УСТРОЙСТВО ДЛЯ "ХОЛОДНОГО" СМЕШИВАНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области получения смазочных материалов, а именно к устройству для инициации кавитации и возникновения процесса «холодного» смешивания базовых масел и присадок для получения смазочных материалов - товарных масел и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство для смешивания масел, раскрытое в WO 2008/016937 А2, опубл. 07.02.2008. Известное устройство содержит средства подачи масла и жидкости в накопительную емкость, насос для перекачивания масла и жидкости, кавитационную колону и сливной канал для вывода полученного смешенного масла.
Недостатком известного устройство является то, что устройство смешивает готовые продукты между собой, но неспособно смешивать базовое сырье и пакеты присадок с целью получения готовых смазочных материалов (технических масел) и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Так же очевидным недостатком является то, что данное устройство способно осуществлять смешивания исключительно при высокой температуре, т.е. компоненты необходимо предварительно разогреть до +60С.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является устройство для приготовления жидких смесей, раскрытое в RU 131310 U1, опубл. 20.08.2013. Устройство, раскрытое в наиболее близком аналоге, содержит корпус, внутри которого перпендикулярно потоку среды размещены пластины с отверстиями, при этом эквивалентный диаметр отверстий в каждой последующей по ходу потока пластине меньше, чем в предыдущей. При этом за последней по ходу потока пластиной установлена дополнительная пластина, выполненная из твердого пористого материала.
Недостатком наиболее близкого аналога является осуществление процесса кавитации при нагреве смеси для смешивания и невозможность смешивания сложных компонентов для получения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Явным отличием является отсутствие плоскостных каналов, и так же совмещение в решении плоскостных и цилиндрических каналов, что позволяет получать высокий уровень смешивания. Так же очевидным отличием является то, что модуль для «холодного» смешивания находится/расположен внутри емкости (Устройство для «холодного» смешивания), что так же позволяет получать более высокий уровень гомогенизации.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей заявленной полезной модели является разработка устройства для «холодного» смешивания смазочных материалов, обеспечивающего высокое качество гомогенизации смеси при температуре смешивания компонентов 20-30°С.
Техническим результатом полезной модели является повышение однородности гомогенизации, дисперсности и снижение энергозатрат при смешивании базовых масел и различных пакетов присадок.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для «холодного» смешивания смазочных материалов содержит емкость, внутри которой расположен модуль «холодного» смешивания, содержащий корпус, узел ввода смешиваемых компонентов, узел вывода смешиваемых компонентов, при этом в корпусе последовательно расположены, по крайней мере, два цельнометаллических блока, содержащие сквозные цилиндрические и плоскостные каналы, причем между смежными блоками расположена зона активного смешивания, а емкость и модуль «холодного» смешивания соединены между собой трубопроводом, один конец которого соединен с нижней частью емкости, а другой - с узлов ввода смешиваемых компонентов.
В каждом блоке расположены четыре плоскостных канала, в которых предусмотрено сужение по высоте канала от начала канала по его длине, соответствующее % длины канала.
Плоскостные каналы в каждом блоке расположены равномерно друг относительно друга на расстоянии 5-7 мм от края блока.
Цилиндрические каналы в каждом блоке расположены равномерно относительно друг друга внутри периметра, образованного плоскостными каналами.
Цилиндрические каналы выполнены с постоянным диаметром.
В первом блоке выполнено не менее четырех цилиндрических каналов.
В последующих блоках выполнено на два цилиндрических каналов больше, чем в предыдущем.
В последующих блоках выполнены цилиндрические каналы, имеющие меньший диаметр, чем в предыдущем.
На входе узла ввода смешиваемых компонентов расположен датчик давления.
На выходе узла вывода готового продукта расположен вискозиметр.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полезная модель будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг. 1 - продольный разрез модуля «холодного» смешивания;
Фиг. 2 - поперечный разрез модуля «холодного» смешивания;
Фиг. 3 - Устройство для «холодного» смешивания.
1 - цельнометаллический блок; 2 - плоскостной канал; 3 - цилиндрический канал; 4 - зона активного смешивания; 5 - узел ввода смешиваемых компонентов; 6 - узел вывода смешиваемых компонентов; 7 - датчик давления; 8 - вискозиметр; 9 - модуль холодного смешивания; 10 - емкость; 11 - насос; 12 - тензометрический датчик, 13 -трубопровод
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Устройство для «холодного» смешивания смазочных материалов содержит емкость (10), внутри которой расположен модуль (9) «холодного» смешивания, содержащий корпус, узел (5) ввода смешиваемых компонентов, узел (6) вывода смешиваемых компонентов, при этом в корпусе последовательно расположены, по крайней мере, два цельнометаллических блока (1), содержащие сквозные цилиндрические (3) и плоскостные (2) каналы, причем между смежными блоками (1) расположена зона (4) активного смешивания (кавитационная камера), а емкость (10) и модуль (9) «холодного» смешивания соединены между собой трубопроводом (13), один конец которого соединен с нижней частью емкости (10), а другой - с узлом (5) ввода смешиваемых компонентов.
В каждом блоке (1) расположены четыре плоскостных канала (2), в которых предусмотрено сужение по высоте канала (2) от начала канала (2) по его длине, соответствующее  длины канала. Плоскостные каналы выполнены прямоугольной или овальной формы, ширина которых составляет 7-10 мм, высота - 1,5-5 мм. При этом от начала канала до  его длине предусмотрено сужение (уменьшение высоты канала), после сужения канал расширяется до конца его длины (до высоты соответствующей в начале канала), при этом в сужении на длине канала соответствующего  его длины, высота канала составляет 0,5-4 мм
Плоскостные каналы (2) в каждом блоке (1) расположены равномерно друг относительно друга на расстоянии 5-7 мм от края блока (1).
Цилиндрические каналы (3) в каждом блоке (1) расположены равномерно относительно друг друга внутри периметра, образованного плоскостными каналами (2).
Цилиндрические каналы (3) выполнены с постоянным диаметром.
В первом блоке (1) выполнено не менее четырех цилиндрических каналов (3), предпочтительно не менее восьми четырех цилиндрических каналов (3). Максимально в первом блоке (1) выполнено не менее десяти цилиндрических каналов (3). Диаметр цилиндрических каналов (3) в первом блоке составляет 1,5-1,7 мм.
В последующих блоках (1) выполнено на два цилиндрических канала (3) больше, чем в предыдущем.
В последующих блоках (1) выполнены цилиндрические каналы (3), имеющие меньший диаметр, чем в предыдущем. В последующих блоках (1) диаметр цилиндрических каналов (3) уменьшается на 0,2-0,25 мм от предыдущего блока (1).
На входе узла (5) ввода смешиваемых компонентов расположен датчик давления (7).
На выходе узла (6) вывода готового продукта расположен вискозиметр (8).
Модуль (9) имеет собственный блок автоматизации и программное обеспечение.
Устройство для «холодного» смешивания смазочных материалов работает следующим образом. В емкость (10) устройство для «холодного» смешивания смазочных материалов помещают модуль (9) «холодного» смешивания, который закрепляют на конце трубопровода (13), таким образом, чтобы узел (5) ввода смешиваемых компонентов был соединен с трубопроводом (13). Другой конец трубопровода (13) соединен с нижней частью емкости (10), при этом в трубопроводе расположен насос (11). После чего осуществляют заполнение емкости компонентов для смешивания, содержащих в соответствующих количествах (см. таблицу 1), например, два базовых масла Брайшток и SN500 и две присадки ADD1 и ADD2 PPD. После заполнения емкости на 30%, за уровень заполнения емкости (10) отслеживает тензометрический датчик (12), программное обеспечение запускает работу модуля (9) «холодного» смешивания в режиме предварительного смешивания, при котором включается насос, который работает на 50% от максимальной мощности и пропускает через модуль (9) «холодного» смешивания компоненты в течение 10-15 мин при температуре 20-30°С для равномерного распределения присадок по всему объему базовых масел. В данном режиме программное обеспечение контролирует работу частотных преобразователей в диапазоне 0-30 Гц для управления частотой вращения двигателя насоса (11).
После заполнения емкости (10) всех компонентов в нужном объеме тензометрический датчик (12) подает сигнал об окончании загрузки и программное обеспечение переключает работу модуля (9) «холодного» смешивания в режиме основного смешивания, при котором увеличивается скорость подачи потока компонентов и давление в зонах (4) активного смешивания в модуле (9) «холодного» смешивания. При работе модуля (9) «холодного» смешивания в режиме основного смешивания насос подает компоненты трубопроводу (13) на вход узел (5) ввода смешиваемых компонентов модуля (9) «холодного» смешивания, далее поток компонентов с большой скоростью проходя по цилиндрическим (3) и плоскостным (2) каналам попадают в зону (4) активного смешивания (кавитационную камеру) в которой происходит охлопывание миллиардов пузырьков, приводящее к образованию множества микровзрывов, способных на молекулярном уровне смешивать органические комплексы. После зоны (4) активного смешивания поток компонентов с большой скоростью проходя по цилиндрическим (3) и плоскостным (2) каналам выходит через выход узел (6) вывода смешиваемых компонентов модуля (9) «холодного» смешивания и попадает обратно в емкость (10). Таким образом, процесс смешивания компонентов происходит по замкнутому контуру: емкость (10) - модуль (9) «холодного» смешивания до тех пор пока датчик вискозиметра не подаст сигнал об однородности смеси и стабилизации показателей вязкости. После окончания режима основного смешивания программное обеспечение автоматически останавливает насос (11) и готовый продукт перекачивается в емкость для хранения или сразу подается на линию фасовки готовой продукции, либо производится отбор пробы для анализа. Для обеспечения нужной скорости потока и необходимого давления в зонах (4) активного смешивания программное обеспечение корректирует настройки частотных преобразователей в диапазоне 0-50 Гц для управления частотой вращения двигателя насоса (11). Датчик давления и вискозиметр, позволяют программному обеспечению отслеживать необходимые сигналы и регулировать частоту вращения двигателя насоса создавая необходимую скорость потока жидкости для обеспечения эффективного процесса «холодного» смешивания.
Наличие цилиндрических (3) и плоскостных (2) каналов в представленном исполнении позволяют дополнительно усилить скорость потока внутри модуля, что обеспечивает создание необходимых условий для эффективного смешивания компонентов в активных зонах и достижения высокого уровня гомогенности смеси за короткий период времени и без дополнительного подогрева.
Наличие зон (4) активного смешивания в совокупности с расположением модуля (9) для «холодного» смешивания внутри емкости, позволяют повысить дисперсность, эффективность процессов смешивания и гомогенизации компонентов при температурах 20-30°, что позволят также снизить энергозатраты.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить однородность гомогенизации компонентов при смешивании, дисперсность и снизить энергозатраты при смешивании базовых масел и различных пакетов присадок.
Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие ее сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой полезной модели.