Диспергатор-змішувач

Диспергатор-змішувач, який включає змонтовану на амортизаторах герметичну ємність з завантажувальною і розвантажувальною арматурою, установленим в ній барабаном, який обертається, і магнітострикційні перетворювачі, який відрізня ється тим, що магнітострикційні перетворювачі закріплені жорстко, симетрично і протилежно по горизонтальному діаметру ємності на її ЗОВНІШНІЙ поверхні, а на її внутрішній поверхні повздовжньо і жорстко установлені ЗНІМНІ сегменти, профіль яких зменшується по вигнутій кривій по ходу обертання барабана, а також з жорстко і повздовжньо закріпленими на ЗОВНІШНІЙ поверхні барабана знімними сегментами, профіль яких зменшується по опуклій кривій по напрямку його обертання Винахід відноситься до установок для активації дисперсних сумішей, одержання дисперсних суспензій і інтенсифікації процесів диспергування, а також може бути використано для інтенсифікації ХІМІЧНИХ, кристалізаційних, біологічних та ш процесів у рідинах в будівельний, ХІМІЧНІЙ, харчовій, електронній, сільськогосподарській та ш промисловості Відома установка для активацій цементу, яка містить установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, герметичну ємність з розташованими в ній трубопроводом і гідродинамічним випромінювачем, патрубками для введення і виведення цементної суспензії і подачі надмірного тиску (а с № 643346, кп В28С5/46 надрук в Б В №3, 1973 р) Недоліками цієї установки є - потреба в надмірному тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів, - значна витрата води, - значні габарити по висоті Відома установка для активації цементної суспензії, яка містить герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену секціями, кожна із яких в нижній частині забезпечена прикріпленими до стінок ємності сферичними перегородками, які розділяють ємність по висоті на ізольовані один від одного ВІДСІКИ, з'єднані трубопроводом для проходу охолодженої рідини, причому в перегородках виконані отвори, у яких установлені нижні КІНЦІ трубок з п'єзокерамічними випромінювачами верхні КІНЦІ яких за допомогою жорстких прокладок гер метично прикріплені до стінок ємності і мембранам магнітострикційних перетворювачів Кожна секція забезпечена підключеним до системи розрядження штуцером, з'єднаним з розташованою між мембранами і нижньою поверхнею сферичної перегородки робочою порожниною (а с №1162599, Кп В28С5/46, надрук в Б В №23, 1985 р) Недоліками цього винаходу є - недостатня ступінь диспергування суспензії, - ненадійність в роботі з'єднань жорсткими прокладками і складність їх заміни, - значна витрата води і електроенергії Відома установка для активації цементної суспензії, яка складає установлену на амортизаторах ємність з розміщеними послідовно в ній на кільцевих прокладках із жорсткого матеріалу мембранами, забезпеченими магнітострикційними перетворювачами установка забезпечена воронками, кожна із яких розташована під мембраною і змонтована на ємності за допомогою кільця і прокладки, установленої паралельно осі ємності, тягою з кульковими клапанами, один із яких розташований в кришці ємності, а кожен із наступних - в днищі мембрани, виконаної у вигляді тарілчастої форми з перфорованою відбортовкою, причому кожен перетворювач розташований на днищі мембрани (ас №1451027 М Кл В5/46, Б В №2, 1989,р) Недоліком цієї установки є - значна витрата електроенергії, так як кожна мембрана забезпечена магнітострикційним перетворювачем, - ненадійність в роботі кулькових клапанів, що о> 5 о (О 60419 кривій по ходу обертання барабана " знижує продуїсгивність установки в результаті їх Жорстко закріплені сегменти ємності сприйчастої заміни мають ультразвукові коливання ємності (виконуюВ якості прототипу прийнято "Пристрій для акчої роль мембрани) і передають їх суспензії Таким тивації цементної суспензії по авт свід чином, конструктивне рішення по п 1 в поєднанні з №1175720, 5/46, надрук в Б В №32 1985 р, який п 2 забезпечує ультразвукову обробку суспензії утримує закріплений в днищі корпусу магнітострищо само по собі є фактором її активації і фактором кційний перетворювач з паралельною валам виодержання штучної кавітації промінюючою пластиною, а вали виконані різношвид кісними, причому високошвид кісний вал Конфігурація сегментів ємності зі сторони бавиконаний з закріпленими на ньому дисками, які рабана забезпечує можливість одержання турбучергуються з шайбами, а низько-швидкісний вал лентного руху суміші при переході її від меншого в вигляді пустотного барабану з кільцевими канавпоперечного розтину до більшого Забезпечується ками в які входять диски високошвидкісного валу також (з конфігурацією сегментів барабана) кавітаційна зона Недоліками прототипу є - недостатня ступінь диспергування твердої З Суттєва ознака " з жорстко поздовжньо фази суспензії, закріпленими на ЗОВНІШНІЙ поверхні барабана знімними сегментами, профіль яких зменшується по - недостатня ступінь змішування складових сувипуклій кривій по напрямку його обертання " спензії - низька продуктивність установки Як було сказано, сегмент барабана по своєму Задачею винаходу є підвищення якості дисперозташуванню і конструктивному рішенню, в поєдрсних сумішей і підвищення продуктивності устананні з сегментами ємності створюють умови для новки одержання турбулентного руху суспензії - другого фактору одержання штучної кавітації Задача досягається тим, що диспергаторзмішувач утримує змонтовану на амортизаторах В турбулентному русі при наявності ультрагерметичну ємність з завантажувальнозвукових коливань виникають кавітаційні явища, розвантажувальною арматурою, установленим в які забезпечують диспергування твердих частинок ній барабаном, який обертається, і магнітострикПри круговому русі суспензії збільшується час обційними перетворювачами, жорстко закріпленими робки в неодноразовому повторенні проходження симетрично і протилежно по горизонтальному діаи в кавітаційних зонах і при неоднократній ЗМІНІ метру зовні, а на внутрішній поверхні ємності попоперечного розтину потоку, що сприяє не тільки здовжньо і жорстко установлені ЗНІМНІ сегменти, інтенсивному диспергуванню твердих частинок, а і профіль яких зменшується по ввігнутій кривій по інтенсивному змішуванню тонкодисперсних тверходу обертання барабана, а також з жорстко і подих частинок з рідиною здовжньо закріпленими на ЗОВНІШНІЙ поверхні баСтепінь активації суспензії підсилюється дією рабана знімними сегментами, профіль яких зменвідцентрової сили, що сприяє стисканню потоку шується по випуклій кривій по напрямку його суспензії при проходженні и через мінімальні пообертання перечні розтини, а також притисканню твердих частинок до сегментів ємності при максимальному Спільними З прототипом диспергаторвпливі ультразвукових хвиль При цьому різко збізмішувач має змонтовану на амортизаторах герльшується інтенсивність амплітуди коливального метичну ємність з завантажувальною і розвантазміщення частинок в поєднанні зі збільшенням жувальною арматурою, установленим в ній барачасу впливу ультразвукових коливань на суспенбаном, який обертається, і магнітострикційні зію Це забезпечується формою сегментів ємності перетворювачі і барабана Конструктивне рішення диспергаторазмішувача забезпечує ряд переваг в порівнянні з Переміщенню твердих частинок, крім відцентвідомими аналогами і прототипом рової сили, сприяє подача нових порцій суспензії і, особливо, кавітація, обумовлена сильним локаль1 Суттєва ознака " ємність магнітострикним пониженням тиску у рідині В ультразвуковій ційними перетворювачами жорстко закріпленими хвилі під час півперюдів розрідження виникають симетрично і протилежно по горизонтальному діакавітаційні пухирці, котрі різко розширяються після метру зовні " переходу в область підвищеного тиску, породжуюМагнітострикційні перетворювачі закріплені на чи сильні гідродинамічні збудження в рідині, інтенЗОВНІШНІЙ поверхні ємності дозволяють використасивне випромінювання акустичних хвиль і виклити и в якості мембрани, а саме передавати їй улькає руйнування поверхонь і твердих частинок в тразвукові коливання, які в свою чергу, є одним із цілому, який граничить з кавітуючою рідиною основних факторів одержання штучної кавітації найбільш ефективного диспергатора твердих часПроцес розширення зародків пухирців обумотинок в рідині влений рядом ефектів тиском газу і пари в пухирцях, який перевищує тиск в оточуючій рідині, диТак як ємність установлена на амортизаторах, фузією газу в пухирцях у рідині, випарюванням то ультразвукові коливання не передаються на рідини і збільшенням має пари в пухирцях, коагуоснову ляції зародків Використання ємності в якості мембрани забезпечує суттєву ознаку в поєднанні з нижче виПерший з перерахованих механізмів грає оскладеними конструктивними рішеннями новну роль в створенні каверн при різкому пониженні тиску в рідині з малим змістом газу в області 2 Суттєва ознака " на внутрішній поверхні температур далеких від точки кипіння ємності повздовжно і жорстко установлені ЗНІМНІсегменти, профіль яких зменшується по ввігнутій Сукупна дія ультразвуку, кавітації і відцентро 60419 воі сили різко підсилює дію кожного з них на диспергування твердих частинок в турбулентних потоках, що і є основним механізмом досягнення задачі Додаткова руйнуюча дія на тверді частинки виникає при співударах чи ударах цих частинок по металевих поверхнях, тертя їх, яке має місце при цих умовах Сполучення ВІДМІННИХ ознак і заміна ряду ознак новими вказує на наявність суттєвих ознак, які забезпечують позитивний ефект і відміну від відомих аналогів і прототипу Новизна винаходу визначається конструктивним рішенням диспергатора-змішувача, в якому герметична ємність з магнітострикційним перетворювачем грає роль мембрани, що дозволяє підсилити ультразвукові коливання і створити умови для виникнення штучної кавітації, яка сприяє інтенсифікації диспергування твердих частинок в рідині і імітування їх з рідиною На фігурі 1, 2 диспергатор-змішувач приведений в розтині по вертикальній осі Диспергатор-змішувач складається з герметичної ємності 1 установленої на амортизаторах 2, яка забезпечена вхідним патрубком 3 з корковим краном 4, розвантажувальним патрубком 5 з корковим краном ь, магнітострикційними перетворювачами 7 жорстко і симетрично горизонтальній осі закріпленими на ЗОВНІШНІЙ поверхні з обох боків ємності, сегментами 8 жорстко і повздовжнє закріпленими до її внутрішньої поверхні, бокових кришок 9 з підшипниковими вузлами 10 по горизонтальній осі, через які проходить привідний вал 11 з жорстко закріпленим барабаном 12, на поверхні якого жорстко і повздовжно закріплені сегменти 13 барабана Диспергатор-змішувач працює таким чином При закритому корковому крані 6 і відкритому корковому крані 4 по патрубку 3 подається суспензія і одночасно включаються магнітострикційні перетворювачі 7 і привод (не показаний) вала 11 Суспензія, яка переміщується між сегментами 8 ємності, випромінюючими ультразвукові коливання, і сегментами 13 барабана, які крутяться разом з барабаном 12 виконуючим одночасно роль маховика, піл дією надлишкового тиску, власної маси і відцентрової сили, піддаються сукупній дії ультразвукового поля, кавітації, механічній ерозії, співударам твердих частинок і ударам їх по металевим частинам, тертю під дією відцентрової сили, що і забезпечує підвищення якості дисперсної суміші і підвищення продуктивності установки Частковим або повним відкриттям коркового крана 6 забезпечується видалення активованої суспензії для її подальшого використання, а по патрубку 3 безперервно поступає суспензія, яка підлягає активації Після закінчення роботи аналогічним чином установка промивається, а потім виключаються магнітострикційні перетворювачі 7 і привід (не показані) вала 11 При відновленні роботи процеси повторюються По даним лабораторних випробувань диспергатора-змішувача і прототипу у першому випадку має місце збільшення дисперсності низькомарочних цементів на 8-10%, цементів підвищених марок на 7-8% збільшення степені змішуванні суспензії на 20-22% і підвищення продуктивності установки в середньому на 25% у порівнянні з аналогічними результатами одержаними на лабораторній установці по авт свід № 1175720 (прийнятому за прототип) qo/г Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119