Диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей

Диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей, що містить установлену на амортизаторах циліндричну ємність з кришкою, днищем і запірно-роздавальною арматурою та розміщеними в ній мембрану з магнітострикційним перетворювачем і привідний ротор над нею, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену циліндричну ємність з герметичним днищем, забезпеченим вихідним патрубком з корковим кра 3 - недостатній ступінь диспергування твердих частинок в рідині; - недостатній ступінь перемішування суспензії; - складність мембрани і ротора, їх незахищеність від зносу; - незахищеність від зносу ущільнюючої прокладки, складність її заміни, складність регулювання проміжку між мембраною і ротором; - складність в експлуатації. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії по ав. св. № 1173720, Кл. В28С5/46, опубл. в Б. В. № 32 за 1965 p., який забезпечений закріпленими в днище магнітострикційними перетворювачами з випромінюючою пластиною, причому вали виконані різношвидкісними, із яких високошвидкісний вал виконаний з кільцевими канавками для входу в них дисків низькошвидкісного вала. Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в суспензії і їх перемішування; - відсутність умов для виникнення кавітації, як фактора забезпечення диспергування та змішування суспензії. Відомий також пристрій «Змішувач - активатор» по ав. св. № 1268429, Кл. В28С5/46, опубл. в Б. В. № 41 за 1986 p., який забезпечений ковпаком з вертикальними прорізами установленими всередині корпусу співвісно з ним жорстко змонтованим на валу диском, який розміщений над ковпаком і має на периферії виступ, причому лопатка виконана в вигляді смуги розділеної по довжині вертикальними стінками на три частини, з яких протилежні крайні ділянки відігнуті вниз на 2/3 ширини лопатки в сторону напрямку кручення. Недоліками цієї установки є: - недостатній ступінь диспергування і змішування твердих частинок в рідині; - значна висота установки, що не дозволяє розмістити її між дозаторами і змішувальним вузлом; - відсутність ультразвукового випромінювача, що виключає можливість виникнення кавітації; - складність конструкції і ускладнення роботи по ремонту в процесі експлуатації. За прототип прийнятий «Диспергаторзмішувач» по патенту України № 5707, Кл. В28С5/46, опубл. в Бюл. № 7-1, 1994 p., який утримує установлену на амортизаторах ємність у вигляді циліндра з кришкою, з завантажувальним і розвантажувальним патрубками, центральним валом з ротором, закріпленим з допомогою підшипникової опори по осі ємності, мембраною з установленим на ній магнітострикційним перетворювачем, приводом (не показаний), запірнороздавальну арматуру, при цьому ротор виконаний тарілчастої форми, вал виконаний з центральним скрізним отвором і роздавальними отворами, розміщеними над верхньою поверхнею ротора. Мембрана виконана тарілчастої форми з вигнутої по формі півкруглого жолоба верхньою частиною, яка з'єднана з допомогою амортизуючої кільцевої прокладки і кільцевого упора з кришкою і ємністю. Магнітострикційний перетворювач розміщений на нижній поверхні мембрани, а розвантажувальний патрубок розміщений по осі ємності і з'єднаний з нижньою частиною мембрани. 61674 4 Недоліками прототипу є: - недостатня якість активації та змішування складових композиційної полімерної суміші; - неможливість одночасно і дозовано подавати в установку для активації дві і більше складових суміші. Диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей забезпечує ряд переваг і суттєвих відмінностей ознак у порівнянні з відомими аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Початково нові поєднання ознак: кришка ємності крім підшипникового вузла обладнана вхідними патрубками з корковими кранами; мембрана додатково перфорована отворами; вихідний патрубок обмежений днищем; мембрана додатково зафіксована між герметизуючими і амортизуючими прокладками під кришкою. 2. Введення нових ознак: патрубки з запірнороздавальною арматурою в кришці ємності, нижні кінці яких нахилені до вертикальної осі; симетричні виступи і впадини з зовнішньої і внутрішньої сторони поверхні ротора. 3. Заміна частини ознак новими: ротор тарілчастої форми замінений на пустотний ротор горизонтальною кришкою та виступами і впадинами зовнішньої і внутрішньої його бокової поверхні; пустотний вал з отворами замінений на повнотілий вал; мембрана тарілчастої форми замінена на мембрану стаканного типу з перфорованими боковими стінками. 4. Згідно пп. 1, 2 і 3 конструктивні рішення установки забезпечують нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фіг. 1 приведений диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей в поперечному перерізі, на фіг. 2 - переріз по А -А на фіг. 1. Задачею диспергатора-змішувача складових полімерних сумішей є підвищення якості активації і змішування компонентів композиційної полімерної суміші та удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що диспергаторзмішувач складових полімерних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність з герметичним днищем, забезпеченим патрубком з корковим краном і розміщеним на амортизаторах, та герметичною кришкою з вхідним патрубком, забезпеченими корковими кранами і центрально установленим підшипниковим вузлом, через який проходить привідний вал, на нижньому кінці якого закріплений пустотний ротор з горизонтальною кришкою та симетричними виступами і впадинами з зовнішньої і внутрішньої його бокових поверхонь, а під кришкою і верхньою гранню ємності між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками центрально розміщена мембрана стаканного типу з перфорацією бокової поверхні та жорстко і симетрично закріпленим з нижньої сторони днища, з отворами по периферії, магнітострикційним перетворювачем. Загальними ознаками для диспергаторазмішувача складових полімерних сумішей і прототипу є вертикально установлена на амортизаторах циліндрична ємність з кришкою, днищем і запірнороздавальною арматурою та розміщені в ній мем 5 брана з магнітострикційним перетворювачем і привідний ротор над нею. Конструктивне рішення диспергаторазмішувача переріз по А-А на фіг. 1. Диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність 1 з герметичним днищем 2, забезпеченим вихідним патрубком 3 з корковим краном 4 і розміщеним на амортизаторах 5, та герметичною кришкою 6 з вхідними патрубками 7 і 8, забезпеченими корковими кранами 9 і 10 і центрально установленим підшипниковим вузлом 11, через який проходить привідний вал 12, на нижньому кінці якого закріплений пустотний ротор 13 з горизонтальною кришкою 14 та симетричними виступами 15 і впадинами 16 з зовнішньої і внутрішньої сторін її бокових поверхонь, а під кришкою 6 і верхньою гранню ємності 1 між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками 17 і 18 центрально розміщена мембрана 19 стаканного типу з перфорацією 20 бокової поверхні та жорстко і симетрично закріпленим з нижньої сторони днища 21, з отворами 22 по периферії, магнітострикційним перетворювачем 23. Диспергатор-змішувач складових полімерних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 4, ввімкненими приводами (не показаний) та високочастотному генератору (не показаний), під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 23, і відкритих коркових кранах 9 і 10 по вхідних патрубках 7 і 8 подають в ємність 1 складові суспензії для їх активації і змішування. Поступаючи на кришку ротора 14 відцентровою силою, складові суміші переміщуються і під власною масою опускаються в зону між стінкою мембрани 19 і стінкою ротора 14, забезпеченою Комп’ютерна верстка Мацело В. 61674 6 виступами 15 і впадинами 16, де на суміш діє ультразвукове поле, відцентрова сила і турбулентний рух рідини, що сприяє виникненню кавітації, яка є потужним фактором руйнування твердих частинок і зміщування продуктів їх руйнування з рідкою фазою суспензії. Одночасно процеси диспергування посилюються ударами твердих частинок по металевих поверхнях, їх співударами та різними видами тертя в турбулентних потоках під дією кавітації. Відцентрові сили сприяють пропуску суспензії через перфорацію 20 стінок мембрани 19, які працюють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі і підсилюють кавітацію в ультразвуковому полі зовнішньої сторони мембрани 19. Далі, опускаючись на днище 2 ємності 1, суспензія охолоджує магнітострикційний перетворювач 23, опромінює її власним ультразвуковим полем, а отвори 22, які теж працюють як підсилювачі кавітації створеної ультразвуковим полем зовнішньої сторони мембрани 19, забезпечують активацію і змішування складових полімерної суміші у всій ємності 1. При заповненні ємності 1 суспензією відкривають повністю або частково корковий кран 4 і готова продукція видаляється по вихідному патрубку 3. Одночасно корковими кранами 9 і 10 вхідними патрубками 7 і 8 регулюється об'єм складових суміші поступаючої в ємність 1 і процес роботи установки продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним шляхом, далі вимикається привід (не показаний) вала 12 і високочастотний генератор (не показаний), під'єднаний до магнітострикційного перетворювача 23. При відновлені роботи процеси відновлюються. Підписне Тираж 23 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