Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13395
.pdf
Для равномерного распределения резины входной литник крепится к восковой модели вблизи центра, а
выходной литник соединяется с дальней конечностью, предпочтительно в самой нижней точке, и имеет
уменьшенную толщину, как показано на рис. 1. Для облегчения соединения литников с отверстиями опоки, все
входные отверстия 1,5 расположены в центре или около него, а выходное отверстие — на одном из концов
или около него.
Благодаря такому расположению литников обеспечивается удовлетворительная очистка формы, резина
равномерно распределяется и заполняет форму до того, как достигнет выходного отверстия. Таким образом,
третье отверстие в колбе становится ненужным.
Впрыскивающее устройство, само по себе являющееся предметом моей заявки № 11389/39, как показано на
рисунке 3, включает в себя сопло 82 (на конце полой пробки) 83, которое ввинчивается в верхнее отверстие
3-a стенки или крышки 20 котла и плотно входит в верхнее отверстие 33 в опоке 14, будучи таким образом
расположенным, что резина при впрыскивании не будет соприкасаться со стенками отверстия 35, и,
следовательно, будет предотвращено попадание примесей в форму. Внешняя часть пробки 83 включает в
себя корпус 84, предназначенный для размещения винтового подающего винта 85, расширенного на своем
внешнем конце и имеющего фланец 87 и шестигранное расширение 86, предназначенное для размещения
выступа 93 рукоятки 92, с помощью которой приводится в движение винт 85. На конце корпуса 84
предусмотрен штифт 94, благодаря которому при повороте рукоятки 92 на валу 86 рукоятка 92 входит в
зацепление со штифтом 94, что позволяет быстро ввинчивать или отвинчивать корпус 84 от котла.
Аналогично, выступ 933 рукоятки 92 может быть снабжен небольшим выступающим штифтом 931,
приспособленным при переворачивании рукоятки для зацепления с неглубоким углублением 95 в
сальниковом кольце 91 с целью затягивания или отвинчивания последнего, а также предусмотрен
установочный винт 91a для удержания его в нужном положении.
Между сальниковым кольцом 91 и фланцем 87 винта 85 расположен ряд шариков 88, предназначенных для
восприятия внешнего усилия указанного винта. Указанные шарики также воздействуют на фланец 87 под
непрерывным давлением, создаваемым во время впрыска, чтобы обеспечить плотное прилегание указанного
фланца к стенке корпуса и предотвратить его соприкосновение с концом футеровки. Заглушка полая и
содержит вспомогательную заглушку 38 с двумя фланцевыми концами 39 диаметром, который образует
цилиндрическое углубление в основной заглушке, и промежуточную часть 40 уменьшенного диаметра. Винт
41, установленный в основной вилке, входит в кольцевое углубление вокруг уменьшенной пластины 40, чтобы
зафиксировать вспомогательную вилку внутри этого углубления в основной вилке. Вспомогательная вилка 38
выталкивается наружу из основной вилки с помощью винта.
что ниппель 43 на выходе nu c i 1;) вспомогательной пробки удерживается в зацеплении с отверстием 33 в
колбе- 14. Внутренние пробки также могут использоваться с аппаратом, показанным на рис. 1, при условии
наличия существенного зазора в нижней части углубления или одновременного зазора между колбой и
крышкой соответственно. Когда пробки завинчиваются, когда пружина срабатывает, колба отодвигается от
внутренней стороны крышки, которая затем обволакивает колбу при ее введении из котла в углубление.
Предпочтительно, отверстия 33 имеют скошенные края снаружи 44, а ниппели 4G имеют щелевидные вырезы
под другим углом, так что соединение осуществляется рядом с внутренними выступами OL в отверстиях 33.
Следует отметить, что опорный элемент 34, несущий заглушку d8, расположен на значительном расстоянии
от отверстий в корпусе 33, чтобы предотвратить попадание трубки в соединения заглушки a.
показано на рисунке 5.
На рисунке 1 400 показано предохранительное устройство, включающее плавкий предохранитель или шайбу
h3, удерживаемую на месте полым предохранителем 70, ввинченным в крышку 20 и соединенным с
кольцевым паровым пространством 5.1 через отверстие: 638 мн.
_45 Когда пробка плавится во время вулканизации, клапан 20 закрывается, вставляется новая плавкая
пробка, и вулканизация продолжается без выпуска пара из котла. Устройство, показанное на рисунке 3,
включает нижнюю часть 71 и опрокидывающую часть 72, соединенные винтами в точке 73, при этом
предусмотрена соответствующая прокладка для обеспечения эффективного соединения. Верхняя часть 72
закрыта перегородкой 11, отлитой из цельного куска материала. Крышка 20 фиксируется в нужном положении
с помощью рычага 74, шарнирно закрепленного в точке 75 и взаимодействующего с крышкой в точке 77
посредством выступа 76, при этом рычаг затягивается с помощью винтовой рукоятки 81, взаимодействующей
с болтом 78 с головкой в точке 79, который входит в зацепление с выступом 8 на котле.
Процесс согласно изобретению осуществляется следующим образом: изготавливается восковая модель, и
зубы устанавливаются в нее в заданном порядке, при этом фиксируется полоска O0, создающая
искусственный "зуб", если это необходимо. Tfo acilitae thie adptat,,0 and the kneading into the ite'-.
промежутки между зубами t1 я ранее тщательно-все l-eaceu.- ed ortdel что розовый каучук может выдержать
давление впрыскиваемого базового каучука. Этот розовый каучук частично вспенен, когда восковая модель
была. . i i колба и воск отфильтрован) с помощью 1 подходящего ускорителя, в порошковой форме, либо
отдельно, либо с добавлением активатора, такого как оксид цинка, alS) r i порошок или, который можно
натереть на воск или на piAk riIab1 - сам по себе, перед E w..in t.
зубы. Такой потенциальный эффект может быть облегчен, если p- c a su.lable ace lera oi in Ruch, llm percentage
thlat it \vil't- nu ll rubber or cause ii tO g it j at ordinary temperatures. 90 Таким образом, модель piepnret является
sec -.
Колба, находящаяся в положении «s bsta 'fil ce' ti'l», соединена с двумя открытыми отверстиями восковыми
проволоками. To a1Ve 'u-: -n-95 on ule S orface Of tL p ta.ie latter mab- be covere v-' ?. itle p.
6
efore niodel i:- in. ile Часть rs--i3.-es и модель являются предпочтительными;' c'edlleed A 1c;3 section.
Вместо uax, Y;res --net21 spiues могут быть crla1 e.' сплющены в один.-n для удаления'-'1-m->. Один из них —
это r "i-a'. c предпочтительно на внешней задней поверхности mcoui, а другой — на или на стороне I u'riler
относительно внутреннего центра G7 указанной задней поверхности, но не на равном расстоянии от нее, как
показано на рис. 1. Литник, расположенный в центре или около центра восковой модели, используется для
впрыскивания, в то время как другой литник, расположенный дальше от центра, включает в себя выходное
отверстие. Расположение двух литников обеспечивает циркуляцию воды для удаления воска через форму до
ее вытеснения, а также заполнение формы впрыскиваемым воском до достижения выходного отверстия. При
желании, при необходимости, входной восковой патрубок может быть раздвоен, как показано на рисунке 1 (30
120), для облегчения сепсиса.
Оправу с моделью, расположенной в описанном выше положении, заполняют обычным способом гипсом,
закрывают крышкой и оставляют на некоторое время для застывания. Тем временем котел заполняется
водой, включается газовая горелка 46 или электрический нагреватель 56, и котел нагревается до тех пор, пока
манометр не покажет примерно 30 фунтов давления или 13 374 472 фунта больше, при этом все клапаны
закрыты. К этому времени штукатурка застывает, крышка котла снимается, и колба 14 вставляется в
углубление 12 и немедленно поглощает тепло от котла, так что время нагрева колбы сокращается.
При желании клапан 26 можно открыть, чтобы впустить пар или горячую воду в углубление 12 для ускорения
плавления воска, при условии, что приспособление для очистки предварительно установлено и
зафиксировано.
Расплавленный воск самотеком вытекает через выходную трубку 65, при этом шланг 62 временно отсоединен
от трубки 61. Затем шланг 62 подсоединяется к трубке 61, и открывается клапан 52, чтобы снизить давление в
котле, но при этом сохранить достаточное давление для подачи воды через форму для выдувания. После
снижения давления клапан 63 открывается, чтобы горячая вода из котла 10 могла поступать через шланг 62,
трубу G.l (верхнее сопло 57) в форму, а затем выходить через нижнее сопло 57 к выходному отверстию 65.
Подача горячей воды предпочтительно продолжается до тех пор, пока уровень воды в котле не опустится
ниже уровня канала, ведущего к клапану 63, после чего через форму подается пар, который вытесняет воду,
использованную для промывки.
На выходе клапана 63 предусмотрен фильтр из прокатанной проволочной сетки, предотвращающий
попадание примесей из котла в форму. После прохождения стеллажа клапан 63 закрывается, трубка
отсоединяется, и при желании оставшуюся воду можно выдуть. Затем клапан 52 также закрывается, и нагрев
котла продолжается до достижения температуры, соответствующей давлению от 20 до 30 фунтов. Эта
температура поддерживается в течение примерно пяти минут или более, в зависимости от ситуации, чтобы
тщательно нагреть форму и одновременно осуществить частичную вулканизацию розовой резины, если
таковая имелась. Температура и время нагрева формы могут варьироваться в зависимости от размера опоки,
но подходящей температурой нагрева для формы, в отличие от опоки, является температура ниже точки
плавления серы.
Это определяется состоянием эмульсии в экструдированной резине и на сопле инжекционного устройства
после его извлечения после проведения испытаний.
В процессе нагревания влага из насыщенной формы испаряется через отверстия, сообщающиеся с
атмосферой, и благодаря своему расположению создает сквозняк горячего воздуха. При необходимости для
дальнейшего слива воды из формы, в нее можно подавать воздух (предпочтительно горячий воздух) любым
подходящим способом.
Отверстия котла имеют такой размер по отношению к соответствующим отверстиям опоки и расположены
таким образом, что свободное сообщение отверстий с формой легко обеспечивается, и хотя в углубление
можно поместить горячую воду или пар, их нельзя насильно закачать в форму.
Из вышеизложенного видно, что форма очищается горячей водой, которая не контактировала с внешней
поверхностью опоки, и что форма надлежащим образом осушается перед инъекцией. Если клапан 26 был
открыт, он закрывается в конце операции очистки и перед операцией нагрева и слива из формы, и,
следовательно, форма остается в слитом состоянии во время следующего этапа нагрева и подачи.
Осушенная и обработанная форма теперь готова к впрыскиванию le G le tr, для чего вместо находящейся на
рассмотрении заявки № 11389132 устанавливается инъекционное приспособление, показанное на рисунке 3,
которое, в свою очередь, является предметом моей параллельно рассматриваемой заявки № 11389132 и
которое предварительно было нагрето до такой степени, чтобы позволить подающему шнеку или червяку
легко вращаться, путем размещения его сверху котла. На держатель 90C устанавливается катушка с
полосками стоматологической резины, которая подается в отверстие 84' в корпусе 84. Промежуточная
полоска 100 из целлофана или аналогичного неклейкого материала снимается левой рукой или путем
прикрепления к ней груза по мере подачи резины. Под действием шнека 85 резина 105 измельчается,
размягчается за счет молекулярного трения и в размягченном состоянии вдавливается в форму,
предотвращая деформацию формы. Поскольку впрыскивающее устройство не подвергается прямому
воздействию тепла котла 110 и не находится в рабочем положении во время ковки, становится возможным
приложить к форме гораздо более высокую температуру, чем это было бы в противном случае, что позволяет
заполнять форму резиной в более расширенном состоянии, чем раньше, и, следовательно, избегать
деформации изготовленного протеза.
Полное заполнение формы определяется моментом, когда резина начинает выдавливаться через нижнее
отверстие 33 в опоке 14, после чего впрыск резины прекращается.
Поскольку базовая резина измельчается перед заливкой в форму, во время подачи материала можно также
использовать подходящий ускоритель, который не будет влиять на вулканизацию при температуре впрыска, и
таким образом время вулканизации зубной пластины может быть сведено к минимуму. 3X44
Предпочтительно: перед использованием ускоритель наносится на резину кистью, а в случае рулонной ленты
резина разматывается, наносится ускоритель, и лента снова сворачивается, после чего она готова к
использованию.
Следует отметить, что в результате размягчения резины указанным устройством впрыск может
осуществляться при более низкой температуре, чем в случае с обычным цилиндром и поршнем.
Следующим этапом изготовления является вулканизация протеза. Это достигается путем снятия
инжекционного устройства, закрытия отверстий 33 с помощью пробок 34, 35, показанных на рисунке 4, а затем
открытия клапана 26, чтобы пар мог поступать в углубление 12. Клапан 26 открывается до того, как пробки 34
будут полностью завинчены, чтобы выпустить воздух из углубления 123, после чего пробки затягиваются,
давление увеличивается на 2-5, и вулканизация осуществляется как обычно. Перед закрытием отверстий
заглушками и открытием клапана 26 излишки резины в форме выпускаются при желаемой температуре для
обеспечения равномерной плотности резины, а также для предотвращения нежелательного сжатия резины
из-за расширения в форме во время вулканизации. По завершении вулканизации клапан 26 закрывается, а
крышка 20 снимается, чтобы можно было извлечь опоку 14.
-Процесс согласно изобретению применим к производству зубных пластин из искусственной смолы, при этом
пластина формируется путем впрыскивания и совместного прессования вещества до необходимой степени в
форму, предварительно осушенную до состояния полного высыхания, а вещество затвердевает при
необходимости путем воздействия сухого тепла на опоку, пока она находится в углублении 12. Таким
образом, полностью исключаются продувочные отверстия, как это бывает при обычном ручном заполнении
двухкомпонентной формы, поскольку отсутствует шов, через который могло бы вытекать вещество, и
отпадает необходимость в использовании больших опок.
Искусственная смола может быть также изготовлена в виде коротких полосок, если используется
вышеупомянутое инъекционное устройство № 55.
Для облегчения сушки гипса крышку опоки можно снять и установить обратно перед началом инъекции, или
же можно сделать перфорированными и крышку, и дно опоки.
Ввиду низкой температуры плавления искусственной смолы и ее склонности к растеканию, целесообразно
проводить инъекцию при такой низкой температуре, чтобы предотвратить слишком легкое растекание, а
инъекционное устройство располагается в нижнем отверстии, причем оба отверстия должны быть
одинаковыми. Предыдущее выходное отверстие становится входным, и входное отверстие смазывает
выходное, при этом верхний литник прикреплен к верхнему концу w5ax, как показано пунктирными линиями на
рисунке A, а сжатие осуществляется путем закрытия верхнего отверстия и продолжения впрыска по мере
необходимости.
При впрыскивании искусственной смолы, как показано на рисунке 03 (пример 75), отверстия в форме
закрываются для подготовки к операциям затвердевания плитки, если используется сухой нагрев, путем
завинчивания пробки 98 и надавливания на полоску 96 (примерно на 80), закрывая отверстие.
Нижняя стенка 13 углубления 1i. выполнена с выемкой 99, в которую может перемещаться нижний конец
полосы 90'. S5 Полоска 96, которая обрамляет часть стенки 32 колбы, показана на рисунке 'aM в
горизонтальном разрезе и предназначена для скольжения в канавках на указанной стенке колбы. 90
Вследствие обесцвечивания искусственной смолы пластификатором, модель перед воскованием покрывается
фольгой путем прессования и полировки. Языковую часть также можно защитить, нанеся на восковую модель
фольгу, чтобы предотвратить ее смещение; часть, обращенная к точке введения вещества, загибается вверх
и закрепляется в гипсе.
Однако, если вместо эластичной резины используется резина ii; 100, применяемая в аппарате, показанном на
рисунке 3, и необходимо подавать пар в углубление, где расположена колба для вулканизации резины, то
отверстия 33' аппарата uar Y 10,5 закрываются пробками, как показано на рисунке, вместо полосы 96.
В аппарате, упомянутом в пункте 3, клапан 52 заменен клапаном 26, управляемым пробкой 27, при этом
пробка имеет противоположное направление вращения.
Таким образом, поворачивая пробку 27 в соответствующем направлении, можно открывать и закрывать
клапан 26.
Конструкция устройства 115 (рис. 4) позволяет прессовать двухсекционную форму, и в случаях, когда
частичная засыпка резины осуществляется половинчато, завершение заполнения происходит путем
впрыскивания.
Две половины формы, упакованные вручную (120), вставляются в аппарат и спрессовываются вместе (b)
путем затягивания крышки 20 с помощью стяжных гаек 23), при этом давление передается от крышки 20 к
верхней половине (125) колбы посредством пружин 24, размещенных в трубчатых выступах 25. Когда детали
запрессовываются в зацепление, автоматический фиксатор удерживает их в нужном положении во время
впрыска, такой фиксатор com37{4,472 L0 4. Способ согласно п. 1 или 3, при котором форма остается
свободной от воды даже при контакте горячей воды или пара с опокой.
5. Способ по п. 4 в 7G, в котором форма поддерживается в дренированном состоянии благодаря тому, что
опока находится в камере, в которой нагревательная жидкость при ее подаче не подвергается давлению, и
что такая жидкость 75 не имеет доступа к форме.
6. Способ изготовления зубных протезов из термопластичного материала методом литья под давлением, при
котором очистка формы осуществляется водой, не загрязненной при контакте с опокой.
7.
Способ согласно любому из вышеперечисленных пунктов, в котором колба помещается в предварительно
нагретую камеру.
S. Способ изготовления 85 зубных протезов из термопластичного материала методом литья под давлением, в
котором операции удаления воска из формы через отверстия в ней, слива или сушки формы осуществляются
в одном и том же 90 аппарате, и в котором состояние слива или сушки поддерживается во время
впрыскивания вещества. d d 9.
В способе изготовления зубных протезов из термопластичного материала, как в пункте 95, п. 1, 2, 4, 6 или 8,
форма имеет два отверстия, оба из которых расположены в задней части формуемой пластины.
10. В процессе согласно п. 100 9 одно из отверстий предпочтительно расположено на самом краю задней
поверхности формы, а другое — на противоположной стороне от центра указанной задней поверхности, но не
на равном расстоянии от него. 105 11. Способ согласно п. 9, в котором термопластичный материал
впрыскивается через любое из отверстий.
12. Способ согласно п. 10, в котором очистка формы 110 осуществляется через отверстие, расположенное в
центре или вблизи центра задней части формы.
13. Способ по п. 12, в котором впрыскивание резины осуществляется через отверстие f.
14. Способ изготовления зубных протезов методом литья под давлением, описанный в пунктах 1, 2, 6 и 8, в
котором частичная вулканизация розовой резины осуществляется до 120 инъекции для описанной цели.
15. В процессе производства резиновых зубных протезов, как указано в любом из предшествующих пунктов,
ускорение вулканизации базовой резины. 121; 16. Способ по п. 6 или 8, в котором ускорение плавления воска
из формы осуществляется путем воздействия пара под давлением на колбу, находящуюся в аппарате. iQ
пружинный палец 15 на нижней части колбы 14, расположенный между выступами 16 на верхней части и
имеющий все загнутые внутрь концы 17 для зацепления с верхней частью колбы 32. Этот фиксатор может
быть освобожден с помощью устройства, предназначенного для заклинивания между стенкой колбы и
указанным фиксатором.
При необходимости изготовления большого количества зубных протезов, операцию можно упростить,
нагревая каждую опоку и очищая воск путем пропускания воды из отдельного источника, пока предыдущая
опока находится в аппарате для инъекции. После заполнения формы опока извлекается и переносится в
другой вулканизатор.
Чтобы избежать необходимости повторного наполнения котла, для промывки, пока колба находится в
аппарате, можно использовать горячую воду из внешнего источника.
Слова «бесшовная форма» в описании и формуле изобретения означают форму с отверстиями, из которых
воск можно удалить без демонтажа формы.
В описании и формуле изобретения более подробно рассматривается изготовление резиновых зубных
протезов или недавно введенного вещества, известного как искусственная смола, но очевидно, что может
быть использовано любое термопластичное вещество, подходящее для изготовления зубных протезов.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_374473.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=374473&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB374473A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в процессе обезвоживания эмульсий или суспензий и связанные с этим процессы.
(Сообщение от компании DEHYDRATORS, INCORPORATED, расположенной по адресу: 120, Liberty Street,
New York City, New York, United States of America, корпорации, учрежденной в соответствии с
законодательством штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки).
Я, Джордж Бело Эллис, из фирмы Mewburn, Ellis & Company, расположенной по адресу: Чансери Лейн, 70 и
72, Лондон, W.C. 2, дипломированный патентный поверенный, подданный Великобритании, настоящим
заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к технике электрического разделения
веществ с различными значениями диэлектрической проницаемости и удельной плотности, таких как
нефтяные эмульсии, состоящие главным образом из масла, окружающего мельчайшие частицы воды.
Такие эмульсии могут также содержать в суспензии или растворе твердые вещества, такие как скопления
мелких частиц песка, серы и различных солей в растворе.
В соответствии с общепринятой практикой отделения всех подобных посторонних веществ от масла, сырая
эмульсия пропускается через резервуар для обработки, в котором подвешен электрически заряженный
внутренний электрод, причем резервуар для обработки заземлен и представляет собой внешний электрод.
Источником электроэнергии, подключенного к электродам, является высоковольтный трансформатор
высокого напряжения, питаемый от обычной сети переменного тока. Частицы воды в эмульсии, попадая под
воздействие заряженных электродов, последовательно заряжаются положительно и отрицательно, и
образующиеся при этом частицы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу и стремятся к
слиянию.
Таким образом, частицы воды собираются во все более крупные тела, которые, наконец, становятся
достаточно большими, чтобы под действием силы тяжести оседать на дне резервуара, откуда вода
откачивается. Очищенное масло поднимается вверх за счет соответственно уменьшенной удельной
плотности и отводится из верхней части резервуара.
Основная цель настоящего изобретения — предложить способ и средства, которые могут значительно
способствовать коалесценции и осаждению частиц воды, что позволит снизить процентное содержание воды
в обрабатываемом масле, увеличить скорость обработки и в целом повысить эффективность процесса.
Настоящее изобретение заключается в выборе внутреннего электрода с очень малым поперечным сечением
или диаметром относительно диаметра внешнего электрода (резервуара) и подаче на внутренний электрод
напряжения, достаточного для разрушения эмульсии, прилегающей к внутреннему электроду, но такого,
чтобы оставить рядом с резервуаром неповрежденный слой эмульсии.
Диаметр или поперечное сечение внутреннего электрода согласно изобретению существенно меньше, чем
это было до сих пор в аппаратах указанного класса, и хотя на момент подачи данной заявки не могут быть
установлены какие-либо фиксированные пределы, тем не менее было установлено, что если отношение
диаметров двух электродов находится в диапазоне от 1:10 до 1:100, то достигается улучшение в соответствии
с настоящим изобретением. Эти пределы существенно отличаются от пределов, установленных для
аппаратов Кеоута указанного класса, в которых внутренний электрод имеет диаметр или поперечное сечение,
ненамного меньшие, чем внешний электрод, который обычно составляет емкость.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, внутренний электрод может быть снабжен заостренным или
закругленным концом для целей, описанных ниже.
При осуществлении изобретения напряжение, приложенное к внутреннему электроду, таково, что отношение
приложенного напряжения к радиусу кривизны верхней части внутреннего электрода находится ниже
критического значения, при котором может произойти разрушение эмульсии, в то время как отношение
приложенного напряжения к радиусу кривизны на нижнем заостренном конце электрода находится
существенно выше указанного критического значения.
Изобретение будет более полно понято из следующего подробного описания, для чего следует обратиться к
прилагаемым чертежам, на которых: фиг. 1 представляет собой вертикальное сечение резервуара
дегидратора, включающего усовершенствования в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 1а
представляет собой увеличенный вид нижнего конца электрода, который успешно использовался в связи с
изобретением; фиг. 2 представляет собой поперечное сечение, выполненное по линии 2-2 фиг. 1; и фиг. 3, 4, 5
и 6 представляют собой схематические изображения последовательных этапов лабораторного эксперимента,
иллюстрирующие действие, полученное на практике в соответствии с изобретением. В первую очередь
следует обратить внимание на фиг. 3-6 включительно, на которых наглядно показаны этапы простого
лабораторного эксперимента, иллюстрирующие явления, на которых основан настоящий метод дегидратации.
Как показано на этих рисунках, стержневой электрод 10, имеющий нижний заостренный конец или точку
ионизации 10а, погружен в масляную среду 11, находящуюся в стеклянном стакане 12.
Электрод 10 соединен выводом 13 с одним концом высоковольтной обмотки трансформатора Т, а
противоположный конец высоковольтной обмотки заземлен. Стакан 12 может стоять на любой подходящей
опоре, не показанной на рисунке, при этом воздух в пространстве между стаканом и ближайшей поверхностью
земли замыкает электростатическую цепь от электрода 10 до заземленного конца обмотки трансформатора.
Показано, что масло в стакане содержит частицы конопли, которые можно смочить водой, имитируя частицы
воды.
На рис. 3 показано состояние, когда электрод не находится под напряжением, частицы находятся во
взвешенном состоянии в масле и не проявляют немедленной тенденции к осаждению в стакане.
На рис. 4 показан характерный эффект приложения потенциала к электроду, немного ниже того, при котором
достигается действие, характерное для настоящего изобретения.
В этом случае частицы конопли выстраиваются вдоль силовых линий, образуя проводящие нити или
«цепочки», по которым ток течет путем проводимости от электрода 10 к стенкам стакана. Разумеется, цепь
замыкается от стенок стакана электростатически через воздух к земле, при этом стеклянный стакан и воздух
между ними образуют простой электрический конденсатор.
На рис. 5 показано характерное действие, получаемое при некотором повышении потенциала по сравнению с
тем, который дает результат, показанный на рис. 4. Теперь хорошо известно, что частицы будут притягиваться
электрическим полем, окружающим электрод, и будут притягиваться наиболее сильно той частью
электрического поля, которая, конечно же, находится на поверхности внутреннего электрода. В ситуации,
показанной на рис. 4, поле оказывает возбуждающее воздействие на частицы, но потенциал электрода
недостаточно высок, чтобы создать поле такой интенсивности, которое разрушило бы цепочки и притянуло бы
частицы к электроду.
Но когда потенциал увеличивается до определенного критического значения, градиент потенциала
(напряженность поля), изменяющаяся пропорционально квадрату потенциала, становится достаточно
высоким, чтобы оказывать сильное притяжение на частицы, способное разорвать цепочки и заставить
частицы переместиться к электроду. На рис. 5 показано несколько частиц, движущихся в направлении
электрода, и другие частицы, каждая из которых соприкасается с электродом одним концом. Легко заметить,
что большое количество частиц быстро перемещается в направлении сильно концентрированного поля в
нижней точке электрода, при этом их движение ускоряется по мере достижения электрода, и эти частицы,
после зарядки от электрода, уносятся вниз или разряжаются из ионизирующей точки в его нижней части в
результате сильного разряда щеточного типа. Другая часть частиц втягивается в верхнюю часть стержня и
перемещается вниз по электроду к его нижнему заостренному концу, откуда затем с силой выталкивается
вниз.
Тот факт, что частицы не смещаются с боковых сторон электрода, но при этом сильно разряжаются с его
нижнего заостренного конца, объясняется тем, что для верхней части электрода отношение потенциала к
радиусу кривизны стержня ниже критического значения, при котором может происходить разряд, то есть
разрушение эмульсии, тогда как на нижнем заостренном конце стержня отношение напряжения к радиусу
кривизны становится значительно выше указанного критического значения разряда, и от точки электрода
возникает сильный разряд типа «щетка» или коронный разряд.
Таким образом, устанавливается циркуляция частиц по направлению к электроду и вниз от его нижнего
заостренного конца, при этом движущиеся вниз циркулирующие токи, достигнув дна стакана, поворачиваются
наружу, а затем вверх его боковыми стенками, как это наглядно показано стрелками на рис. 5. При такой
циркуляции определенная часть частиц конопли сначала поднимается вверх за счет восходящей циркуляции
по стенкам стакана, но через несколько секунд наблюдается их скопление в виде слоя на дне стакана, как
показано на рис. 6.
Таким образом, частицы перемещаются вниз от электрода исключительно за счет электрического
воздействия, при этом масло практически не очищается от частиц под действием силы тяжести, поскольку
частицы увлажненной конопли остаются во взвешенном состоянии гораздо дольше, чем масло, оставленное в
покое. Взаимное притяжение противоположно заряженных частиц, ответственное за слияние водяных
шариков в этом процессе, также в некоторой степени демонстрируется вышеописанным экспериментом,
поскольку в зоне под электродом можно наблюдать быстрое сближение частиц конопли, которые, однако,
затем разделяются по мере нейтрализации их зарядов. Когда частицы состоят из воды, а не из конопли, как в
обычном практическом случае, две частицы могут слиться при таком контакте, образуя более крупную
частицу, которая может снова зарядиться и затем слиться с более крупной частицей масла, и так далее.
Однако это слияние частиц не способствует их перемещению на дно стакана в эксперименте, показанном на
рис. 3–6, который иллюстрирует простое движение частиц вниз, вызванное электрическим разрядом нижнего
заостренного конца заряженного электрода.
Выше было указано, что частицы конопли увлажняются для того, чтобы эксперимент, насколько это возможно,
продемонстрировал фактические условия обезвоживания нефти; однако эксперимент с аналогичными
результатами может быть проведен и при использовании сухих частиц конопли, что покажет, что процесс не
зависит от влаги, а смещает баланс между сухими или твердыми материалами, а также влажными
материалами или частицами воды в сторону более низких концентраций.
Теперь обратимся к рисункам 1 и 2, иллюстрирующим подходящее оборудование для проведения процесса
обезвоживания, основанного на описанных выше явлениях. В представленной на иллюстрации форме
дегидратор представляет собой резервуар 21, закрытый сверху куполом 22 и имеющий дно 23. Трубка подачи
эмульсии 24 соединена с расположенным тангенциально входным отверстием эмульсии 25,
предусмотренным в боковой стенке резервуара, причем входное отверстие предпочтительно расположено
несколько ниже нижнего конца внутреннего или контактного электрода 26, который будет описан далее.
Эмульсия выходит из входного отверстия 25 под конической перегородкой 27 и спокойно, более или менее
спирально, поднимается вверх из-под ее нижнего края. Труба 28 отводит отделенную воду из нижней части
резервуара, а другая труба 29 отводит очищенное масло из верхней части тали.
В верхней части бака установлен изолятор 31, через который проходит проводник 32, соединяющийся с
верхним концом внутреннего или токоведущего электрода 26, который поддерживается нижним концом
изолятора и выступает вниз. Представленный здесь электрод представляет собой гладкий круглый стальной
стержень диаметром приблизительно два с половиной дюйма и, в данном случае, длиной около трех футов.
Нижний конец электрода сужается до точки ионизации 26an, при этом показанная здесь сужающаяся часть
имеет длину приблизительно 10 дюймов. Предпочтительно, чтобы наконечник не был острым, но может быть
закруглен до кривизны примерно в полдюйма, поскольку идеально острый наконечник создает интенсивный
разряд, не соответствующий физическим ограничениям предпочтительного аппарата. При использовании
такого электрода диаметр резервуара может составлять приблизительно 10 футов, а высота — 20 футов, при
этом электрод направлен в относительном положении, показанном на рис. 1. Эти пропорции и размеры,
разумеется, следует рассматривать лишь как типичные для тех размеров, которые оказались эффективными
на практике.
Эональная перегородка 34 вокруг втулки 31 образует отсек 35, внутри которого может удерживаться инертный
газ для защиты изоляционной втулки от масла в баке.
Верхний конец изолятора 37 предпочтительно заключен в заполненный маслом корпус 40, при этом изолятор
41 служит для отвода провода 42 от проводника 32 изолятора вне корпуса 40.
Провод 42 подключен к одному концу высоковольтной обмотки трансформатора Т, а другой конец
высоковольтной обмотки заземлен, как и в случае с баком для обезвоживания. В дегидраторе описанных
пропорций потенциальная эффективность в районе 100 000 единиц оказалась очень высокой.
Поскольку емкость для обработки, электрод и приложенный потенциал относительно пропорциональны,
между внутренним электродом и заземленным резервуаром не протекают проводящие или конвективные
токи, так как расстояние между электродом и резервуаром настолько велико, что, за исключением
незначительных спорадических утечек, частицы, заряженные на внутреннем электроде, не могут достичь
заземленного резервуара, не потеряв свой заряд. Когда потенциал и соотношение воздействующего
вещества настолько тесно связаны, что возникают такие токи, результат, характерный для данной инновации,
значительно ухудшается.
В процессе работы системы поступающая эмульсия, обычно предварительно нагретая примерно до
1400–2200 °F, поднимается изнутри края перегородки 27 вверх по стенкам резервуара, и при этом частицы
воды, грязи и любых присутствующих твердых веществ втягиваются в электрод и перемещаются вниз с его
нижнего конца, как описано в связи с рис. 3–6.
Частицы воды, втягиваемые и перемещаемые вниз с нижнего конца электрода, попеременно приобретают
положительный и отрицательный заряд, и эти частицы с противоположным зарядом притягиваются друг к
другу, объединяясь в более крупные частицы. Эти более крупные частицы могут оставаться в нижней части
очистителя или подниматься обратно в общей циркуляции к электроду и получать дополнительные заряды,
после чего они могут сливаться с противоположно заряженными частицами, образуя еще более крупные
частицы, и так далее, пока частицы не станут достаточно большими, чтобы собраться и остаться на дне
очистителя, откуда вода отводится через трубу 28.
Нисходящее движение воды также способствует созданию замкнутой циркуляции жидкостей, как показано на
рис. 5, и эта циркуляция стремится перемещать частицы к верхней части электрода.
Считается, что основная часть процесса коалесценции происходит непосредственно под нижним
заостренным концом электрода, где сильно заряженные частицы быстро движутся вниз после
принудительного разряда из ионизирующей точки электрода. Однако, каким бы ни было коалесцирующее
действие частиц воды, частицы определенно и сильно выталкиваются вниз от электрода и, следовательно,
выпадают из эмульсии гораздо быстрее и с гораздо большей полнотой, чем когда разделение зависит только
от осаждения под действием силы тяжести. Самое чистое и сухое масло — это то, которое поднимается в
центральной части устройства для очистки вокруг электрода, и это масло вытекает из устройства по пути
между внешней поверхностью конуса 34 и внутренней поверхностью перегородки 46, которая наклонена вниз
от внутренней стенки резервуара, как показано на рисунке, а очищенное масло в конечном итоге отводится из
резервуара по трубе 29. Перегородка 40 предотвращает подъем масла, непосредственно прилегающего к
боковым стенкам устройства для обработки масла, к выходному отверстию, что желательно, поскольку масло,
поднимающееся по боковым стенкам устройства, может быть не полностью обезвожено из-за расстояния до
внутреннего электрода.
На рис. 1а показан электрод, который использовался в течение значительного времени. Верхняя
цилиндрическая часть 2-дюймового электрода и часть, доходящая до точки, где наконечник имеет диаметр
около 1 дюйма, почернели от масла.
Однако начиная с участка, где острие имеет диаметр 1 дюйм, черный цвет постепенно исчезает, пока нижняя
часть острия не становится идеально отполированной. Этот нижний полированный кончик представляет
собой часть острия, с которой происходит разряд или перемещение частиц воды вниз, а над полированным
кончиком находится часть электрода, которая втягивает частицы воды, но с которой не происходит разряда.
Разделительная линия между этими двумя частями электрода — это точка, где отношение потенциала
стержня к радиусу кривизны стержня достигает критического значения, при котором происходит разряд.
В этой связи следует понимать, что хотя наконечник на нижнем конце электрода здесь и в прилагаемых
пунктах формулы изобретения называется точкой, эта точка может быть закругленной или иметь любую
желаемую конфигурацию, если отношение потенциала электрода к радиусу кривизны точки приблизительно
соответствует критическому значению, при котором возникает разряд.
Процесс, описанный в настоящем изобретении, требует чрезвычайно малого соотношения диаметров
внутреннего и внешнего электродов, причем выбор этого соотношения зависит от критического напряжения
относительно проводящих характеристик обрабатываемой эмульсии.
Указанное в описанном устройстве соотношение 2:120 дает удовлетворительные результаты, и было
установлено, что очень эффективная работа может быть достигнута при соотношении 1:80.
В известном классе обезвоживающих аппаратов, имеющих резервуар для эмульсии указанных выше
размеров, за двадцать четыре часа можно обработать 150 тонн нефти. Однако, согласно настоящему
изобретению, это количество увеличивается до 450 тонн за двадцать четыре часа благодаря более быстрой
дегидратации в описанных условиях.
Соседние файлы в папке патенты