Генератор аерозолю

Реферат: Винахід належить до техніки одержання твердотільно-газових дисперсних систем і може бути використаний в медицині для створення керованого лікувального мікроклімату, зокрема для галотерапії. Генератор аерозолю містить корпус у вигляді ємності циліндричної форми з плоскими торцевими стінками, в яких є впускний та випускний патрубки, розміщені коаксіально корпусу. Всередині корпусу розміщено диск, до обох сторін якого прикріплені радіальні лопатки. Диск з лопатками встановлений з можливістю обертання навколо осі корпуса і прикріплений до механізму обертання. З одного боку диска радіальні пластини прикріплені таким чином, що зовнішні торці лопаток закріплені на рівні периметра диска. З іншого боку диска прикріплені лопатки, зовнішні торці яких розміщені на віддалі 0,1-0,4 радіуса диска від його периметра. На внутрішній поверхні циліндричної частини корпуса сформовані впадини продовгуватої форми, орієнтовані паралельно осі симетрії корпуса. Використання винаходу дозволяє отримати аерозоль із заданими розмірами частинок. UA 97901 C2 (12) UA 97901 C2 UA 97901 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до техніки одержання твердотільно-газових дисперсних систем і може бути використаний в медицині для створення керованого лікувального мікроклімату, зокрема для галотерапії. Відомий пристрій для подрібнення матеріалу, який містить барабани з подрібнюваним матеріалом, які здійснюють планетарний рух [1]. Матеріал із ємності, яка обертається, під дією своєї ваги та сил інерції подається в барабани, заповнені металічними шарами, в результаті чого відбувається подрібнення матеріалу. Недоліком описаного пристрою є неконтрольованість ступеня подрібнення. Крім того, описаний пристрій може готувати лише один із компонентів аерозолю, а саме твердотільну складову. Відомий пристрій для сепарації твердотільно-газових систем, який містить корпус у вигляді циліндричної камери з плоскими торцевими стінками, вхідними та вихідними патрубками на торцевих стінках, радіальні лопатки, встановлені з можливістю закручування потоку навколо осі камери [2]. Пристрій забезпечує розділення подрібнених частинок на фракції із заданим діапазоном розмірів та мас зі зменшенням зношування стінок камери при бомбардуванні їх частинками подрібненого матеріалу. Недоліком описаного пристрою є обмеженість застосування, яка обумовлена неможливістю здійснити в одному процесі утворення аерозолю із заданими розмірами частинок матеріалу. Задачею винаходу є забезпечення отримання аерозолю із заданими розмірами частинок. Поставлена задача виконується таким чином, що генератор аерозолю, який містить корпус у вигляді циліндричної камери з плоскими торцевими стінками, одна з яких має впускний патрубок, друга - випускний, причому патрубки розміщені коаксіально корпусу, всередині корпусу вставлено радіальні лопатки, відповідно з винаходом, додатково містить диск, коаксіально встановлений всередині корпусу, радіальні лопатки прикріплені до диска по обидві сторони диска, диск з прикріпленими до нього лопатками встановлений з можливістю обертання навколо осі корпуса і прикріплений до механізму обертання, радіальні лопатки складаються з двох частин, лопатки першої частини прикріплені до однієї сторони диска таким чином, що зовнішні торці лопаток закріплені на рівні периметра диска, друга частина лопаток прикріплена до іншої сторони диска, зовнішні торці другої частини лопаток розміщені на віддалі 0,1-0,4 радіуса диска від його периметра, на внутрішній поверхні циліндричної частини корпуса сформовані впадини продовгуватої форми, орієнтовані паралельно осі симетрії корпуса. Генератор аерозолю містить також пристрій для дозованої подачі твердотільного компоненту аерозолю. При обертанні диска з радіальними лопатками на розміщений всередині камери газ діє відцентрова сила. За рахунок того, що з одного боку диска лопатки коротші, відцентрова сила, діюча на газ, в основному, повітря, по різні сторони диска різна, що обумовлює різницю тиску, і в результаті відбувається масоперенос отриманого аерозолю через вихідний отвір в зону використання аерозолю. Інтенсивність масопереносу залежить як від швидкості обертання диска з лопатками, так і від співвідношення довжин лопаток по обидві сторони диска. Твердотільний матеріал подається в порожнину камери, під дією відцентрової сили рухається до стінки камери і при зіткненні з нею подрібнюється. При цьому дрібніші частинки разом з повітрям переміщуються до вихідного отвору, а більш масивні повертаються в зону взаємодії з лопатками. Наявність в стінці корпусу камери продовгуватих впадин підвищує ефективність подрібнення матеріалу за рахунок формування турбулентних потоків. На кресленні схематично показана конструкція запропонованого генератора аерозолю. Всередині камери 1 встановлено диск 2 з валом 3. До диска 2 прикріплені довші радіальні лопатки 4 та коротші лопатки 5. Вал 3 сполучений з механізмом обертання (на кресленні не показаний). В одній з торцевих стінок камери є впускний патрубок 6, в іншій, розміщений з боку коротших лопаток, випускний патрубок 7. Порожнина камери 1 сполучена з дозатором твердотільної речовини 8, в порожнині якого розміщено вихідну речовину 9. Дозатор твердотільної речовини 8 сполучений з порожниною камери 1 патрубком 10, всередині якого встановлено шнековий механізм (на кресленні не показаний). Працює запропонований генератор таким чином. При обертанні диска 2 з лопатками 4 та 5 відбувається переміщення повітря через впускний патрубок 6 в порожнину камери 1 і випускний патрубок 7. За допомогою дозатора 8 подають вихідну речовину в порожнину камери 1, де вона подрібнюється внаслідок механічної взаємодії з лопатками та стінками камери. Дрібніші частинки виносяться потоком повітря через випускний патрубок 7 в зону використання, а більш масивні повертаються в міжлопатковий простір, де додатково подрібнюються. Розмір частинок, які виносяться за межі камери, залежить як від швидкості обертання диска з радіальними лопатками, так і від співвідношення їх розмірів. 1 UA 97901 C2 5 10 15 20 У конкретному виконанні камера генератора аерозолю виготовлена у вигляді ємності циліндричної форми з діаметром поперечного перерізу порожнини 220 мм і висотою 28 мм. Всередині камери встановлено диск діаметром 215 мм, прикріплений до валу. З одного боку до диска прикріплено 48 радіальних лопаток у вигляді прямокутних пластин шириною 12 мм, зовнішні торці яких знаходиться на рівні периметра диска, а внутрішні біля поверхні валу, з іншого боку диска закріплені аналогічні радіальні лопатки меншої довжини, в даному випадку 80 мм. Проведено випробування запропонованого генератора аерозолю, для чого в дозатор розмістили частково подрібнений кристалічний хлористий натрій з розмірами частинок 1-5 мм. За допомогою механізму здійснили обертання диска з радіальними лопатками з швидкістю 3000 об/хв, після чого з дозатора за допомогою шнекового механізму подавали хлористий натрій в порожнину камери, де він подрібнювався і через випускний патрубок направлявся у вигляді мікрокристалічних частинок в камеру галотерапії. В результаті випробувань пристроїв з різним співвідношенням довжин радіальних лопаток по обидві сторони диска експериментально встановлено, що при довжині коротших лопаток, більшій 0,9 радіуса диска, потік повітря недостатній для формування аерозолю, а при меншій 0,6 радіуса диска недостатня ефективність сепарації частинок, що призводить до розширення діапазону розмірів частинок в одержаному аерозолі. Таким чином, запропонований пристрій забезпечує одержання аерозолю з контрольованими розмірами частинок і може використовуватись в галотерапії. Джерела інформації: 1. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М: «Машиностроение», 1987. - С. 217. 2. Патент США № 4141705, опубл. 27.02.1979. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Генератор аерозолю, який містить корпус у вигляді циліндричної камери з плоскими торцевими стінками, одна з яких має впускний патрубок, друга - випускний, причому патрубки розміщені коаксіально корпусу, всередині корпусу встановлено радіальні лопатки, який відрізняється тим, що він додатково містить диск, коаксіально встановлений всередині корпусу, радіальні лопатки прикріплені до диска по обидві сторони диска, диск з прикріпленими до нього лопатками встановлений з можливістю обертання навколо осі корпуса і прикріплений до механізму обертання, радіальні лопатки складаються з двох частин, лопатки першої частини прикріплені до однієї сторони диска таким чином, що зовнішні торці лопаток закріплені на рівні периметра диска, друга частина лопаток прикріплена до іншої сторони диска, зовнішні торці другої частини лопаток розміщені на віддалі 0,1-0,4 радіуса диска від його периметра, на внутрішній поверхні циліндричної частини корпуса сформовані впадини продовгуватої форми, орієнтовані паралельно осі симетрії корпуса. 2 UA 97901 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3