Способ получения микросфер

Способ получения микросфер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии производства микросфер из стекла и позволяет повысить однородность вырабатываемой продукции путем увеличения содержания воздуха в горячей смеси. С целью повышения качества готовой продукции за счет получения однородных по плотности микросфер газовоздушная смесь, содержащая до 60% необходимого для горения воздуха, подается в кольцевую камеру 1, проходит через пористую стенку 2 и сгорает , образуя кольцевую струю 3, Дополнительный воздух 5 подогревается в пористой стенке 6 за счет излученной на эту стенку теплоты горящей смеси. Внутрь струи 3 подается газовоздушная смесь двумя потоками: транспортирующей струей 7, несущей взвешенные частицы микропорошка, и до полнительной струей 8, выходящей через решетку 9 и образующей поток 10 продуктов сгорания. Для одновременного воспламенения всей смеси поперек струи 7 направлено несколько пересекающихся факелов г1 из камер сгорания 12. Равномерное температурное поле потока продуктов сгорания, содержащего частицы микропорошка, обеспечивает одинаковые условия термообработки всех частиц. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ро С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (ч)5 С 03 В 19/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

803 ат щер пи+И%

Роздуп

А

Розог

Inn %) 11

/по% о ка

/аз+ 100% ) микропоВОЗдука + I роищ (21) 4702422/33 (22) 07,06.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Институт технической теплофизики АН

УССР (72) В. Г. Носач, П, П. Полевой, В. Ф. Занемонец и В. И. Родионов (53) 666.1.053(088.8) (56) Заявка Великобритании M 2121782, кл. С 03 В 19/10, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР (57) Изобретение относится к технологии производства микросфер из стекла и позволяет повысить однородность вырабатываемой продукции путем увеличения содержания воздуха в горячей смеси, С целью повышения качества готовой продукции за счет получения однородных по плотности микросфер газовоздушная смесь, „„Б0„„1689311 Al содержащая до 607; необходимого для горения воздуха, подается в кольцевую камеру

1, проходит через пористую стенку 2 и сгорает,.образуя кольцевую струю 3. Дополнительный воздух 5 подогревается в пористой стенке б за счет излученной на зту стенку теплоты горящей смеси. Внутрь струи 3 подается газовоздушная смесь двумя потоками: транспортирующей струей 7, несущей взвешенные частицы микропорошка, и до полнительной струей 8, выходящей через решетку 9 и образующей поток 10 продуктов сгорания. Для одновременного воспламенения всей смеси поперек струи 7 направлено несколько пересекающихся факелов 11 из камер сгорания 12. Равномерное температурное поле потока продуктов сгорания, содержащего частицы микропорошка, обеспечивает одинаковые условия термообработки всех частиц, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1689311

И эобрРтение о Нос 1тсл к !роиэвод(:тв / те-!лоиэоллцио! Ных строительных матеp !43/I G B, а To I HE 6 K cfl oc066/4 rio/I gl6 Hvlff микросфер иэ стекла термообработкой микропорошков В струях высоко.гемпературного r33à.

Целью иэоб(эетен!ля является повышение качества готовой продукции эа счет получения однородных по плотности микросфер.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения млкоосфер путем микропооош ха В трансг!Ортируюв/у!о cTp) fo Гаэовоэдушной смес !, движушейся со скоростью, п ревы ша.ощей скорость распространения пламени, в кольцеву/с! Горелку, осуществляют подачу !:Табилизирун)гцей дополнительной газовоздушной смеси в проме>квиток между ксльцевой и тран:,портирующей струями, г!ричем дополнительную смесь пода!от через решетку со средней скоростью, меньшей, чем скорость распространения пламени, сжигают ее на поверхносги решетки, а продукты сгорания смешивс!ют с TpBHcrfoрт!лрующей струеЙ.

При этом ГВЗОВОэд!/шную смРсь в кОльцевую горелку подают поперек оси транспортиру!Ощей струи через решету, Кроме тогс,, дополнительно вводят rioдогреть!й Воздух в ràçову!о смесь кольцеьой горелки и подают между кольцевой струей гаэовоздушной смеси кольцевой горелки и

ПОТОКОМ ДОПОЛНИ!ЕЛЬНСЙ СМЕСИ.

Вариантом образования кольцевой струи явл1!ется такой, КОГда часть Гязовоэдушкой смеси кольцевой гооелки продувак>т через транспортиоу!ощу>о струю.

Спс!соб rlo cH IBTcB чертежом, где А— подвод газообразны:; компонентов для оораЗОвания кольцевс и струи; В ПОДВОД

Взвеси микропорошка в гаэовоэдушной смеси; С вЂ” дополнительный подвод стабилизирующей газовоэдушной смеси, При реал!43ации спосОоа Гаэоеоздушíà;, смесь, содержащая до 60О/ j а - 0,6! необходимогс длл горенлл воздуха, подаетсл в кольцевую распредели гельную камеру

1„проходит через пористую стенку кольцевой горелки 2 и сгорает, образуя струю Э.

Для полного Выгорания топлива в г!эовоздушнОЙ смеси 4 необходима добавка воздуха, ксгторый подается с двух сторон: с

Внутренней стороны ВОЗДух 5, подог реты!4 в пористой cT8HI<8 6 3

СТВНКУ! Т6ПЛОТЫ ГС!РЯ Щ6Й СМВСИ, И аТМGCCPGP" ный воздух из окру:ка слцего пространства, За счет подвода воздуха к смеси двух сторон происходит более интенсивное Выгорание топлива В кольцевой струе 3, в сольшей части которой температура соответствует

25 ) 0 ч5

40 д5

55 заданному температурному )ровню термообработки, Внутрь струи Э подается гаэовоздушная смесь стехиометрического состава двумя потоками: транспортируюгцал струя 7, кесущая взвешенные частицы микропорошка и поэтому имеющая скорость значительно большую, чем скорость распространения пламени и дополнительная гаэовоздушная струя 8, выходящая через решетку 9. Расход струи 8 поддерживаетсл таким, чтобы средняя скорость ее движения на выходе иэ решетки 9 была меньше скорости распространения пламени, что обеспечивает устойчивое горение смеси нв поверхности решетки 9. В то же Время местная скорость выхода смеси из отверстий решетки превышает скорость распространения пламени, что препятствует проскоку пламени через отверстия решетки 9. Пото:< 10 продуктов сгорания дополнительной смеси движется параллельно струе 7. но с меньшей скоростью, что приводит к перемешиванию и воспламенению струи 7, Интенсивность выгорания смеси в струе 7 повышена эа счет

66 стехиометрического состава, однако иэза того, что скорость движения этой струи больше скорости распрсстэакения пламени, проскок пламени исключен. Вместе с тем, поскольку горение с руи 7 развивается от поверхности к центру, может возникнуть. особенно при больших погеречных размерах струи 7, цен гральная зона негорящей см ..и, име:ощая пониженную температуру.

Для воспламенения смеси В этой зоне в нее направлено нескольKci пересека!Ощихся фаK6/lGB 11, истекающих с повышенной скоростью из небольших камер сгорания 12, ВЫПОЛНВНН blÕ В ВИД8 ЦИЛИНДРИЧ6СКИХ ПОЛО стей в пористой станка кольцевой горелки 2.

Этим достигается воспламенение смеси В струе 7 1очти одновременно по всему сечению струи, в результате чего ",G сему сечению температура прод>./кгов сгорания соответствует задан ному температурному уровню термообработки микропорошка, При пог!адани некоторых частиц в кольцевую струю Э термообработка ке ухудшаетсл, так как температура газов в струях 3 и 7 одинаковы, Высокая интенсивность сжигания смеси, создающая равномерное температурное поле г",о Всем сечениям потока высокотемпературных газов, содержащих частицы микропорошка, обеспечивает одинаковые условия термообработки Всех частиц и повышаетт однородность получаемой и родукЦИИ, При небольших поперечных размерах транспортиру!Ощей струи необходимость в

1689311 организации факелов 11 отпадает, следовательно, возможен также вариант подачи транспортирующей смеси не одной струей, а несколькими струями малого диамегра, распределенными внутри общего потока 5 дополнительной смеси, Пример 1. По предлагаемому способу производилась термообработка стеклянного микропорошка в процессе получения микросфео, Кольцевой горелкой подавалась 10 смесь природного газа в количестве 3,1 з нм"/ч и воздуха в количестве :5 м /ч

{ а =-0,54), чеоез пористую стенку диаметром

200 мм и высотой 100 мм, Дополнительно подавался воздух в количестве 6,9 м /ч 15 з (507ь от необходимого для дожигания смеси) через такую же пористую стенку, в которой подогревался до 350 С. Микропорошок подавался через 57 трубок диаметром 4 мм, равномерно распределенных по площади решетки с шагом 20 мм. Расход т1занспортирующего воздуха составлял 15 м /ч, расход газа в транспортирующей смеси 1,5 м /ч з (а =1,04), Скорость выхода смеси из трубок составляла 6,4 м/с. Дополнительная смесь подавалась через решетку площадью 0,03 м, расход воздуха в смеси составлял 28 м /ч, расход газа 2,8 м /ч (o:=1,04). Средняя скорость выхода смеси над решеткой при этом была равна 0,28 м/с, что меньше скорости распространения пламени в стехиометрической смеси природного газа с воздухом (0,33 м/c). При пористости решетки, выполненной из пористой зернистой керамики, равной 0,4, местная скорость выхода смеси из отверстий решетки составляла 0,7 м/с, что предотвращало проскок пламени через решетку.

Температура газового потока, состоящего из продуктов сгорания кольцевой, дополнительной и транспортирующих струй, измеренная на расстоянии 80 мм от среза пористого кольцевого канала, составляла без подачи микропорошка 1550 + 20 С.

При подаче микропорошка в количестве 10 кг/ч получены микросферы диаметром 80—

160 мкм, Отбор проб из разных зон потока показал, что микросферы, получаемые по данному способу, во всех зонах обладают практически одинаковой плотностью.

Пример 2. В отличие от предыдущего примера транспортирующая смесь того же количества и состава подавалась одной струей диаметром 50 мм со скоростью 2,3 м/с. Расход дополнительной смеси„подава20

55 емой через решетку площадью 0,006 м со

2 средней скоростью 0,3 м/с составлял по компонентам: воздуха — 6 м /ч, природного э газа — 0,6 м /ч (а =1,04), Газовоэдушная смесь через кольцевую горелку диаметром

150 мм подавалась в количестве по компонентам: воздуха — 29,4 м /ч, газа — 1,51 м /ч з э (a =0,6), из них около 70;ь шло на формирование кольцевой струи и 30 сжигалось в четырех камерах сгорания диаметром 10 мм, выполненных в виде углублений в кольцевой пористой стенке. Образовавшиеся факелы в выходном сечении имели скорость

25 м/с и проникали до оси транспортирующей струи, осуществляя по пути воспламенение по всему объему газовой струи, Измерения температур и составов продуктов сгорания показало, что на расстоянии 80 мм от среза кольцевой горелки по всему сечению газового потока наблюдается равномерная температура. Это позволило производить качественные микросферы при укороченной длине рабочей эоны и уменьшить габариты установки.

Изобретение позволяет увеличить производительность однородных по плотности стеклянных микросфер, являющихся высо коэффективным теплоизоляционным материалом, и снизить их себестоимость за счет повышения выхода годной продукции.

Формула изобретения

1, Способ получения микросфер путем подачи по центру кольцевой газовой струи микропорошка с помощью транспортируюгцей струи газовоэдушной смеси, движущейся со скоростью, превышающей скорость распространения пламени, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества готовой продукции эа счет получения однородных по плотности микросфер, осуществляют подачу стабилизирующей дополнительной газовоздушной смеси в промежуток между кольцевой и транспортирующей струями со средней скоростью, меньшей, чем скорость распространения пламени.

2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что гаэовоэдушную смесь подают поперек оси транспортирующей струи.

3. Способ по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что дополнительно вводят подогретый воздух между кольцевой струей и потоком дополнительной стабилиэирующей-::: смеси.