×
19.08.2018
218.016.7d8e

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР И МИКРОШАРИКОВ ИЗ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройству для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов. Устройство содержит плазменный генератор с вынесенным стабилизированным дуговым разрядом, включающий соосно и вертикально расположенные на расстоянии друг от друга катод и трубчатый полый графитовый анод. Трубчатый графитовый анод плотно установлен внутри водоохлаждаемого трубчатого медного корпуса. Снаружи медного корпуса с возможностью перемещения вдоль него установлен регулируемый соленоид. Для подачи исходного тугоплавкого материала в плазменную струю над плазменным генератором установлены порошковый дозатор и инжекторы. Инжекторы расположены радиально под срезом сопла плазменного генератора в промежутке между катодом и анодом и соединены магистралями с порошковым дозатором. Для сбора микросфер и микрошариков под анодом выполнен отсек, заполненный водой. Технический результат – снижение эрозии графитового анода, повышение надежности и срока службы устройства. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а более конкретно к области получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов с различным содержанием SiO2, Al2O3, Fе2О3, преимущественно тугоплавких, используемых в качестве наполнителей при производстве композиционных звуко- и теплоизоляционных материалов и в качестве тампонажных наполнителей.

Известны способы и устройства для получения микросфер и микрошариков из различных видов оксидных материалов за счет термической обработки порошковых материалов, например устройство для изготовления стеклянных микрошариков и микросфер (патент РФ на изобретение №2319673, МПК С03В 19/10, опубл. 20.03.2008 г.). Устройство содержит цилиндрическую вертикальную камеру с горелкой, установленной по центру в ее нижней части, вводы, расположенные на ярусах камеры для тангенциальной подачи в нее потоков вторичного воздуха или смеси вторичного воздуха с газом на закрутку огневого потока, узел подачи стеклопорошка через горелку, промежуточный сборник стеклянных микрошариков, выброшенных центробежными силами из закрученного огневого потока, воздуховод. Вводы выполнены в виде емкостей и расположены на каждом ярусе под углом 120° друг к другу. На входе каждой емкости установлен вентиль, а на выходе между боковыми и торцевой стенками емкости образовано щелевидное сопло для выхода потока вторичного воздуха или смеси вторичного воздуха с газом. Между конусным переходником и воздуховодом образован кольцевой регулируемый зазор.

Известен способ изготовления полых стеклосфер (патент РФ на изобретение №2465224, МПК С03В 19/10, опубл. 27.10.2012 г.), согласно которому приготовляются гранулированный стеклянный порошок совместно с газовой сажей, который подается в факел газовой горелки. Предложенный способ включает в себя обработку гранул размером 0,02-0,1 мм в факеле горелки (1000-1300°С). Для реализации способа изготовления полых стеклосфер по патенту на изобретение №2465224 используется установка, в состав которой входят бункера с дозирующими устройствами для хранения и дозировки дробленого кристаллического стекла и сажи, шаровая мельница, тарельчатый гранулятор и емкость с водным раствором жидкого стекла, позволяющая с помощью сжатого воздуха, подаваемого в распылитель, дозированно подавать связующее в распыленном состоянии. В состав установки входят также бункер для полученных гранул, дозатор, через который гранулы попадают в формователь с газовоздушными горелками и напорным вентилятором высокого давления. После формования в формователе полученные стеклосферы поступают в циклон, затем в жидкостно-эжекционный аппарат и разделительную камеру с поплавковым устройством для поддержания постоянного уровня флотационной жидкости. Кроме перечисленного установка содержит вихревую сушилку с мешалкой, питателем влажных микросфер и форсункой для ввода и распределения воды. В вихревую сушилку поступают неуловленные, наиболее мелкие стеклосферы. Далее установка содержит второй циклон, сборник сухих стеклосфер, скруббер, вытяжной вентилятор высокого давления и циркуляционный насос с фильтрующим заборным устройством.

Однако недостатком указанных устройств (способов) является сложная технологическая схема получения микросфер и микрошариков, а также использование газовых горелок для термической обработки, у которых ограничен температурный диапазон, а следовательно, исключается возможность использования сырьевых материалов с высокой температурой плавления (1700°С и выше) для получения микросфер и микрошариков.

Для обработки материалов используются также плазменные установки. Известно устройство для изготовления стеклянных шариков по авторскому свидетельству на изобретение №1545488, МПК С03В 19/10, опубл. 20.09.2005. Устройство содержит помещенную в индуктор кварцевую разрядную камеру, питатель, газораспределительную головку со штуцерами подачи плазмообразующего газа. Соосно разрядной камере смонтирована электромагнитная катушка. На якоре электромагнитной катушки закреплен электрод, который помещен в водоохлаждаемую трубку. Наличие электромагнитной катушки повышает стабильность возбуждения горения плазмы и тем самым повышается надежность работы устройства.

Однако в устройстве по патенту №1545488 основным недостатком в конструкции является использование высокочастотного плазмотрона. Главным недостатком ВЧ плазмотронов является малый КПД (до 40%) и необходимость выполнения дополнительной защиты от высокочастотного излучения в процессе работы.

Известна конструкция плазмотрона с вынесенной дугой (Глава 3.1, с. 39 в издании: «Электротехнологические установки для плазменно-термической обработки материалов [Текст]: учебное пособие с грифом УМО / А.С. Аньшаков, Г.Г. Волокитин, О.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова. - Томск: Изд-во Том. гос. архит. - строит, ун-та, 2014»), предназначенная для термодекорирования кирпича. Указанная конструкция плазмотрона по конструктивным существенным признакам наиболее близка к заявляемому устройству и принята за прототип. Плазмотрон по прототипу имеет стабилизацию одного приэлектродного участка дуги и содержит соосно и вертикально расположенные катод и трубчатый полый графитовый анод, удаленный на некоторое расстояние от катода. Между катодом и анодом симметрично оси вынесенной плазменной струи на расстоянии, достаточном для надежного оплавления, укладывается пара кирпичей. При запуске плазменного генератора происходит привязка плазменной дуги на графитовый анод. За счет привязки дуги в одном месте повышается эрозия графитового анода, тем самым снижается надежность конструкции в целом. Плазмотрон имеет достаточные энергетические характеристики для обработки материала и простую конструкцию, но в предложенном исполнении не позволяет получать из порошка частицы сферической формы.

Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в создании энергосберегающего, высокопроизводительного, надежного устройства для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов с различным содержанием SiO2, Al2O3, Fe2О3.

Техническая проблема решается следующим образом.

Устройство для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов, как и прототип, содержит плазменный генератор с вынесенным стабилизированным дуговым разрядом, включающий соосно и вертикально расположенные на расстоянии друг от друга катод и трубчатый полый графитовый анод.

В отличие от прототипа согласно изобретению в состав устройства дополнительно введены порошковый дозатор, установленный над плазменным генератором, и инжекторы для подачи порошка в плазменную струю, которые установлены в промежутке между катодом и анодом радиально под срез сопла плазменного генератора. Инжекторы соединены магистралями с порошковым дозатором. В отличие от прототипа трубчатый полый графитовый анод установлен плотно внутри водоохлаждаемого трубчатого медного корпуса. Снаружи медного корпуса установлен дополнительно регулируемый соленоид с возможностью перемещения вдоль водоохлаждаемого медного корпуса. Помимо этого, для сбора микросфер и микрошариков под анодом выполнен отсек, заполненный водой.

Такая схема устройства конструктивно проста и обеспечивает широкий диапазон обработки агломератов различного размера и температуры плавления за счет высоких температур, реализуемых генератором плазмы. Использование в конструкции анодного узла регулируемого и перемещаемого механически соленоида позволит снизить эрозию графитовой трубки путем изменения привязки плазменной струи через медный корпус по всему контуру графитовой трубки за счет воздействия магнитного соленоида и поля дугового разряда. Стабилизация плазменной струи (дугового разряда) перемещаемым магнитным полем повышает надежность устройства и, как следствие, его производительность.

Таким образом, техническая проблема решена благодаря конструкции анодного узла, состоящего из полой графитовой трубки, водоохлаждаемого медного корпуса и регулируемого соленоида.

На чертеже представлен общий вид заявленного устройства.

Устройство для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов с различным содержанием SiO2, Al2O3, Fe2О3 включает в себя плазменный генератор, содержащий катод 1 и анодный узел. Анодный узел состоит из анода в виде полой графитовой трубки 3, водоохлаждаемого медного корпуса 4, регулируемого и передвижного соленоида 5. Узел для сбора готового продукта выполнен в виде заполненного водой отсека 7. Подача сырья в область формирования плазменной струи осуществляется из порошкового дозатора 6 по магистралям к инжекторам 2. Установка инжекторов 2 осуществлена под срез сопла плазменного генератора 1. Позицией 8 отмечена получаемая продукция, 9 - плазменная струя, 10 - высокотемпературный поток нагретого газа.

Устройство для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов с различным содержанием SiO2, Al2O3, Fе2О3 работает следующим образом.

При запуске плазменного генератора происходит привязка плазменной дуги на внутреннею полость графитовой трубки. За счет изменения положения соленоида 5 вдоль медного корпуса 4, а значит, и вдоль полой графитовой трубки 3 (анода) можно управлять местом привязки плазменной струи, тем самым продлевая срок службы анодного узла 3 по мере его износа. Подача сырья осуществляется с помощью порошкового дозатора 6 через магистрали к инжекторам 2, которые в свою очередь вводят сырье в область формирования плазменной струи 9. Подача сырья осуществляется транспортирующим газом (например, сжатым воздухом). Транспортирующий газ совместно с сырьем попадет в плазменную струю 9. В процессе нахождения частиц порошка в высокотемпературном потоке 10 происходит интенсивный нагрев частиц с последующим переходом их в расплавленное состояние. Далее за счет сил поверхностного натяжения разогретая частица приобретает сферическую форму. Сформировавшиеся сферические частицы 8 попадают в отсек 7 для сбора сферических частиц, где происходит их мгновенное остывание. Для исключения слипания частиц 8 между собой и ускорения их остывания отсек 7 заполнен водой.

Устройство для получения микросфер и микрошариков из оксидных материалов, содержащее плазменный генератор с вынесенным стабилизированным дуговым разрядом, включающий соосно и вертикально расположенные на расстоянии друг от друга катод и трубчатый полый графитовый анод, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит порошковый дозатор, установленный над плазменным генератором, и инжекторы для подачи порошка в плазменную струю, которые установлены в промежутке между катодом и анодом радиально под срез сопла плазменного генератора и соединены магистралями с порошковым дозатором, кроме того, трубчатый полый графитовый анод плотно установлен внутри водоохлаждаемого трубчатого медного корпуса, а снаружи медного корпуса с возможностью перемещения вдоль него дополнительно установлен регулируемый соленоид, помимо этого, для сбора микросфер и микрошариков под анодом выполнен отсек, заполняемый водой.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР И МИКРОШАРИКОВ ИЗ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 22 items.
13.01.2017
№217.015.8f93

Стенд для испытаний арматуры

Изобретение относится к области испытаний строительных изделий. Стенд содержит опорную трубу с центральным сквозным отверстием для соосного вертикального размещения в нем арматуры и с днищем для опирания нижнего конца арматуры. Верхний конец арматуры закреплен в бетонной призме или в уголковом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605386
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.b529

Способ неразрушающего контроля физического состояния зданий и сооружений

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля физического состояния здания или сооружения посредством измерения амплитуды и частоты их колебаний под воздействием регулируемого вибрационного источника и может быть использовано для определения динамических характеристик и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614189
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.c6a7

Способ изготовления резьбового соединения и снижения нагрузки на его витки у опорного торца гайки

Способ изготовления резьбового соединения и снижения нагрузки на его витки у опорного торца гайки может быть использован при разработке, проектировании и изготовлении ответственных резьбовых для разных отраслей промышленности. До сборки резьбового соединения на рабочей части заготовки болта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618644
Дата охранного документа: 05.05.2017
26.08.2017
№217.015.e970

Покрытие из трехгранных ферм

Изобретение относится к области строительства, в частности к покрытию из трехгранных ферм, и может быть использовано в качестве конструкций перекрытий, элементов комбинированных систем с возможностью подвески технологических устройств, грузоподъемных механизмов. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627794
Дата охранного документа: 11.08.2017
29.12.2017
№217.015.f3b8

Плазмотрон

Плазмотрон с эффективным охлаждением может найти применение в машиностроении при любых видах плазменной обработки материалов. Стенки полого корпуса плазмотрона с внутренней стороны изолированы термостойким материалом. Плазмотрон содержит также плазмообразующее сопло, катод с катододержателем и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637548
Дата охранного документа: 05.12.2017
29.12.2017
№217.015.f65b

Способ устройства инъекционной сваи

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству свайных фундаментов, преимущественно в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве как при усилении фундаментов, так и при возведении новых. Способ устройства инъекционной сваи, согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637002
Дата охранного документа: 29.11.2017
20.01.2018
№218.016.1111

Свинцовоглицератный цемент

Изобретение относится к составу свинцовоглицератного цемента и может найти применение в промышленности строительных материалов. В состав цемента входят следующие компоненты, мас. %: глет свинцовый, нагретый до температуры 800°С- 80-93, глицерин -0,4-14,5, вода - 0,1-0,7, нановолокнистый бемит -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633919
Дата охранного документа: 19.10.2017
04.04.2018
№218.016.3187

Способ испытания строительной конструкции при сверхнормативном ударном воздействии

Изобретение относится к области испытаний и может быть использовано для испытания строительных конструкций при сверхнормативном ударном воздействии. Испытуемую конструкцию подвергают сверхнормативному ударному воздействию. Силоизмерителем определяют значение максимальной динамической нагрузки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645039
Дата охранного документа: 15.02.2018
04.04.2018
№218.016.34c4

Способ очистки и минерализации природных вод

Изобретение может быть использовано в системах водоподготовки хозяйственно-бытового и производственного назначения, преимущественно для получения качественной питьевой воды из природных северных источников. Для осуществления способа исходную природную воду после предварительной грубой очистки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646008
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.34d8

Магнитный сорбент для сбора нефти, масел и нефтепродуктов

Изобретение может быть использовано для удаления нефти, масел и нефтепродуктов с поверхности воды и поверхностного слоя почвы или грунта. Сорбент выполнен гранулированным. Диаметр гранул составляет 1-3 мм. В состав сорбента входят магнитный наполнитель в виде металлического порошка из оксидов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646084
Дата охранного документа: 01.03.2018
Showing 1-10 of 13 items.
20.06.2013
№216.012.4ba9

Способ получения защитно-декоративного покрытия на древесине

Изобретение относится к получению защитно-декоративного покрытия на древесине. Согласно предложенному способу воздействию подвергают непосредственно поверхность древесины. При этом обработку деревянной поверхности проводят потоком низкотемпературной плазмы с удельной тепловой мощностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484951
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.01.2014
№216.012.942e

Плазменная установка для получения тугоплавкого силикатного расплава

Плазменная установка для получения тугоплавкого силикатного расплава может быть использована в производстве минерального волокна, например стеклянной ваты. Установка содержит плазмотрон, снизу которого установлена плавильная печь круглого сечения. В корпусе плавильной печи выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503628
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.11.2014
№216.013.05fc

Сырьевая смесь для изготовления золокерамических изделий

Изобретение относится к сырьевой смеси для изготовления золокерамических изделий. Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических характеристик и снижение температуры обжига изделий. Сырьевая смесь для изготовления строительных золокерамических изделий содержит золу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532933
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.06ce

Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов включает карбонизацию водной суспензии исходного сырья в условиях повышения давления двуокиси углерода при одновременной гомогенизации суспензии. В качестве исходного сырья...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533143
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.02.2015
№216.013.23b0

Автоматизированная технологическая линия для поверхностной модификации наночастицами серебра полимерного волокнистого материала

Автоматизированная технологическая линия для поверхностной модификации наночастицами серебра полимерного волокнистого материала предназначена для получения антибактериального фильтровального материала. В состав автоматизированной линии входят последовательно установленные блок пропитки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540589
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a5e

Автоматизированная технологическая линия для поверхностной модификации металлооксидными наночастицами полимерного волокнистого материала

Автоматизированная технологическая линия для поверхностной модификации металлооксидными наночастицами полимерного волокнистого материала может найти применение в производстве фильтровального материала, предназначенного для очистки воды от органических загрязнений. В состав автоматизированной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542303
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.07.2015
№216.013.5ffc

Способ очистки полых изделий

Изобретение относится к области электрогидроимпульсной очистки полых изделий и может быть использовано для очистки от отложений бывших в эксплуатации полых промышленных изделий. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества и эффективности очистки внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556113
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.09.2015
№216.013.7cbe

Способ получения огнеупорного материала для стекловаренных печей

Способ получения огнеупорного материала для стекловаренных печей может найти применение в стекловаренной промышленности при изготовлении изделий, контактирующих с расплавом стекла. Поверхность бадделеитокорундового огнеупорного материала оплавляют потоком низкотемпературной плазмы температурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563531
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.10.2015
№216.013.83a7

Способ получения кремнеземистого расплава для кварцевой керамики

Изобретение относится к способу получения кремнеземистого расплава для кварцевой керамики. Технический результат - получение химически однородного кремнеземистого расплава при низких энергозатратах. Весь объем водоохлаждаемой плавильной печи заполняют кварцевым песком. В зоне плавления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565306
Дата охранного документа: 20.10.2015
12.01.2017
№217.015.5903

Способ получения нанопорошка диоксида кремния

Изобретение относится к области плазменной технологии получения диоксида кремния. Исходным сырьем для получения нанопорошка диоксида кремния служит силикатное сырье с содержанием диоксида кремния не менее 70% и дисперсностью не более 2 мм. Сырье вводят в плазменный реактор сбоку. Температуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588208
Дата охранного документа: 27.06.2016
+ добавить свой РИД