Змішувач-активатор

1. Змішувач-активатор, що містить горизонтально розміщену герметичну ємність, установлену на амортизаторах, завантажувальний і розвантажувальний патрубки з запірно-роздавальною арматурою, ротор, установлений співвісно з ємністю, магнітострикційний перетворювач ультразвукових хвиль і гідродинамічні випромінювачі, який відрізняється тим, що забезпечений збудником вібраційних коливань, виконаним у вигляді концентратора ультразвукових хвиль, установленого за допомогою амортизуючої прокладки на внутрішній 3 Відомий також "Диспергатор мінеральних речовин", (патент України №41172, опубл. в Бюл. №7, 2001р.), який містить установлену на амортизаторах кульову герметичну ємність, магнітострикційний перетворювач та допоміжну мембрану, лійкоподібний концентратор ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру, при цьому має установлену горизонтально усередині кульової герметичної ємності, за допомогою кільцевої герметичної та амортизуючої фігурної прокладки й кільцевого упору, жорстко й горизонтально закріпленого з внутрішньої сторони нижньої півкулі нижче горизонтальної осі, коливальний контур ультразвукових хвиль, що складається з основної мембрани, розташованої у верхній півкулі, забезпеченої співвісно та жорстко закріпленими з верхньої сторони магнітострикційними перетворювачами, з нижньої сторони основними концентраторами ультразвукових хвиль, та отворами у ній по контуру її основи та нижньої допоміжної мембрани, жорстко з'єднаних по периметру поясом, який повторює контури внутрішньої поверхні ємності, яка в центральній частині переходить в лійкоподібний концентратор ультразвукових хвиль, повторюючи контури основного концентратора, при цьому їх кінці горизонтальні та співпадають, а між внутрішньою поверхнею ємності та поясом і між лійкоподібним концентратором ультразвукових хвиль та контуром основного концентратора є проміжок. Недоліком диспергатора мінеральних речовин є: - недостатня ступінь змішування диспергованої твердої фази з рідиною; - складність конструкції. Як прототип прийнятий патент України №41081 "Диспергатор-змішувач", Кл.7 В28С5/46, опубл. в Бюл. №7, 2001р., який забезпечений горизонтально установленою мембраною з магнітострикційним перетворювачем з нижньої сторони, по контуру якого симетрично в ній виконані отвори, паралельно і співвісно якій зі щілиною, на привідному порожнистому валу, кінець якого забезпечений прорізами, встановлений порожнистий і герметичний ротор, виконаний у вигляді порожнистої зірочки з симетрично розташованими зубами, бокові стінки яких паралельні, при цьому передні стінки, по ходу руху, виконані глухими у формі півкола, тупого закруглення, тупого або гострого кутів, з симетричними або різними сторонами, протилежні і торцеві стіни забезпечені гідродинамічними випромінювачами, розташованими симетрично по горизонтальній осі, а основа і кришки - плоскими і паралельними між собою. Недоліками прототипу є: - недостатня ступінь активації суспензії і змішування продуктів руйнування твердої фази з рідиною; - складність конструкції установки. Загальними ознаками для змішувачаактиватора і прототипу є горизонтально розміщена герметична ємність, установлена на амортизаторах, завантажувальний і розвантажувальний патрубки з запірно-роздавальною арматурою, ротор, установлений співвісно з ємністю, магнітострик 42019 4 ційний перетворювач ультразвукових хвиль і гідродинамічні випромінювачі. Задачею корисної моделі є підвищення якості активізації і змішування складових суспензії та удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що змішувачактиватор забезпечений збудником вібраційних коливань, виконаним у вигляді концентратора ультразвукових хвиль, установленого за допомогою амортизаційної прокладки на внутрішній поверхні одного торця ємності по її осі, і магнітострикційного перетворювача з випромінюючими і приймальними пакетами магнітостриктора, а ротор - у вигляді стакана, що охоплює концентратор, який має перфороване днище і вирізи на боковій поверхні, розміщені по твірній зі скосом кромок, гостра грань яких направлена у бік обертання ротора, причому бокова поверхня між кожним вирізом виконана по спіралі Архімеда з радіусом кривизни, який збільшується у бік обертання ротора, при цьому відбивач закріплений на другому торці ємності, а ротор забезпечений змінними ножами, закріпленими на боковій поверхні стакана в місцях скосів з можливістю зміни кута атаки. Конструктивне виконання змішувачаактиватора забезпечує ряд суттєвих ознак і переваг у порівнянні з аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Заміна частини ознак новими, що указує на наявність суттєвих відмінностей: - збудник вібраційних коливань виконаний у вигляді концентратора ультразвукових хвиль, який установлений за допомогою амортизаційної прокладки на внутрішній поверхні одного торця ємності по її осі; - ротор виконаний у вигляді стакана, який охоплює концентратор; - днище ротора перфороване отворами, які працюють, як гідродинамічні випромінювачі. Таким чином, кавітація, як найбільш потужний деструктор твердої фази в турбулентних потоках суспензії досягає максимальної величини і фокусується в роторі стаканної форми перед перфорованим його днищем і посилюється при проходженні через отвори днища, які працюють як гідродинамічні випромінювачі, що і забезпечує значне підвищення активації суспензії за рахунок багаторазового збільшення питомої поверхні твердих частинок в процесі їх руйнування та якісного змішування цих продуктів руйнування з рідиною. Ці процеси доповнюються дією механічної ерозії твердої фази, тертям, ударами по поверхні вузлів установки і між собою та іншими факторами. Такого ефекту можна досягти тільки удосконаленням конструкції установки - заміни одних вузлів іншими більш прогресивними. 2. Частково нове сполучення ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: - магнітострикційний перетворювач закріплений на торцевій частині концентратора, а не на мембрані, яка відсутня за непотрібністю; - вирізи на боковій поверхні ротора, що дозволяє закріпленню змінних ножів в місцях скосів з можливістю зміни кута атаки; 5 42019 - днище ротора забезпечено отворами, які використовуються як гідродинамічні випромінювачі, а внутрішня сторона днища виконує роль відбивача суспензії. 3. Згідно з пп. 1 і 2 в конструктивних рішеннях змішувача-активатора мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язку між ними, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей змішувача-активатора від аналогів і прототипу. На Фіг.1 показаний змішувач-активатор, повздовжній розтин; на Фіг.2 - поперечний розріз по А-А на Фіг.1. Змішувач-активатор складається з горизонтально розміщеної ємності 1, установленої на амортизаторах 2 і забезпеченої завантажувальним патрубком 3 з корковим краном 4, розвантажувальним патрубком 5 і корковим краном 6, відбивачем 7, закріпленим з внутрішньої сторони кришки 8, з центрально розміщеним підшипниковим вузлом 9, в якому розміщений привідний вал 10, змонтований в підшипнику 11. На кінці вала 10 закріплене перфороване днище 12 з отворами 13 ротора 14, виконаного у вигляді стакана зі змінними ножами 15, які мають гострі грані 16 і кромки 17. Бокова поверхня 18 ротора між вирізами виконана по спіралі Архімеда і радіусом кривизни, який зменшується до хвостовика 19. На кришці 20 ємності 1 по її осі, за допомогою амортизуючої прокладки 21 закріплений концентратор 22 ультразвукових хвиль, введений в середину ротора 14 через його відкритий торець, на основі якого жорстко закріп Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 лені два випромінюючі пакети 23 і між ними - приймальний пакет 24 магнітостриктора. Змішувач-активатор працює таким чином. При закритому корковому крані 6, ввімкнутих приводі (не показаний) вала 10 і концентраторі 22 ультразвукових хвиль, при відкритому корковому крані 4 по патрубку 3 під надлишковим тиском подають суспензію (наприклад, водоцементну). Захоплена гострими гранями 16 ножів 15 суспензія поступає в середину ротора 14, де під дією надлишкового тиску, відцентрової сили, турбулентного руху, ультразвуку і кавітації піддається інтенсивному змішуванню і активації. При цьому частина суспензії переміщується по концентратору 22 і поступає в ємність 1 для повторного захоплення гострими гранями 16 ножів 15, а друга частина через отвори 13 днища 12, які працюють як гідродинамічні випромінювачі, на відбивач 7, по якому стікає в ємність 1 для подальшої обробки. Частково або повністю відкривають корковий кран 6 і змішана активована суспензія видаляється, а на її місце через частково відкритий корковий кран 4 поступає по патрубку 3 дисперсна суміш в ємність 1 для активації і змішування, і процес протікає в безперервному режимі. При цьому коркові крани 6 і 4 є регуляторами видалення активованої і змішаної суспензії і подачі суспензії в ємність. По закінченню роботи вимикаються привід (не показаний) вала 10 і концентратор 22 ультразвукових коливань. При відновленні роботи або промивки змішувача-активатора процеси повторюються. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601