ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ

Предполагаемая полезная модель относится к устройству по производству защитного средства для древесины и может быть использована в деревообрабатывающей промышленности и в других отраслях строительства.
Известно устройство типа ротор-статор для перемешивания как минимум двух компонентов, один из которых является жидкостью. (Патент ФРГ №372017, кл. В01F 7/32, опуб. 25.08.83). Устройство включает в себя корпус и расположенную в корпусе мешалку, состоящую из высокоскоростного ротора, приводимого в движение валом, и статора, которые снабжены расположенными на концентрических окружностях зубцами, образующими при вращении режущие измельчающие щели.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает разбивку частиц до диаметра 0,01-0,02 мм (в известном 2-5 мм), при этом легкие и тяжелые фракции не участвуют в повторных операциях размельчения.
Известно устройство для получения тонкой дисперсии (патент ФРГ №3313921, кл. В01F 3/08, опубл. 08.06.83), состоящее из диспергирующей машины, снабженной одной парой зубчатых венцов ротора-статора, к которому подключен питающий нагнетательный насос, при этом зубчатые венцы расположены на расстоянии один от другого. Пара зубчатых венцов ротора-статора имеет ширину щели от 0,05 мм до 0,6 мм и длину щели от 0,5 мм до 1 мм и снабжена приводом, имеющим число оборотов вращения, соответствующее скорости вращения ротора. Зубчатый венец ротора, расположенный внутри зубчатого венца статора, изготовлен из прочного к истиранию искусственного материала.
Однако указанное устройство обладает, следующими недостатками:
1. Невозможность диспергирования густых суспензий, широко используемых в отраслях промышленности, т.к. в процессе диспергирования при высокой скорости вращения ротора под действием центробежных сил масса дисперсии создает высокое давление на шайбу ротора, приводящее к знакопеременным нагрузкам, которые могут вызвать геометрические изменения конфигурации шайбы, что в свою очередь может привести к заклиниванию и поломке устройства.
2. Относительно низкая производительность, обусловленная малой площадью истирающей поверхности зубчатых венцов, размер которых ограничен параметрами установочной щели.
Известно устройство для диспергирования материалов (патент №2411083 опубл. 10.02.2011) путем воздействия на них в емкости с жидкостью серией электрогидравлических ударов. Диспергируемый материал с жидкостью помещают в верхнюю часть емкости, разделенной эластичной мембраной, а в нижнюю - электропроводящую жидкость, в которой помещают электроды. Отбор суспензии осуществляют импульсно, после электроразряда. В качестве инертных материалов к жидкости используют негорючую жидкость, а в качестве электропроводящей жидкости могут использовать воду. Верхняя часть емкости для диспергирования снабжена трубкой для получения диспергируемой жидкости и трубкой, установленной подвижно относительно мембраны по высоте для отвода суспензии готового порошка. Нижняя часть емкости имеет дно, выполненное полусферическим, в фокусе которого расположены электроды - источники электроразрядов устройства для диспергирования. Емкость может быть выполнена в виде стакана цилиндрической формы, а мембрана - из маслобензостойкой резины. Источник электроразрядов может быть установлен вне емкости.
Данное устройство обладает следующими недостатками:
1. Не обеспечивает однородности состава.
2. Относительно сложная конструкция.
3. Не обеспечивает необходимого уровня диспергирования частиц.
4. Производится только диспергирование тяжелой фракции состава.
5. Не происходит эмульгирование «шариков» одной жидкости, растворимой в другой.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является универсальное устройство для диспергирования и эмульгирования растворов, включающее бак, соединенный через насос с диспергатором, гидродинамический излучатель, который совместно с диспергатором и подающим насосом образуют замкнутый контур. Гидродинамический излучатель установлен в диспергаторе и имеет широкий спектр частот. Частоту излучателя регулируют таким образом, чтобы обеспечить условие резонанса с собственной частотой частиц раствора (см. RU №54815, B01F 3/10, B01F 3/12, 27.07.2006).
Однако в известном устройстве нет предварительной подготовки исходных компонентов к диспергированию, из-за чего недостаточно высокое качество измельчения.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эффективности измельчения и улучшение качества защитного средства для древесины.
Указанный технический результат достигается тем, что в линии по производству средств защиты древесины, включающей емкость для исходных компонентов, диспергатор, в котором установлен гидродинамический излучатель, согласно полезной модели линия дополнительно содержит смесительное устройство с лопастями, соединенное с измельчителем типа ротор-статор, который через систему трубопроводов и вентилей соединен с диспергатором и смесительным устройством, причем с последним образует замкнутый контур.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие новых конструктивных элементов и новых связей, а именно наличие смесительного устройства с лопастями, измельчителя типа ротор-статор, связь смеситель - измельчитель - смеситель.
Смесительное устройство с лопастями обеспечивает качественное смешение смеси. При измельчении смеси в измельчителе типа ротор-статор достигается размер частиц компонентов от 1 до 2 мм, обеспечивается однородность состава. В замкнутом контуре смеситель - измельчитель - смеситель недостаточно измельченная смесь вновь смешивается и измельчается, в результате чего повышается эффективность измельчения и, как следствие, улучшение качества защитного средства.
В предлагаемой полезной модели осуществляют такие процессы как смешивание, дробление, диспергирование, эмульгирование. Диспергирование и эмульгирование после эффективного смешивания и измельчения твердых или вязких компонентов, в заявляемой линии приводит к высокодисперсному и однородному составу средства, что повышает его качество.
Измельчение частиц средства до размеров 0,01-0,02 мм (чем меньше размеры частиц состава, тем он устойчив), достигается диспергированием и эмульгированием с помощью гидродинамического излучателя независимо от плотности компонентов (легкая фракция всплывает, а тяжелая фракция остается в нижней части состава).
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает качественное смешение и качественное дробление состава, легкие и тяжелые фракции участвуют в повторных операциях, обеспечивает однородность состава, производит диспергирование и эмульгирование тяжелых и легких фракций состава, обеспечивает диспергирование частиц до размеров 0,01-0,02 мм.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где схематически изображена линия. Линия по производству средств защиты древесины содержит емкость 1 для исходных компонентов и растворителя, выполненную из коррозийностойкого материала. Емкость 1 соединена со смесительным устройством 2 для размешивания исходных компонентов и растворителя, рабочий орган которого выполнен из лопастей 3, приводимых в движение электродвигателем 4. Смесительное устройство 2 через трубопровод с вентилем 5 соединен с измельчителем 6, рабочий орган которого выполнен из статора 7 и ротора 8 с зубчатыми венцами. Ротор 8 соединен с электродвигателем 9. Измельчитель 6 через трубопровод и вентили 10, 11 соединен с диспергатором 12, в котором установлен гидродинамический излучатель 13. Диспергатор 12 снабжен трубопроводом с вентилями 14, 15, 16 и насосом 17. Измельчитель 6 через трубопровод и вентили 10, 18 и насос 19 соединен со смесительным устройством 2, образуя замкнутый контур.
Заявляемая линия работает следующим образом.
Первый этап работы. Компонент №1, например глина, и компонент №2, например известь, и растворитель, например вода, из емкости 1 подают в смесительное устройство 2, где смесь перемешивается лопастями 3, приводимыми в движение электродвигателем 4, при закрытом вентиле 5.
Второй этап работы. Открыв вентиль 5, смешанная масса поступает в измельчитель 6, где происходит измельчение состава с помощью статора 7 и ротора 8, приводимого в действие электродвигателем 9, при закрытом вентиле 10. После измельчения открыв вентиль 10 и вентиль 18 масса, с помощью насоса 19 поступает в смеситель 2. Состав снова перемешивается, а затем измельчается в измельчителе 6, при закрытом вентиле 10. Для достижения эффективного смешения и измельчения процесс повторяется несколько раз путем прохождения через смеситель 2 и через измельчитель 6.
Третий этап работы. При закрытом вентиле 18, открываются вентили 10 и 11, состав с размерами частиц 1-2 мм поступает в диспергатор 12, где диспергируется гидродинамическим излучателем 13 на мельчайшие частицы. Гидродинамический излучатель 13 имеет вихревую камеру, от объема которой зависит частота гидродинамического излучателя. Так с увеличением объема вихревой камеры уменьшается частота акустической волны, излучаемая гидродинамическим излучателем. Частоту излучателя 13 регулируют таким образом, чтобы обеспечить условие резонанса с собственной частотой частиц состава для диспергирования. Гидродинамический излучатель 13 имеет возможность за счет вариации объема регулировать наиболее вероятную частоту от 5 до 30 кГц (в этом диапазоне находятся собственные частоты включений состава для диспергирования). Для диспергирования тяжелая фракция состава, осевшая на дно диспергатора 12, при открытом вентиле 14 и закрытых вентилях 15 и 16 с помощью насоса 17 поступает обратно в диспергатор 12, где снова диспергируется для эмульгирования легких фракций. Закрыв вентиль 14 и 16, открыв вентиль 15, всплывшая легкая фракция раствора с помощью насоса 17 поступает обратно в диспергатор 12, где снова диспергируется. Получив высокодисперсную эмульсию, готовый состав выходит через вентиль 16.
Предлагаемое устройство позволяет не только снизить энергозатраты на процесс измельчения по сравнению с известными устройствами, но и позволяет высокоэффективно измельчать твердые материалы.