Активатор мінеральних речовин

Активатор мінеральних речовин, що містить герметичну ємність, установлену на амортизаторах, запірно-роздавальну арматуру, горизонтальну мембрану з отворами, яка забезпечена центрально і жорстко закріпленим з її верхньої сторони магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань, який відрізняє ться тим, що він містить вертикально розміщену герметичну циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним 3 29472 - значні витрати електроенергії. Відомий пристрій для активації цементної суспензії по [авт. св. СРСР №1175720, М.Кл. В28С 5*46, надрук. в Б.В. №32 за 1985р.], який забезпечений закріпленими в днищі магнітострикційним перетворювачем з паралельно валам випромінюючою пластиною, а вали виконані різношвидкісними, причому високошвидкісний вал, виконаний з закріпленими на ньому дисками, які чергуються з шайбами, а низькошвидкісний - у вигляді пустотілого барабану з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала. Недоліками пристрою є: - недостатній ступінь диспергування твердих частинок та їх перемішування; - відсутність умов для утворення найбільш сильного диспергатора твердих частинок - явища кавітації. Відомий пристрій для активації цементної суспензії [авт. св. СРСР №1451027, М. Кл. В28С 5/46, надрук. в Б.В. №2 за 1989р.], який забезпечений воронками, кожна з яких розташована під мембраною та змонтована на ємкості за допомогою кільця та прокладки, установлена паралельно вісі ємкості, тягою з кільковими клапанами, один з яких розміщено на кришці ємкості, а кожний наступний - у дни щі мембрани, виконаної тарільчатої форми з перфорованим бортом, причому кожний перетворювач розташовано на днище мембрани. Недоліками пристрою є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок (на одиницю енергоємності); - наявність вакуумної системи; - складність збирання та розбирання в умовах експлуатації із-за складності конструкції. Відомий також пристрій для активації по [авт. св. СРСР №1675107, М. Кл. В28С 5/46, надрук. в Б.В. №33 за 1991р.], який забезпечений півциліндричними мембранами однакової кривизни, розміщеними одна до другої ви гнутими сторонами так, що з врахуванням горизонтально закріплених фланців для їх установки між упорами жорстко закріпленими вздовж на внутрішній поверхні ємкості симетрично по обидві сторони горизонтальної осі та пружних прокладок між ними, створюють циліндр, подібний ємкості з суміщеними центрами, при цьому, верхній магнітострикційний перетворювач жорстко закріплений на випуклій стороні верхньої мембрани симетрично вертикальній вісі, а у основі її фланців паралельно повздовжній вісі розміщені відводи, на внутрішній стороні нижньої мембрани також симетрично вертикальній вісі жорстко до неї закріплений нижній магнітострикційний перетворювач по периметру основи якого розміщенні відводи. В якості прототипу прийнятий змішувачактиватор дисперсних сумішей по [патенту України №41738, Кл.7 В28С 5/46, опубл. в Бюл. №8, 2001р.], який забезпечений пультовою мембраною ультразвукових коливань, симетрично та співвісно розміщеною усередині кульової ємкості, нижня півкульова частина якої забезпечена допоміжним 4 патрубком з корковим краном та отворами у верхній частині, а верхня півкульова частина отворами, нижні з яких виконані на рівні горизонтальної мембрани, забезпеченої магнітострикційним перетворювачем, жорстко закріпленим до верхньої сторони, отворами по ітого контуру, яка за допомогою упорів та кільцевої амортизуючої та герметизуючої прокладки зафіксована по горизонтальній осі. Недоліками прототипу є складність у виготовлені кульових конструкцій мембрани і ємкості та недостатня ступінь диспергування твердої фази суспензії. Задачею активатора мінеральних речовин є підвищення якості активованої суспензії та удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що активатор мінеральних речовин забезпечений вертикально розміщеною герметичною циліндричною ємкістю, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном та нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах, забезпеченим вихідним патрубком з корковим краном, при цьому між секціями горизонтально установлена мембрана, з допомогою кругових герметизуючи та амортизуючи прокладок, з отворами, на якій з верхньої стороні центрально і жорстко закріпленні магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, пустотний конусний та перфорований отворами концентратор центрально з'єднаний з нижнім кінцем вхідного патрубка герметизуючою та амортизуючою прокладкою, а з нижньої її сторони аналогічно закріплені з проміжками пустотний центральний конусний концентратор, перфорований отворами пустотний конусний концентратор і пустотний конусний концентратор з центральним отвором. Спільними ознаками активатора мінеральних речовин і прототипу є герметична ємкість установлена на амортизаторах, запірнороздавальна арматура, горизонтальна мембрана з отворами, яка забезпечена центрально і жорстко закріпленим з її верхньої сторони магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань. Конструктивне рішення виконання активатора мінеральних речовин забезпечується суттєвими відмінними ознаками, в порівнянні з аналогами і прототипом. 1. Частково нове сполучення ознак, яке указує на наявність суттєви х відмінностей, це центрально і жорстко закріплені магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, пустотний конусний перфорований отворами концентратор та пустотний конусний концентратор, центрально з'єднаний нижнім кінцем вхідного патрубка герметизуючою та амортизуючою прокладкою та аналогічно закріпленні з нижньої сторони з проміжками пустотний центральний конусний концентратор і пустотний конусний концентратор з центральним отвором. 5 29472 2. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: ємкість кульової форми замкнена ємкістю циліндричною, яка є простою у виготовленні; кулькова мембрана замкнена пустотними конусними концентраторами, які є теж простими у виготовлені, а їх збільшення у кількості підвищує ефективність роботи магнітострикційного перетворювача шляхом створення потужного ультразвукового поля, яке в свою чергу, при наявності турбулентного руху суспензії сприяє виникненню адекватно потужної кавітації, яка є джерелом руйнування твердих частинок в рідині і якісного змішування продуктів руйнування з рідкою фазою. Одночасно мають місце додаткові фактори деструкції твердої фази тертя між собою і між твердими частинками з поверхнями деталей установки, удари і співудари твердих частинок, механічна їх ерозія та інше. 3. Згідно пп. 1 і 2 в конструктивному рішенні активатора мінеральних речовин мають місце взаємо положення ознак та нові типи зв'язків між ознаками. Активатор мінеральних речовин містить вертикально розміщену герметичну циліндричну ємкість, яка складається з верхньої циліндричної секції 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном 4 та нижньої циліндричної секції 5 з днищем 6, установленим н амортизаторах 7, забезпеченим центральним вихідним патрубком 8 з корковим краном 9. Між секціями 1 і 5 горизонтально установлена мембрана 10, з допомогою кругових герметизуючи та амортизуючи прокладок 11, з отворами 12 і 13, на якій з верхньої сторони центрально і жорстко закріпленні магнітострикційній перетворювач 14, пустотний конусний перфорований отворами концентратор 15 та пустотний конусний концентратор 16, центрально з'єднаний з нижнім кінцем вхідного патрубка 3 герметизуючою та амортизуючою прокладкою 17, а з нижньої її сторони аналогічно закріплені з проміжками пустотний центральний конусний концентратор 18, перфорований отворами пустотний конусний концентратор 19 і пустотний конусний концентратор 20 з центральним отвором 21. Активатор мінеральних речовин працює таким чином. При закритому корковому крані 9, включеному високочастотному генераторі (не показаний), під'єднаним до магнітострикційного перетворювача 14 і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 подають суспензію твердою фазою якої є мінеральна речовина. Суспензія поступає на плоску перфоровану поверхню конусного концентратора 15 і піддається дії його ультразвукового поля, яке, при наявності турбулентного руху цієї суспензії, визиває в них кавітаційні явища, які є найбільш могутнім руйнівним фактором твердої фази в рідині. Одночасно з дією кавітації, проходячи через отвори верхньої та бокових поверхонь концентратора 15, які працюють як гідродинамічні випромінювачі, деструкція твердих частинок в рідині посилюється. Корпус магнітострикційного перетворювача 14 охолоджується цією суспензією 6 і одночасно своїм ультразвуковим полем посилює кавітацію. Проходячи через отвори 12 в мембрані 10, які є гідродинамічними випромінювачами і циліндричними концентраторами одночасно, явища кавітації продовжують подрібнювати тверду фазу збільшуючи питому поверхню і активність. Між пустотним конусним концентратором 18 і перфорованим конусним концентратором 19 в їх ультразвукових полях явища кавітації і отвори, як гідродинамічні випромінювачі та циліндричні концентратори діють аналогічно посилюючись зверху вниз. Аналогічна дія має місце між перфорованим пустотним конусним концентратором 19 і пустотним конусним концентратором 20. При поступовому заповненні нижньої секції 5 циліндричної ємності, а далі, через отвори 13 і верхньої секції 1 ємності, дія кавітації продовжується одночасно з наявністю ударів і співударів твердих частинок та аналогічних видів тертя і механічної ерозії, що також сприяє активації мінеральних речовин. Після заповнення нижньої 5 і верхньої 1 секції циліндричної ємності відкривають частково або повністю корковий кран 9 і по вихідному патрубку видаляють активовану суспензію на подальше використання. При цьому корковий кран 9 виконує роль регулятора видалення суспензії, а корковий кран 4 - подачі суспензії для активації і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи аналогічним чином установку промивають і вимикається високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються.