Ультразвуковий активатор-змішувач

Ультразвуковий активатор-змішувач, що містить герметичну ємність, установлену на амортизаторах, і розміщені в ній тороподібну мембрану з отворами по контуру магнітострикційного перетворювача, жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони, та запірно-роздавальну арматуру, який відрізняється тим, що він утримує ємність, установлену на амортизаторах, яка утворена кришкою з центральним вхідним патрубком, 3 кронштейни, на яких через пружні прокладки розміщені випромінювачі, виконані у вигляді кільцевих п'єзокерамічних перетворювачів, а диски закріплені на вертикальному валу приводу співвісно ємності, причому діаметр кожного диска, розміщеного під відповідним кільцевим перетворювачем, менше діаметра останнього. Недоліками диспергатора-змішувача є: - низька продуктивність установки із-за значної довжини шляху переміщення суспензії; - відсутність кавітації, що знижує якість диспергування твердих частинок та змішування їх з рідиною; - складність конструкції із-за наявності рухомого вузла. В якості прототипу прийнятий «Диспергатор змішувач» по патенту України № 16847, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 4, 1997 p., який утримує установлену на амортизаторах герметичну ємність, в якій розміщений вал забезпечений шківом концентрично завантажувальному патрубку, мембрана виконана з тороподібною поверхнею у верхній частині закріплена до внутрішніх сторін кришки та циліндричної ємності з допомогою кільцевих амортизуючих прокладок і кронштейнів, причому відзеркалювач розміщений на внутрішній поверхні мембрани, магнітострикційний перетворювач закріплений на її нижній поверхні, отвори в мембрані розміщені по периметру перетворювача, а вал виконаний пустотним з перфорацією над ротором. Недоліками прототипу є: - недостатня активація дисперсних сумішей; - складність конструкції із-за наявності пустотного вала та ротора, які обертаються; - низька продуктивність із-за значної затримки суспензії в тороподібній мембрані і повільним видаленням активованої суспензії. Задачею корисної моделі є підвищення якості дисперсної суспензії і удосконалення конструкції установи. Задача вирішується тим, що ультразвуковий активатор - змішувач утримує ємність установлену на амортизаторах, яка утворена кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, та днищем з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, між якими з допомогою кругових герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально розміщена шайбоподібна мембрана з отворами, яка переходить в центрально розміщену тороподібну мембрану з отворами, на центральну частину якої з верхньої сторони жорстко і центрально закріплений конусний концентратор з проміжком до тороподібної мембрани, а до її нижньої сторони аналогічно закріплений магнітострикційний перетворювач, а до шайбоподібної мембрани з тої ж сторони аналогічно закріплена додаткова півкульова мембрана з центральним отвором, при цьому отвори тороподібної мембрани розміщені по контуру магнітостриктора. Ознаками прототипу, що збігаються з ультразвуковим активатором-змішувачем є герметична ємність установлена на амортизаторах, тороподібна мембрана з отворами по контуру магнітострикційного перетворювача жорстко і центрально за 48573 4 кріпленого з її нижньої сторони та запірнороздавальна арматура. Конструктивне рішення ультразвукового активатора-змішувача забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з відомими аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: тороподібна мембрана ультразвукового активатора-змішувача установлена між герметизуючими і амортизуючими прокладками з допомогою жорстко і горизонтально закріпленої до неї по контуру шайбоподібної мембрани; в ній відсутні такі елементи, як ротор, центрально закріплений до нього пустотний вал з отворами у його поверхні, шків і підшипниковий вузол - за непотрібністю. 2. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: ротор з валом; шківом і підшипниковим вузлом замінений на конусний концентратор ультразвукових хвиль; консолі і амортизаційні прокладки замінені на кільцеві герметизуючі і амортизуючі прокладки; тороподібна мембрана використана без кругового півциліндричного відзеркалювача. 3. Введення нових ознак теж характеризує, як наявність суттєвих відмінностей і переваг ультразвукового активатора - змішувача у порівнянні з аналогами і прототипом: центрально і жорстко установлений з верхньої сторони тороподібної мембрани конусний концентратор ультразвукових хвиль під яким жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач; жорстко і центрально закріплена з нижньої сторони до шайбоподібної мембрани додаткова півкульова мембрана з центральним отвором. 4.У відповідності з пп. 1, 2 і 3 ультразвуковий активатор-змішувач забезпечує нові взаємо положення ознак та нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фігурі приведений ультразвуковий активатор-змішувач в поперечному розтині. Ультразвуковий активатор-змішувач утримує ємність установлену на амортизаторах 1, яка утворена кришкою 2 з центральним вхідним патрубком 3, забезпеченим корковим краном 4, та днищем 5 з центральним вихідним патрубком 7, обладнаним корковим краном 6, між якими за допомогою кругових герметизуючих і амортизуючих прокладок 8 і 9 горизонтально розміщена шайбоподібна мембрана 10 з отворами 11, яка переходить в центрально розміщену тороподібну мембрану 12 з отворами 13, на центральну частину якої з верхньої сторони жорстко і центрально закріплений конусний концентратор 14 з проміжком 15, а до її нижньої сторони аналогічно закріплений магнітострикційний перетворювач 16, а до шайбоподібної мембрани з тої ж сторони аналогічно закріплена додаткова півкульова мембрана з центральним отвором 18. Ультразвуковий активатор-змішувач працює таким чином. При закритому корковому крані 6 вихідного патрубка 7, ввімкненому високочастотному генераторові (не показаний) магнітострикційного перетворювача 16, та відкритому корковому крані 4 по 5 48573 вхідному патрубку 3 подають дисперсну суміш для її активації і змішування. Активація суспензії полягає в багатократному збільшенню питомої поверхні твердої фази та змішуванні продуктів її руйнування з рідиною. Поступивши на вершину конусного концентратора ультразвукових хвиль 14, де активність ультразвукового поля максимальна, в турбулентних потоках суспензії виникають явища кавітації, які є потужними деструкторами твердої фази в рідині і активними змішувачами продуктів руйнування цих частинок з рідиною. При заповненні тороподібної мембрани 12 на суспензію діє сфокусоване ультразвукове поле сферичної її частини та нижньої частини того ж конусного концентратора 14. При проходженні суспензії через отвори 13, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія охолоджує корпус магнітострикційного перетворювача 16 піддається дії ультразвукових полів тороподібної мембрани 17, а далі, через отвір 18, який діє аналогічно отворам 13 суспензія поступово заповнює ємність Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 знизу вверх і піддається ультразвуковій дії полів випромінюваних зовнішньою стороною півкульової мембрани 17 та зовнішньою стороною верхньої частини тороподібної мембрани 12. Дія кавітації і ультразвукових коливань доповнюються ударами і співударами твердих частинок, їх різними видами тертя та механічною ерозією. Заповнивши ємність до рівня нижче верхнього рівня тороподібної мембрани 12, частково або повністю відкривають корковий кран 6 і по вихідному патрубку 7 видаляють активовану і змішану дисперсну суміш для її подальшого використання, а установка продовжує працювати у безперервному режимі. При цьому коркові крани 4 і 6 виконують роль регуляторів заданого рівня суспензії в ємності та об'ємів суспензії поступаючої на активацію і видаляємої після активації. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином, після чого вимикають високочастотний генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 16. При відновленні роботи процеси повторюють. Підписне Тираж 26 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