Диспергатор

1. Диспергатор, що містить герметичну ємність з завантажувальним і розвантажувальним патрубками, магнітострикційний перетворювач з випромінювальною мембраною і віддзеркалювач, який відрізняється тим, що він оснащений центральним вхідним патрубком та кришкою, до якої з нижньої внутрішньої сторони за допомогою стрижнів через амортизаційну прокладку центрально прикріплена верхня тарілчаста мембрана з відігнутим краєм вниз, яка оснащена з верхньої сторони центрально і жорстко закріпленим магнітострикційним перетворювачем, а через її центральний отвір проходить вхідний 3 29085 пустотілого барабану з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала. Недоліками пристрою є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок та їх перемішування; - відсутність умов для утворення явища кавітації; відсутність умов використання гідродинамічного випромінювання та кавітаційних явищ, які супроводжують його при наявності турбулентного руху суспензії. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії по [а.с. СРСР №143 3961, М. Кл. В28С 5/46, надрук. В Б.В. №15 за 1989p.], який забезпечений горизонтально встановленим ротором, що охоплюється ексцентрично розміщеним корпусом у вигляді спіральної поверхні з перекриваючими краями, на якій радіально змонтовані магнітострикційні перетворювачі, а патрубок для введення суспензії встановлено тангенально у місці максимального зазору, утвореного ротором та поверхнею спіралі. Недоліками пристрою є: - ротор пристрою не бере участі в диспергуванні цих частинок у рідині; - великі витрати електроенергії для живлення трьох магнітострикторів; - складне кріплення мембрани; - недостатня ступінь диспергування твердих частинок. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії по [а.с. СРСР №1502358, М. Кл. В28С 5/46, надрук. В Б.В. №31 за 1989p.], робочий орган якого забезпечено додатковим випромінювачем та поєднаним великою основою з основним полим усіченим конусом, що має механізми регулювання та корки з горловинами, вісі яких розташовані у площині більшої основи конусів, причому кожний гідродинамічний випромінювач розміщено на стороні горловини, спрямованої до приводу, на якій встановлено випромінювач з ввігнутою поверхнею, який звернуто до вісі валу, а додатковий випромінювач розміщено на валу приводу, ввігн ута поверхня якого звернута до бічної стінки ємності. Недоліками пристрою є: - складність конструкції; відсутність магнітострикційного перетворювача, що виключає можливість виникнення кавітації; - складність в експлуатації. Пристрій для диспергування мінеральних речовин по [а.с. СРСР №1276517 М. Кл. В28С 5/46, надрук. В Б.В. №46 за 1986p.], камера якого забезпечена рухомою втулкою, встановленою на горизонтально розміщеній нерухомій вісі, що має повздовжній канал та радіальні отвори а гідродинамічні випромінювачі встановлено попарно симетрично на рухомій втулці, перпендикулярно її вісі й тангенціально на камері напроти кільцевого випромінювача. Недоліками базового об'єкта (пристрою) є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок та змішування твердих частинок у рідині; 4 - складність конструкції пристрою, що ускладнює експлуатаційне обслуговування. Як найближчий аналог прийнятий [патент України №14204 "Диспергатор" опубл. в Б. В. №2, 1997р.], який забезпеченим ввігнутим кільцевим віддзеркалювачем, а вал - ротором, викопаним по формі кульового сектора і розміщеним з проміжком відносно мембрани дзвоноподібної форми, розміщеної через ущільнюючу прокладку на завантажувальному патрубку, причому ввігнутий кільцевий віддзеркалювач закріплений до бокової поверхні ємності напроти проміжку між мембраною і ротором. Недоліком найближчого аналога є недостатня якість диспергування твердої фази і ступінь зміщування продуктів руйнування твердих частинок з рідиною. Спільними ознаками з найближчим аналогом диспергатор мас герметичну ємність з завантажувальним і розвантажувальним патрубками, магнітострикційний перетворювач з випромінюючою мембраною і віддзеркалювач. Задачею корисної моделі є підвищення якості диспергування твердих частинок суспензії та змішування твердої фази з рідиною. Задача досягається тим, що диспергатор забезпечений центральним вхідним патрубком та кришкою, до якої з нижньої внутрішньої сторони, за допомогою стрижнів, через амортизаційну прокладку, центрально прикріплена верхня тарільчата мембрана з відігнутим краєм вниз, яка забезпечена, з верхньої сторони, центрально і жорстко закріпленим магнітострикційним перетворювачем, а через її центральний отвір проходить вхідний патрубок з корковим краном та гайкою з обмежувачем, жорстко закріпленим до верхньої сторони кришки, при цьому до нижнього кінця патрубка - центрально і жорстко закріплена нижня тарільчата мембрана з відігнутим краєм вниз, паралельно аналогічному відгину верхньої мембрани, яка забезпечена магнітострикційним перетворювачем та котушкою зворотного зв'язку, центрально та жорстко закріпленими з нижньої її сторони. Вхідний патрубок, на рівні верхньої поверхні нижньої тарільчатої мембрани, забезпечений овальними отворами. Проти проміжку, утвореного відігнутими краями верхньої і нижньої тарільчатих мембран, жорстко, до внутрішньої стінки ємності, прикріплений кільцевий віддзеркалювач. Конструктивні рішення виконання диспергатора забезпечують ряд його переваг у порівнянні з відомими аналогами та прототипом, які указують на наявність суттєви х відмінностей від них. Введення нових ознак та частково нове поєднання ознак: 1. Нижня тарільчата мембрана забезпечена магнітострикційним перетворювачем, що сприяє посиленню ультразвукового поля в проміжку між нею і верхньою тарільчатою мембраною і ультразвукового поля в ємності, що; в свою чергу, адекватно підсилює явища кавітації і якісне диспергування твердих частинок в рідині та 5 29085 забезпечує якісне змішування продуктів руйнування твердої фази в суспензії. Аналогічна мембрана прототипу не забезпечена магнітострикційним перетворювачем так як вона обертається. 2. Нижня тарільчата мембрана прикріплена до кінця вхідного патрубка, а над нею патрубок забезпечений овальними отворами. Перша нова ознака забезпечує переміщення нижньої мембрани вниз і вверх, що дозволяє регулювати проміжок між відгинами її і верхньої мембрани, а саме, вибирати оптимальний режим для одержання якісної суспензії. Овальні отвори необхідні для подачі суспензії в зону найбільш щільного ультразвукового поля проміжок між мембранами, де кавітаційні явища максимальної потужності. 3. Вхідний патрубок забезпечений гайкою в обмежувачах забезпечує зміну його положення по вертикальній вісі, що забезпечує переміщення вверх і вниз нижньої тарільчатої мембрани. 4. Нові взаємо положення ознак, нові типи зв'язків і взаємодія між ознаками випливають з п. п. 1, 2 і 3. На Фіг.1 приведений поперечний розтин диспергатора; на Фіг.2 положення патрубка в обмежувачі на Фіг.1. Диспергатор утримує герметичну вертикально установлену циліндричну ємність 1, розміщену на амортизаторах 2 днищем 3, забезпеченим центральним вхідним патрубком 4 з корковим краном 5 та кришкою 6, до якої з нижньої внутрішньої сторони за допомогою стрижнів 7 через амортизуючи прокладку 8 центрально прикріплена верхня тарільчата мембрана 9, відігнутий край 10 якої повернутий вниз і на верхній її стороні симетрично і жорстко закріплені котушки магнітострикційного перетворювача 11, які приєднані до високочастотного генератора (не показаний), а через центральний отвір проходить вхідний патрубок 12 з корковим краном 13 та гайкою 14, яка обертається в рамках обмежувача 15, жорстко прикріпленого до кришки 6 з зовнішньої сторони, для переміщення вхідного патрубка 12 різьбовим з'єднанням в вертикальних напрямках. До нижнього кінця патрубка центрально і жорстко закріплена нижня тарільчата мембрана 16 з відігнутим краєм 17 вниз паралельно аналогічному відігнутому краю 10 верхньої тарільчатої мембрани 9. На нижній стороні цієї мембрани симетрично і жорстко закріплені котушки магнітострикційного перетворювача 18, приєднаних до високочастотного генератора (не показаний), а по центру аналогічно закріплена котушка зворотного зв'язку 19. Вхідний патрубок 12 на рівні верхньої поверхні нижньої тарільчатої мембрани забезпечений овальними отворами 20, а проти проміжку 21, утвореного відігнутими краями 10 і 17 мембран 9 і 16, жорстко до внутрішньої сторони стінки ємності 1 прикріплений кільцевий віддзеркалювач 22. Диспергатор працює таким чином. При закритому крані 5, включених високочастотних генераторах (не показані), 6 приєднаних до котушок магнітострикційних перетворювачів 11 і 18 і при відкритому корковому крані 13 по патрубку 12 подається суспензія через отвори 20 на верхню сторону нижньої тарільчатої мембрани 16, заповнюючи простір між названою і верхньою тарільчатою мембраною 9. Мембрани 9 і 16 зустрічними ультразвуковими молями при турбулентному русі суспензії створюють умови для виникнення кавітаційних явищ, які є найбільш потужними джерелами диспергування твердих частинок в суспензії та змішування продуктів руйнування з рідиною. Одночасно діють на тверду фазу в рідині механічна ерозія, удари і співудари та тертя між цими частинками і частинками з металевими поверхнями вузлів установки. Далі, проходячи через проміжок 21, який регулюється гайкою 14, діючий як гідродинамічний випромінювач, суспензія ударяється у віддзеркалювач, чим додатково посилює процеси диспергування і змішування. При заповненні ємності 1 суспензія охолоджує магнітострикційні перетворювачі 18 і 11 і одночасно опромінюється їх ультразвуковими полями. Процеси диспергування та змішування продовжуються до повного заповнення ємності 1, після чого частково або повністю відкривають кран 5 і по вихідному патрубку 4 готова продукція видаляється, а після регулювання краном 13 поступаючої суспензії по вхідному патрубку 12 процес диспергування суспензії продовжується в безперервному режимі. Потужність ультразвукових полів між мембранами 9 і 16 і розмір . проміжку 21, як гідродинамічного випромінювача регулюється в процесі роботи установки гайкою 14. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним шляхом, після чого виключаються генератори (не показані), приєднані до котушок магнітострикційних перетворювачів 11 і 18. При відновленні роботи процеси повторюються. 7 29085 8