Активатор-змішувач дисперсних сумішей

Активатор-змішувач дисперсних сумішей, що містить вертикально установлену циліндричну ємність, установлену на амортизаторах, з днищем і кришкою, запірно-роздавальною арматурою і розміщеними всередині мембраною та магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань, який відрізняється тим, що ємність складається з верхньої циліндричної секції, забезпеченої кришкою з центральним вхідним патрубком, обладнаним корковим краном, та нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих і герметизуючих прокладок установлена горизонтальна мембрана з отворами, які розміщені по зовнішньому контур у жорстко і U 2 (19) 1 3 29506 центральному отворі відповідної мембрани, причому довжина виступ у не перевищує половини довжини отвору. Недоліками диспергатора-змішувача є: недостатня якість змішування складових суспензії; недостатнє ультразвукове поле для виникнення кавітації, що знижує якісний показник диспергування твердих частинок в рідині. Відомий також диспергатор-змішувач [патент України №14203, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №22, 1990р.], який забезпечений додатковими випромінювачами, ємність виконана у формі зрізаного конуса, розміщеного великою основою на амортизаторах, і має на боковій поверхні кільцеві 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; низький рівень ультразвукового поля, яке забезпечується п'єзокерамічними елементами; відсутність кавітації, що знижує якість диспергування твердих частинок та змішування їх з рідиною; складність конструкції із-за наявності рухомого вузла. Відомий також «Диспергатор» по патенту України №4819, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №71, 1994р., який забезпечений втулками, розміщеними на боковій поверхні ємності між мембранами, отвори в непарних мембранах розміщені по периферії, а в парних - в центрі, при цьому площина поперечного розтину центрального отвору рівна сумі площин поперечних розтинів отворів по периферії. Недоліками «Диспергатора» є: низька ступінь диспергування твердих частинок в рідині із-за відсутності кавітації; недостатня якість змішування складових суспензії по тій же причині. В якості прототипу прийнятий «Активаторзмішувач» по патенту України №68549, Кл В28С 5/46, опубл. в Бюл.№8, 2004, який містить вертикально встановлену на амортизаторах герметичну циліндричну ємність з днищем І кришкою, запірно-роздавальною арматурою і розміщеною всередині мембраною, при цьому під кришкою за допомогою амортизуючих і герметизуючих прокладок горизонтально встановлена мембрана з отворами по периметру центрального і жорстко установленого на ній магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань, а з нижнього її боку центрально і жорстко закріплений своєю великою основою пустотілий зрізаний конусний концентратор ультразвукових коливань із скосом і відкритою нижньою частиною малої основи, всередині якого центрально і жорстко закріплений 4 великою основою з нижнього боку мембрани центральний конусний концентратор ультразвукових коливань із закріпленою вершиною, на якому жорстко закріплені концентратори тарілчатої форми: перший від мембрани і установки непарні, повернуті опуклим боком вгору, другий з отворами в крайній зоні від місця їх кріплення і усі парні з такими ж отворами опуклим боком вниз, при цьому їх діаметри зменшуються зверху вниз у відповідності зі зменшенням діаметра центрального концентратора так, що проміжок між ними і внутрішньою поверхнею пустотного конусного концентратора залишається постійним за величиною, а діаметри непарних допоміжних концентраторів забезпечують проміжок в 2,5 рази більший. Недоліками прототипу є недостатня ступінь активації дисперсної суміші, змішування продуктів руйнування твердих частинок з рідиною та низька продуктивність із-за обмеженої дії кавітації. Задачею корисної моделі є підвищення якості суспензії та інтенсифікація процесів її активації, диспергування твердих частинок та змішування їх з рідиною. Задача досягається тим, що активаторзмішувач дисперсних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції, забезпеченої кришкою з центральним вхідним патрубком, обладнаним корковим краном та нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими, за допомогою кільцевих амортизуючих і герметизуючих прокладок установлена горизонтальна мембрана з отворами, які розміщені по зовнішньому контур у жорстко і центрально закріпленого до неї зверху конусного концентратора, на поверхні якого жорстко насаджені, з допомогою фланців, контури яких відповідають його поверхні, горизонтальні додаткові шайбоподібні концентратори, діаметри яких збільшуються зверху вниз на однакову величину, та отворами, які розміщені за зовнішніми контурами жорстко і центрально прикріпленої з нижнього боку мембрани, основної півкульової мембрани з отворами, які розміщені по зовнішньому контуру магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань жорстко і центрального закріплені в ній, а з зовнішнього її боку жорстко і центрально закріплені додаткові шайбоподібні концентратори з фланцями, які повторюють контури поверхні півкульової мембрани, непарні з яких тарілчастої форми з отворами у поверхні мембрани, а парні горизонтальні, при цьому останній парний додатковий концентратор забезпечений центральним тарілчастим фланцем. Спільними ознаками прототипу і аналогів з об'єктом, який заявляється, є наявність вертикально розміщеної ємності, установленої на амортизаторах і забезпеченої кришкою і днищем з вхідними і вихідними патрубками забезпеченими корковими кранами, горизонтально розміщена 5 29506 мембрана та магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань. Конструктивне рішення виконання активаторазмішувача дисперсних сумішей забезпечує ряд суттєвих ознак і переваг перед аналогами і прототипом. 1. Часткове сполучення ознак, яке вказує на наявність суттєви х відмінностей є те, що ємність складається з верхньої і нижньої циліндричних секцій з подальшим розміщенням між ними горизонтальної мембрани, а також кріплення з обох її боків концентраторів ультразвукових коливань і винесення магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань в середину півкульової мембрани. Ці конструктивні рішення забезпечили роботу кавітації у всьому об'ємі ємності з одночасним підсиленням потужності кавітаційних явищ. 2. Введення нових ознак, які теж вказують на наявність суттєви х відмінностей: конусний концентратор, на поверхні якого насаджені горизонтальні додаткові шайбоподібні концентратори; основна півкульвова мембрана з магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань і додатковими шайбоподібними концентраторами, непарні з яких тарілчастої форми з отворами, а парні горизонтальні. Такі технічні рішення введенням нових ознак дозволяють максимально посилити щільність ультразвукових полів, використати фокусуючи їх властивості і забезпечити турбулентність руху суспензії по всьому об'єму ємності, що забезпечить інтенсивну і повсюдну кавітаційну дію на дисперсну суміш. 3. Згідно п. 1 і 2 в конструктивних рішеннях активатора-змішувача дисперсних сумішей мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язку між ознаками. На Фіг. приведений активатор-змішувач дисперсних сумішей (розтин). Активатор-змішувач дисперсних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції 1, забезпеченої кришкою 2 з центральним вхідним патрубком 3, обладнаним краном 4 та нижньої циліндричної секції 5 з днищем 6, установленим на амортизаторах 7, забезпеченим центральним вихідним патрубком 8 з корковим краном 9, між якими, за допомогою кільцевих амортизуючи і герметизуючи прокладок 10 і 11 установлена горизонтальна мембрана 12 з отворами 13, які розміщені по зовнішньому контуру жорстко і центрально закріпленого до неї зверху конусного концентратора 14, на поверхні якого насаджені, з допомогою фланців 15, контури яких відповідають його поверхні, горизонтальні додаткові шайбоподібні концентратори 16, діаметр яких збільшується зверху вниз на однакову величину, та отворами 17, які розміщені за зовнішніми контурами жорстко і центрально прикріпленої з нижньої сторони основи півкульової мембрани 18 з отворами 19, які розміщені по зовнішньому контуру магнітострикційного 6 перетворювача 20 жорстко і центрально закріпленого в ній, а з зовнішньої її сторони жорстко і центрально закріплені додаткові шайбоподібні концентратори з фланцями повторюючими контури поверхні мембрани непарні 20, з яких тарілчастої форми з отворами 21 у поверхні мембрани 18, а парні 22 горизонтальні, при цьому останній парний додатковий концентратор 2.3 забезпечений центральним тарілчастим фланцем. Активатор-змішувач дисперсних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 9 ввімкненому високочастотному генераторові (не показаний) магнітострикційного перетворювача 19 та відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в ємність 1 подають дисперсну суміш. Поступаючи на вершину конусного концентратора 14, фланці 15 та перший горизонтальний додатковий шайбоподібний концентратор, суміш піддається дії випромінюваних ними ультразвукових полів. В турбулентному русі суспензії під дією ультразвукових полів, виникають явища кавітації, які є потужними диспергаторами твердої фази в рідині і потужними змішувачами продуктів руйнування цих твердих частинок з рідиною. Додатковими факторами руйнування твердих частинок є удари і співудари, різні види тертя та механічна ерозія. Зі збільшенням питомої поверхні твердих частинок збільшується активність дисперсної суміші. Кавітація діє при подальшому переміщені дисперсної суміші по горизонтальних додаткових шайбоподібних концентраторах. На горизонтальній мембрані 12, верхня сторона якої випромінює ультразвукове поле, суспензія піддається додаткової дії ультразвукового поля нижньої сторони останнього додаткового шайбоподібного концентратора 16, а проходячи через її отвори 13 і 17 ця дія посилюється так, як отвори працюють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі. Дисперсна суміш, яка проходить через отвори 13, поступає на корпус магнітострикційного перетворювача 19, охолоджує його і, одночасно, піддається дії ультразвукових полів самого корпуса та вн утрішньої сторони півкульової мембрани 18. Суміш, яка пройшла через отвори 17 мембрани 12 понадає на перший додатковий шайбоподібний концентратор 20, піддається дії ультразвуковому полю його верхньою стороною та ультразвуковому полю зовнішньої сторони півкульової мембрани 18, Суміш, яка пройшла через отвори 17 мембрани 12, попадає на перший додатковий шайбоподібний концентратор 20, піддається дії ультразвуковому полю випромінюваному його верхньою стороною та ультразвуковому полю зовнішньої сторони півкульової мембрани 18. Через отвори 19 і 21, які теж працюють, як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія поступає на чергові парні і непарні 20 і 22 додаткові шайбоподібні концентратора, а з останнього парного концентратора 23 поступає на днище 6 і 7 29506 поступово заповнює нижню циліндричну секцію 5. На всьому шля ху її р уху звер ху вниз діє кавітація. При заповненні секції 5 в роботу включаються ультразвукові поля непарних і парних додаткових шайбоподібних концентраторів 20, 22 і 23, які випромінюють їх нижні сторони та нижня сторона мембрани 12, чим підтримується дія кавітації. При заповнені верхньої циліндричної секції аналогічно включаються в роботу ультразвукові поля нижніх сторін горизонтальних додаткових шайбоподібних концентраторів 16. Після заповнення верхньої 1 і нижньої 5 циліндричних секцій частково або повністю відкривають корковий кран 9 і по вихідному патрубку 8 активована і змішана дисперсна суміш видаляється для подальшого використання. Одночасно корковим краном 4 регулюється об'єм дисперсної суміші, яка поступає в верхню секцію 1 і процес продовжується в безперервному режимі Після закінчення роботи аналогічним чином промивають установку і вимикають високочастотний генератор (не показаний) ультразвукових хвиль. При відновленні роботи процеси повторюються. 8