Конусообразная насадка для концентрации акустической энергии

(51) 06 3/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ металлургической промышленности,преимущественно в трубчатых печах, например, для диспергирования жидкого топлива и рудных пульп. Конусообразная насадка,используемая совместно с газоструйным акустическим диспергатором для концентрации акустической энергии, имеющая образующую в виде прямой линии,экспоненты или параболы с цилиндрическими выступами со стороны основания и вершины, отличается тем, что цилиндрический выступ со стороны вершины выполнен в виде системы раздвижных трубок. Техническим результатом изобретения является повышение интенсивности диспергирования.(72) Найманбаев Мадали Абдуалиевич Зейфман Валентин Маркович Тусупбаев Несипбай Куандыкович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) КОНУСООБРАЗНАЯ НАСАДКА ДЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ(57) Изобретение относится к устройствам для концентрации акустической энергии и может быть использовано в энергетической, химической и Изобретение относится к устройствам для концентрации акустической энергии и может быть использовано в энергетической, химической и металлургической промышленности,преимущественно в трубчатых печах, например для диспергирования жидкого топлива и рудных пульп. Известен способ концентрации акустической(ультразвуковой) энергии,используемый в металлургии для обработки металлических деталей,согласно которому применяется конусообразная насадка, упирающаяся основанием в излучатель, а верхним срезом в участок слитка или детали,подлежащей обработке ультразвуком и имеющая образующую в виде прямой линии, экспоненты или параболы, с углом конусности не более 15. При этом торцы конусообразной насадки выполнены в виде цилиндров (авторское свидетельство СССР 85193, Кл. В 06 ВЗ/00, 01.01.1950). Данная конусообразная насадка используется совместно с излучателем акустической энергии от магнитострикционного преобразователя и представляет собой волноводный резонансный акустический концентратор, рассчитываемый на определенную длину звуковой волны и соответствующую ей частоту излучения. При необходимости концентрации акустической энергии, излучаемой с другой частотой, требуется расчет и изготовление нового концентратора, что является недостатком конструкции. Для диспергирования жидкого топлива и рудных пульп используются газоструйные акустические диспергаторы, работающие в широком диапазоне частот. Использование известной насадки с газоструйным акустическим диспергатором для концентрации акустической энергии не обеспечивает достаточно высокую интенсивность диспергирования. Задачей предлагаемого изобретения является использование конусообразной насадки для концентрации акустической энергии при акустической обработке дисперсных материалов жидкого топлива и рудных пульп. Эффективность акустической обработки дисперсных материалов пучком акустической энергии достигается путем использования насадки совместно с газоструйным акустическим диспергатором. При этом обеспечивается возможность не только регулируемого акустического,но и аэродинамического воздействия на диспергуемый материал. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение интенсивности диспергирования при акустической обработке дисперсных материалов. Это обеспечивается тем, что при использовании конусообразной насадки совместно с газоструйным акустическим диспергатором для концентрации акустической энергии,насадка,имеющая образующую в виде прямой линии, экспоненты или параболы с цилиндрическими выступами со стороны основания и вершины, отличается тем, что цилиндрический выступ со стороны вершины выполнен в виде системы раздвижных трубок. На фиг.1 схематически показан общий вид конусообразной насадки для концентрации акустической энергии, используемой совместно с газоструйным акустическим диспергатором 1,продольный разрез. Конусообразная насадка для концентрации акустической энергии содержит со стороны основания цилиндрический выступ 2 диаметром 1 переходный участок 3 с образующей в виде прямой линии, экспоненты или параболы с углом конусности а и цилиндрический выступ диаметром 2 со стороны вершины, выполненный в виде системы раздвижных трубок 4. Конусообразная насадка для концентрации акустической энергии работает следующим образом. Дисперсная смесь, образованная газоструйным акустическим диспергатором 1, под действием аэродинамических сил поступает в конусообразную насадку со стороны цилиндрического выступа 2 с колебаниями в широком диапазоне частот,включающем и дискретные частоты, необходимые для технологических целей, например, для более тонкого измельчения минеральных частиц. Чтобы усилить колебания дисперсных частиц на дискретной частоте,форму образующей переходного участка 3 предварительно выбирают из расчета близости частоты собственных колебаний воздушной полости конусообразной насадки к этой частоте. При установившемся режиме истечения дисперсной смеси из газоструйного акустического диспергатора перемещением раздвижных трубок 4 окончательно устанавливают длину звуковой волны,соответствующую необходимой дискретной частоте. При этом звуковое давление, передаваемое от газоструйного акустического диспергатора,перераспределяется пропорционально соотношению диаметров 1/2 и увеличивается к выходу из насадки, обеспечивая необходимый уровень акустического воздействия на перерабатываемый дисперсный материал для решения технологической задачи,т.е. повышения интенсивности диспергирования. Ввиду увеличения скорости движения дисперсной смеси вдоль конусообразной насадки увеличивается и уровень аэродинамического воздействия на диспергируемый материал. Придавая конусообразным насадкам разную конфигурацию образующей можно добиться значительного увеличения акустического давления определенной частоты. Пример использования конусообразной насадки для концентрации акустической энергии Трудновскрываемые оолитовые железосодержащие минералы Лисаковского месторождения подвергались измельчению газоструйным акустическим диспергатором (Предпатент РК 17067, опубл. 15.03.2006) без насадки под воздействием звукового давления 3-10-5 Па в диапазоне дискретных частот от 16 до 22 кГц,соответствующих длинам звуковых волн от 2,07 до 1,5 см. На фиг. 2 представлена микрофотография 2 шлифа оолитов до акустической обработки, а на фиг. 3 - после обработки в акустическом поле с вышеуказанными параметрами в течение 0,5 мин. Для концентрации акустической энергии на диспергатор была установлена конусообразная насадка известной конструкции (прототип) с образующей в виде прямой линии и углом конусности 15, рассчитанная на наиболее предпочтительную длину звуковой волны 1,65 см(частота 20 кГц), в результате применения которой в течение 0,5 мин было получено незначительное увеличение степени измельчения оолитов ( фиг. 4). Для повышения интенсивности акустического воздействия на перерабатываемый материал в предлагаемой конструкции насадки цилиндрический выступ со стороны вершины насадки был удлинен за счет раздвижных трубок, каждая длиной 0,8 см. При установившемся режиме истечения дисперсной среды из газоструйного акустического диспергатора перемещением раздвижных трубок была окончательно установлена необходимая длина звуковой волны 1,89 см, соответствующая дискретной частоте 17,5 кГц. На фиг. 5 представлена микрофотография шлифа оолитов после применения в течение 0,5 мин конусообразной насадки для концентрации акустической энергии, содержащей со стороны вершины систему раздвижных трубок,подтверждающая тонкое измельчение минералов за счет увеличения интенсивности диспергирования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Конусообразная насадка для концентрации акустической энергии с образующей в виде прямой линии,экспоненты или параболы и цилиндрическими выступами со стороны основания и вершины, отличающаяся тем, что при использовании насадки совместно с газоструйным акустическим диспергатором цилиндрический выступ со стороны вершины выполнен в виде системы раздвижных трубок.