсулы и через отверстия 7 во фланцеее. Эта порция воздуха производитодновременно аэрацию исследуемой пыли 47 и давит на лепестки 50 парыдисков 19 и 20, вынуждая их раскрываться. К этому времени, проходя 6 Осначала через центральную группу идалее, черех верхнюю группу отверс тий 8, наконец в большем объеме через отверстия 10 воздух начинаетвыполнять основную работу по выбра оыванию навески исследуемой пыли всопло 24, где на пути аэрированногопотока пыли расположена радиально- струнная диафрагма 25, выполняющая функцию механического диспергатора и выравнивателя переднего фронта пыли по сечению сопла:. Уже к моменту прохождения выравненного потока аэрозоля через радиально-струнную диафрагму вступает в работу воздушный диспергатор, основное назначение которого заключается втом, чтобы подошедшую к полости действия тонких струй воздуха, выходящих из отверстий 45, аэрозоль плоским Фронтол растянуть по всему поперечному сечению реакционной камеры еВоздушный диспергатор начинает действовать с некоторой задержкой по времени против времени аэрации пыли в полости капсулы и времени раскрывания лепестков дисков перегородки в связи с более длинным путем прохождения воздуха по трубке 39 и потерями времени на отжимание кольцевого клапана 30, Тем саьымобеспечивается необходимая последовательность работы устройства по эффективному созданию пылевой аэрозоли и равномерному распределению ее в объеме реакционной камеры. Дозирование количества воздуха обеспечивается автоматически по заданной программе так, чтобы за короткий промежуток времени (до 0,1 с) вся навеска исследуемой пыли была уже в полости реакционной камеры 42. К этому времени должно произойти воспламенение пыли источником зажигания. При этом в камере поднимаетсч давление за .счет образующихся продуктов горения (взрыва). При малейшем превышении давления внутри реакционной камеры под давлением в любой. другой полости устройства мгновенно срабатывает кольцевой клапан 30 и возвращаются в исходное положение лепестки 50 пары дисков 19 и 20 перегородки 9, Лепестки верхнего диска 19 упираются в радиально-сходящиеся спицы 17 верхнего кольца 16., а к ним плотно примыкают лепестки нижнего диска 20, перекрывая тем самымрадиальные прорези верхнего дискаС целью исключения утечки газов через щели на стыке концов лепестков, последние прижимаются к шайбе 52, на поверхности которой методом термоформирования выполнены ячейки,вточности совпадающие с профилем сомкнутых концов лепестков,Таким образом, перегородка рабо" тает как клапан, предотвращая распространение продуктов горения в полость корпуса, где размещена капсула, и далее в воздухоподводящую систему. Такую же функцию выполняет клапан 30, предотвращая распространение газов в полость 33 коллектора и далее, через трубку 40, вполость того же корпуса с размещенной в ней капсулей. Тем саьнм обеспечивается необходимая герметизацияполости реакционной камеры в моментгорения и взрыва пыли, что,такжеспособствует более точной оценкепараметров протекающих реакций исокращению времени на воспроизводство экспериментов за счет исключения необходимости частой очисткидругих полостей и деталей, кромеполости реакционной камеры. Преимущества описанного устрой-ства дде создания пылевоэдушной взвеси по сравнению с лучшими образцами распылителей заключаются в том, что, во-.первых, оно обладает определенной универсальностью; так как позволяет производить исследования пылей с широким диапазоном весов к. физических свойств (легких и тяжелых, сухих и влажных, мелко и крупно дисперсных) и, таким образом, раааиряет область применения при подаче пыли в реакционную камерв сверху вниз; во-вторых, оно обеспечиваетболее высокую точность эксперимеятов за счет более равномерного распределения по объему реакционнойкамеры у выравнивания переднего 5 Фронта опускающейся пыли на источник воспламенения, а также полного освобождения, беэ остатка, от на"1 вески исследуемой пыли капсулы эакороткий промежуток времени (до0,1 с); в-третьих, при работе. наустройстве снижаетсяобщаЯ трудоемкость производства экспериментов эасчет хорошей воспроизводимости ихи сокращения тем саьым числа холостых и неудачных опытов которые занимают примерно 50% продуктивноговремени; в-четвертых, повьвдаетсяточность экспериментов за счет исключения утечек продуктов реакции игазов в другие. узлы установки с,не О регулируемой их температурой за пределы полости реакционной камеры,температура корпуса которой можетавтоматически поддерживаться позаданной программе путем применения 2 з известных технических решений (терьюрегулирующей рубашки и др.), как этопредусмотрено.1056018 ставитель В. Сизехред И, Метелева орректорЛ. Ильи едактор Н. Лазарен Тираж 873 И Государственного комитета СС делам изобретений и открытий Москва, Ж, Рауыская наб., акаэ 9290 3 одписное И 1303 д лиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная,