Активатор мінеральних речовин

Активатор мінеральних речовин, що містить установлену на амортизаторах герметичну ємність, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, мембрани, концентратор ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру, який відрізняє ться тим, що він містить вертикально установлену циліндричну ємність з днищем, розміщену на амортизаторах, і забезпечений центральним вихідним патрубком з корковим краном та кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, під якою між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками горизонтально установлена U 1 3 24903 - низька продуктивність із-за великої протяжності шляху переміщення суспензії; - значна витрата електроенергії для живлення декількох п'єзакерамічних випромінювачів та декількох магнітострикційних перетворювачів, а також води для їх охолодження. Відома «Установка для активації цементної суспензії», яка утримує герметичну ємність, установлену на основу за допомогою амортизаторів, рами з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах ємність, виконана у вигляді розміщених одна над одною воронкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений з проміжком відносно нижче лежачої сторони секції. Ємність забезпечена також патрубками для введения і виведення цементної суспензії і подачі надлишкового тиску [авт. свід. №874378, Кл.3 В28С 5/46, опубл. в БВ №39 за 1981р.]. Недоліками цієї установки є: - недостатня міра диспергування суміші, наприклад, цементної суспензії, із-за довгого шляху переміщення і каскадних переходів від одного випромінювача до іншого; - низька продуктивність по тій же причині і недостатньої дії ультразвукового поля на тверді частини суспензії. Відома також установка по [авт. свід. №1451027, Кл.4 В28С 5/46, опубл. в БВ №2 за 1989р. "Установка для активації цементної суспензії"], яка утримує установлену на амортизаторах ємність, з розміщеними послідовно в ній мембранами з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введения й виведення суспензії і штуцером з'єднання з вакуумною системою. Установка забезпечена воронками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована на ємності з допомогою кільця і прокладки, розміщеної паралельно осі ємності, тягою з кульковими клапанами, один з яких розміщений в кришці ємності, а кожний з чергових - в днищі мембрани, виконаної тарільчатої форми з перфорованим відгином, причому кожний перетворювач розміщений на днищі мембрани. Недоліками пристрою є: - недостатня ступінь змішування складових суспензії, так як воронки не піддаються дії ультразвукових коливань і практично створюють умови для розшаровування суміші (вода зі щільністю 1г/см 3 і цемент - 3,1г/см 3); - штуцер приєднаний до вакуумної системи розміщений так, що не сприяє створенню різниці тиску, необхідного для посилення роботи гідродинамічних випромінювачів; - із-за наявності великої кількості прокладок з пружного матеріалу знижується ступінь надійності установки в роботі, а заміна їх складна, так як потребує повного розбирання установки; - кульові клапани ускладнюють конструкцію установки; - наявність магнітострикційних перетворювачів викликає значну потребу в електроенергії, ускладнює конструкцію установки і надійність їх в роботі. В якості прототипу прийнятий [патент України №5296, Кл. В28С 5/46 "Змішувач-активатор" надрукований в Бюл. №1 за 2003р]. 4 Змішувач-активатор, який містить установлену на амортизаторах ємність, розміщені послідовно в ній мембрани з магнітострикційним перетворювачем, патрубки для введення суспензії і штуцер для з'єднання з вакуумною системою, який відрізняється тим, що він забезпечений співвісно всередині ємності мембраною стаканного типу, установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу, і кільцевою прокладкою з пружного матеріалу, установленою в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани, з отворами по периметру, жорстко закріплено магнітострикційний перетворювач, а в середині циліндричної частини послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершинами, з гідродинамічними випромінювачами по периметру. Недоліками прототипу є недостатня інтенсифікація процесів зміщування і активації суспензії, що впливає на якість вихідної продукції. Завданням корисної моделі є підвищення якості активованої суспензії та удосконалення конструкції установки. Завдання досягається тим, що активатор мінеральних речовин забезпечений вертикально розміщеною циліндричною ємністю з днищем, установленим на амортизаторах, і забезпечений центральним вихідним патрубком з кормовим краном та кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим кормовим краном, під якою між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами, які розміщені по кільцю за допомогою центрально і жорстко закріпленою з верхньої сторони мембрани тороподібною верхньою мембраною з боковими отворами і центральним отвором, яка охоплює центрально розміщений і жорстко закріплений до тієї ж верхньої сторони мембрани магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, при цьому отвори знаходяться в периферійній зоні великого отвору додаткової нижньої тороподібної мембрани, нижня відкрита частина якої перекрита горизонтально розміщеним диском з отвором, по осі якої жорстко і центрально закріплений ступінчатий концентратор ультразвукових коливань, на якій горизонтально розміщені додаткові мембрани, протилежні сторони яких кріпляться жорстко до внутрішньої сторони нижньої тороподібної мембрани своїми фланцями, а отвори непарних мембран розміщені в зоні концентрата, отвори парних мембран - в периферійній зоні перед фланцями. Спільними ознаками прототипу і аналогів з заявленим об'єктом є установлена на амортизаторах герметична ємність, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, мембрани, концентратор ультразвукових коливань та запірнороздавальна арматура. Конструктивне виконання активатора мінеральних речовин забезпечує ряд суттєвих ознак і переваг перед аналогами і прототипом, основними з яких є: 5 24903 1. Частково нове сполучення ознак, яке указує на наявність суттєвих відмінностей: - горизонтальна мембрана з тороподібною верхнею мембраною з боковими отворами і центральним отвором, яка охоплює магнітострикційний перетворювач; - горизонтальна мембрана з додатковою нижньою тороподібною мембраною, нижня відкрита частина якої перекрита горизонтально розміщеним і закріпленим до неї диском. Ці нові сполучення ознак сприяють значній концентрації ультразвукових хвиль і виникненню в турбулентних потоках суспензії кавітаційних явищ, що сприяє підвищенню якості активованої суспензії. 2. Введення нових ознак, які указують на наявність суттєвих відмінностей: - тороподібна верхня мембрана з боковими і великим центральним отвором зі сторони вхідного патрубка; - додаткова нижня тороподібна мембрана, нижня відкрита частина якої перекрита горизонтально розміщеним диском з отворами; - диск зі ступінчатим концентратом ультразвукових коливань на ступінях якого горизонтально розміщені додаткові мембрани, протилежні сторони яких кріпляться жорстко до внутрішньої сторони нижньої тороподібної мембрани. Нові конструктивні рішення направлені на поліпшення потужності ультразвукових полів для максимально можливого збільшення потужності кавітації і, як результат, покращення якості суспензії. 3. Згідно п. п. 1 і 2 нові конструктивні рішення при введенні нових ознак та частково нового сполучення ознак мають місце нові типи зв'язків і взаємодій між ознаками та нові взаємоположення ознак, що забезпечило наявність суттєвих відмінностей від аналогів і прототипу та удосконалення конструкції установки. На Фіг. приведений активатор мінеральних речовин в розтині. Активатор мінеральних речовин утримує вертикально установлену циліндричну ємність 1 з днищем 2, розміщену на амортизаторах 3, і забезпеченим центральним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5 та кришкою б з центральним вхідним патрубком 7, забезпеченим корковим краном 8. Під кришкою 6 між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками 9 і 10 горизонтально установлена мембрана 11 з отворами 12, які розміщені по кільцю за додатковою центрально і жорстко закріпленою з верхньої сторони мембрани 11 тороподібною верхньою мембраною 13 з боковими отворами 14 і центральним отвором 15, яка охоплює центрально розміщений і жорстко закріплений до тієї ж верхньої сторони мембрани 11 магнітострикційний перетворювач 16 ультразвукових коливань, при цьому отвори 12 знаходяться в периферійній зоні великого отвору 17 додаткової нижньої тороподібної мембрани 18, нижня відкрита частина якої перекрита горизонтально розміщеним диском 19 з отворами 20, по осі якої жорстко і центрально закріплений ступінчатий концентратор 21 ультразвукових коливань, на яких горизонтально розміщені додаткові мембрани 22, протилежні сторони яких 6 кріпляться жорстко до внутрішньої сторони нижньої тороподібноі мембрани 18 своїми фланцями 23, а отвори 24 непарних мембран 22 розміщені в зоні концентратора 21 ультразвукових хвиль, отвори 25 парних мембран - в периферійній зоні перед фланцями 23. Активатор мінеральних речовин працює таким чином. При закритому корковому крані 5, включеному високочастотному генераторові (не показаний) під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 16 і відкритому корковому крані 8 по вхідному патрубку 7 в ємність 1 подається суспензія, мінеральні дисперсні частинки якої підлягають активації. Через отвір 15 тороподібної верхньої мембрани 13 суспензія поступає на корпус магнітострикційного перетворювача 16, охолоджує його і піддається дії його ультразвукового поля та поля випромінюючого внутрішньою стороною тороподібноії верхньої мембрани. В турбулентному русі під дією цих ультразвукових полів виникає кавітація, яка є найбільш потужним деструктором мінеральних речовин в рідині. Одночасно з кавітацією діють деструктивні дії ударів і співударів твердих частинок, аналогічних видів тертя та механічна ерозія. При цьому продукти руйнування твердої фази якісно перемішуються з рідиною. Проходячи через отвори 14 тороподібної верхньої мембрани 13, які діють як циліндричні концентратори та гідродинамічні випромінювачі, суспензія поступає на верхню сторону мембрани 11, де діє випромінюване нею ультразвукове поле та ультразвукове поле зовнішньої сторони тороподібної верхньої мембрани 13, що сприяє підтриманню дії кавітаційних явищ. Через отвори 12, які діють як циліндричні концентратори та гідродинамічні випромінювачі, суспензия через великий отвір 17 нижньої тороподібної мембрани 18 поступає на її додаткові мембрани 22, де піддається дії ультразвукових полів цих мембран, ступінчатого концентратора 21, диска 19, а проходячи через отвори 14 непарних, 25 парних мембран та отвори 20 диска 19, які діють аналогічно отворам 14 і 12, накопичується на днищі 2 ємності 1. На всьому шляху переміщення суспензії в ній діють явища кавітації. Сферичні поверхні торових верхньої 13 і нижньої 18 мембран фокусують ультразвукові хвилі, чим посилюють дію кавітації. В процесі заповнення ємності 1 на суспензію діють ультразвукові поля, які випромінюють зовнішні сторони диска 19, нижньої тороподібної мембрани 18 та нижньої сторони мембрани 11. Після заповнення ємності 1 частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по вихідному патрубку 4 видаляють активовану суспензію на подальше використання. Одночасно корковим краном 8 регулюють об'єм суспензії, яка поступає в ємність 1 на активацію і процес продовжується в безперервному режимі. По закінченню роботи аналогічним шляхом установка промивається, після чого вимикається високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 24903 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601