Ультразвуковий змішувач-активатор

Ультразвуковий змішувач-активатор, що містить вертикально установлену на амортизаторах циліндричну ємність з кришкою і днищем, оснащеними відповідно центральними вхідним і вихідним патрубками з корковими кранами, мембрану, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань та концентратори ультразвукових хвиль, який відрізняє ться тим, що вертикальна циліндрична ємність з кришкою, оснащеною центральним вхідним патрубком з корковим краном, та днищем з центральним вихідним патрубком, оснащеним корковим краном, установлена на амортизаторах, а на днищі між герметизуючими і амортизуючими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру, між якими U 1 3 30358 4 - недостатня стрінь диспергування твердих забезпеченими відповідно центральними вхідними частинок і їх перемішування; і вихідними патрубками з корковими кранами, - відсутність умов для кавітаційного впливу на мембрана, магнітострикційний перетворювач процеси диспергування та змішування. ультразвукових коливань та концентратор Відомий диспергатор-змішувач [4], ультразвукових хвиль. утримуючий концентратор ультразвукових Задачею корисної моделі є підвищення якості коливань, забезпечений установленими по висоті і змішування і активації дисперсних сумішей та закріпленими на ньому тарілчатими удосконалення конструкції установки. перфорованими криволінійними мембранами зі Задача вирішується тим, що ультразвуковий збільшенням радіуса кривизни в сторону змішувач-активатор утримує вертикально магнітострикційного перетворювача, при цьому установлену циліндричну ємність з кришкою, герметична ємність виконана у вигляді з'єднаних забезпеченою центральним вхідним патрубком з циліндричної і, розташованої над нею, конічної корковим краном та днищем, з центральним оболонки з постійним зазором між внутрішньою вихідним патрубком забезпеченим корковим поверхнею ємності і торцями мембран. краном, установленим на амортизаторах. На Недоліками диспергатора-змішувача є: днищі, між герметизуючими і амортизуючими - недостатня ступінь диспергування твердих прокладками горизонтально установлена частинок і їх змішування; мембрана з отворами по периметру, між якими - нестандартність тарілчатих мембран; центрально і жорстко з нижньої сторони - складність у виго товленні ємності. закріплений магнітострикційний перетворювач Відомий також диспергатор-змішувач [5], який ультразвукових коливань. При цьому отвори забезпечений додатковими випромінювачами, співпадають з проміжками між центрально і ємність виконана по формі зрізаного конуса, жорстко закріпленим з верхньої сторони мембрани установленого більшою основою на нижнім пустотним конусним концентратором, на амортизаторах, і має на боковій поверхні кільцеві вершині якого закріплений змінний відбивач, та кронштейни, на яких через пружні прокладки пустотним кільцевим концентратором трикутного розміщені випромінювачі, виконані у вигляді поперечного розтину, який забезпечений кільцевих п'єзокерамічних перетворювачів, а диски кільцевим відбивачем. Концентратор центрально і закріплені на вертикальному валу привода жорстко закріплений до внутрішньої поверхні співвісно ємності, причому діаметр кожного диска, вертикально і центрально установленого розміщеного над відповідним кільцевим концентратора стаканного типу, повернутого вверх перетворювачем, менше діаметра останнього. дном, забезпеченим отворами, які співпадають з Недоліками найближчого аналога є: проміжками між пустотним кільцевим недостатня ступінь диспергування і концентратором та центрально і жорстко змішування суспензії; закріпленим до нього знизу пустотним конусним необхідність забезпечення установки концентратором, вершина якого повернута вниз і вакуумною системою; забезпечена з'ємним відбивачем. З верхньої - нестандартність криволінійних мембран; сторони дна жорстко і центрально закріплений - складність виготовлення корпусу. циліндричний концентратор. В якості найближчого аналога прийнятий Конструктивне виконання ультразвукового змішувач-активатор [6], який забезпечений змішувача-активатора має ряд переваг у розміщеним на валу шківом, закріпленим до порівнянні з відомими аналогами і найближчим ємності і до кришки за допомогою амортизуючих і аналогом та забезпечує наявність суттєвих герметизуючих прокладок мембрани стаканного відмінностей ознак, приведених у відмітній частині типу з конусним концентратором з тарілчатими формули: дисками, установленими на внутрішній поверхні 1. Частково нове сполучення ознак, що указує днища мембрани, а шайбоподібні випромінювачі на наявність суттєви х відмінностей: отвори виконані тарілчатими і закріплені на внутрішній мембрани співпадають з проміжками між поверхні мембрани по її висоті, уві гнутою центрально і жорстко закріпленим з її верхньої поверхнею в бік кришки, причому верхній сторони нижнім пустотним конусним шайбоподібний випромінювач розміщений із концентратором ультразвукових хвиль; змінні зазором між увігнутою поверхнею в бік кришки, а відбивачі на вершинах пустотних конусних наступні випромінювачі між дисками концентраторів; пустотний кільцевий концентратор концентратора, жорстко з'єднаними з останнім і трикутного поперечного розтину; кільцевий розміщеними на ньому по висоті ємності випуклою відбивач; концентратор стаканного типу, який поверхнею в бік кришки, причому вал виконаний повернутий вверх дном, яке забезпечене пустотним з радіальними отворами, розміщеними отворами, співпадаючими з проміжками між над увігнутою поверхнею кожного з'єднаного з ним пустотним кільцевим концентратором та диска, і зв'язаний з завантажувальним патрубком пустотним конусним концентратором, вершина за допомогою упорного підшипникового з'єднання, якого повернута вниз; з'ємний відбивач цього при цьому мембрана виконана з отворами по пустотного конусного концентратора; центральний периметру перетворювача. циліндричний концентратор. Спільним ультразвукового змішувачаТаке конструктивне рішення розміщення активатора з найближчим аналогом і аналогами є концентраторів значно посилює ультразвукове вертикально установлена циліндрична ємність на поле і при наявності турбулентного руху суспензії амортизаторах з кришкою і днищем, відповідно посилює дію кавітації на тверду фазу та 5 30358 6 забезпечує змішування продуктів руйнування магнітострикційного перетворювача 13 і твердих частинок з рідиною. Одночасно діють відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку додаткові потужні деструктори: удари і співудари 3 в ємність 1 подають суспензію для її активації і твердих частинок, їх аналогічні види тертя та змішування. З вхідного патрубка 3 суспензія механічна ерозія. поступає в циліндричний концентратор 23 на дно 2. Введення нових ознак, які указують на 19 і піддається дії ультразвукових полів наявність суттєви х відмінностей: горизонтальна випромінюваних внутрішньою стороною мембрана, до якої з нижньої сторони центрально і концентратора 23, фокусуючого ультразвукові жорстко закріплений магнітострикційний коливання в центральній зоні та верхньою перетворювач ультразвукових коливань; нижній і стороною дна 19. При цьому в турбулентних верхній пустотні концентратори ультразвукових потоках суспензії виникають явища кавітації, які є хвиль, на вершинах яких закріплені змінні потужними факторами диспергування твердих відбивачі; пустотний кільцевий концентратор частинок в рідині та змішування продуктів трикутного поперечного розтину, який руйнування цих частинок з рідкою фазою. Дію забезпечений кільцевим відбивачем; визначені кавітації доповнюють удари і співудари твердих місця для розміщення отворів в мембрані та дні частинок, їх різновиди тертя та механічна ерозія. концентратора стаканного типу, що забезпечує Таким чином забезпечується значне співпадання їх з проміжками між пустотним збільшення питомої поверхні твердої фази в кільцевим концентратором та нижнім і верхнім суспензії та рівномірний розподіл дисперсних пустотними конусними концентраторами; частинок в об'ємі, що і сприяє росту активності центральний циліндричний концентратор. суспензії в цілому при її використанні. Введення нових ознак забезпечило Через отвори 20, які діють як циліндричні виникнення потужної кавітаційної дії, яка є концентратори і гідродинамічні випромінювачі, головним фактором активації і змішування суспензія поступає в проміжок між суспензії. В той же час сама конструкція установки концентраторами 16 і 21, де піддається дії удосконалилась за рахунок виключення вузлів ультразвукових полів випромінюваних їх обертання та спрощення подачі суспензії в поверхнями. Потужність цих полів збільшується по ємність. мірі руху суспензії. В кульовій зоні між відбивачами 3. Згідно п.п.1 і 2 в конструктивному рішенні 15, 17 і 22 концентрація ультразвукових хвиль і, ультразвукового змішувача-активатора мають відповідно, кавітація досягається максимального місце нові взаємоположення ознак та нові типи рівня в сфокусованій зоні, що визиває руйн ування зв'язків між ознаками. самих відбивачів 15, 17 і 22 і необхідність Ультразвуковий змішувач-активатор (див. періодичної їх заміни. Далі суспензія опускається креслення) утримує вертикально установлену вниз по проміжку між концентраторами 14 і 16 і на циліндричну ємність 1 з кришкою 2 забезпеченою них діють ультразвукові поля цих концентраторів. центральним вхідним патрубком 3 з корковим Проходячи через отвори 12, які діють аналогічно краном 4 та днищем 5, з центральним вихідним отворам 20, суспензія охолоджує корпус патрубком 6 забезпеченим корковим краном 7, магнітострикційного перетворювача, піддається дії установленим на амортизаторах 8. На днищі 5, між випромінюваних ним ультразвукових хвиль та герметизуючими і амортизуючими прокладками 9 і ультразвукового поля нижньої сторони мембрани 10, горизонтально установлена мембрана 11 з 11, що забезпечує дію кавітації в зоні над днищем отворами 12 по периметру, між якими центрально і 5. жорстко з її нижньої сторони закріплений Заповнюючи ємність 1 послідовно магнітострикційний перетворювач ультразвукових включаються в роботу ультразвукові поля коливань 13. При цьому отвори 12 співпадають з випромінювані зовнішніми поверхнями проміжками між центрально і жорстко закріпленим концентраторів 18 і 23, чим підтримується дія з верхньої сторони мембрани 11 нижнім пустотним кавітації у всьому об'ємі. конусним концентратором 14, на вершині якого Після заповнення ємності 1 частково або закріплений змінний відбивач 15 та пустотним повністю відкривають корковий кран 7 і видаляють кільцевим відбивачем 17. Концентратор 16 активовану і змішану суспензію для подальшого центрально і жорстко закріплений до внутрішньої використання. Одночасно корковим краном 4 поверхні вертикально і центрально установленого регулюють подачу в ємність 1 суспензії і процес концентратора 18 стаканного типу повернутого продовжується в безперервному режимі. вверх дном 19 забезпеченим отворами 20, які По закінченні роботи аналогічним чином співпадають з проміжками між пустотним промивають установку, після чого виключають кільцевим концентратором 16 та центрально і високочастотний генератор (не показаний). жорстко закріпленим до нього знизу пустотним При відновленні роботи процеси конусним концентратором 21, вершина якого повторюються. повернута вниз і забезпечена з'ємним відбивачем Джерела інформації: 22. З верхньої сторони дна 19 жорстко і 1. Авторське свідоцтво СРСР №643346, Кл. центрально закріплений циліндричний В28С5/46, 1979. концентратор 23. 2. Авторське свідоцтво СРСР №1065214, Кл. Ультразвуковий змішувач-активатор працює В28С5/46, 1984. таким чином. 3. Авторське свідоцтво СРСР №1175720, Кл. При закритому корковому крані 7, ввімкненому В28С5/46, 1983. високочастотному генераторові (не показаний) 7 30358 4. Авторське свідоцтво СРСР №1565703, Кл. В28С5/46, 1990. 5. Авторське свідоцтво СРСР №1570922, Кл. В28С5/46, 1987. 6. Патент України №40366, Кл. В01F11/02, В28С5/46, опубл. в Бюл.№6, 2001 (прототип). 8