Ультразвуковий активатор-змішувач

Ультразвуковий активатор-змішувач, який містить установлену на амортизаторах герметичну ємність, мембрану, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, концентратори ультразвукових хвиль та запірнороздавальну арматуру, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену циліндричну ємність з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, яка розміщена на амортизаторах, та кришкою з центральним вхідним патрубком з корковим краном, під якою, між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками, горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру жорстко і центрально закріпленого з нижньої сторони магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань, який U 2 (19) 1 3 30440 4 амортизуючої прокладки, який забезпечений основи її фланців паралельно поздовжній осі п'єзокерамічним випромінювачем у вигляді розміщені отвори, на внутрішній стороні нижньої пустотної оболонки з фланцеподібним елементом мембрани також симетрично вертикальній осі у верхній частині, розміщеній концентрично жорстко до неї закріплений нижній основній і виконаній з тефлонового матеріалу, магнітострикційний перетворювач, по периметру [патент України №5708, опубл. в Бюл. №7-1, основи якого розміщені отвори, а величина різниць 1994р.]. внутрішнього діаметра ємності і зовнішнього Недоліком диспергатора-змішувача є те, що діаметра циліндра, утвореного мембранами, він не забезпечує високу ступінь диспергування забезпечує можливість розміщення твердих частинок в рідині і змішування суспензії. магнітострикційного перетворювача на випуклій Відомий також «Диспергатор мінеральних стороні верхньої мембрани з проміжком до речовин», [патент України №41172, опубл. в Бюл. внутрішньої поверхні ємності. №7, 2001р.], який містить установлену на Недоліками прототипу є: амортизаторах кульову герметичну ємність, - недостатня ступінь диспергування твердої магнітострикційний перетворювач та допоміжну фази в рідині та їх змішування в процесі активації; мембрану, лійкоподібний концентратор складність конструкції ємності і ультразвукових коливань та запірно-роздавальну півциліндричних концентраторів з арматуру, при цьому має установлену магнітострикційними перетворювачами жорстко горизонтально усередині кульової герметичної прикріпленими до кожної з них; ємності, за допомогою кільцевої герметичної та - патрубки введення і виведення суспензії з амортизуючої фігурної прокладки й кільцевого корковими кранами; упору, жорстко і горизонтально закріпленого з магнітострикційний перетворювач. У внутрішньої сторони нижньої півкулі нижче прототипу два магнітострикційні перетворювачі, у горизонтальної осі, коливальний контур заявленому активаторі - один. ультразвукових хвиль, що складається з основної Задачею корисної моделі є підвищення якості мембрани, розташованої у верхній півкулі, активації і змішування складових суспензії та забезпеченої співвісно та жорстко закріпленими з удосконалення конструкції установки. верхньої сторони магнітострикційними Задача досягається тим, що ультразвуковий перетворювачами, з нижньої сторони основними активатор-змішувач утримує вертикально концентраторами ультразвукових хвиль, та установлену циліндричну ємність з днищем, отворами у ній по контуру її основи та нижньої забезпеченим центральним вихідним патрубком з допоміжної мембрани, жорстко з'єднаних по корковим краном, яка розміщена на периметру поясом, який повторює контури амортизаторах, кришкою з центральним вхідним внутрішньої поверхні ємності, яка в центральній патрубком з корковим краном, під якою, між частині переходить в лійкоподібний концентратор кільцевими герметизуючими і амортизуючими ультразвукових хвиль, повторюючи контури прокладками, горизонтально установлена основного концентратора, при цьому їх кінці мембрана з отворами по периметру жорстко і горизонтальні та співпадають, а між внутрішньою центрально закріпленого з нижньої сторони поверхнею ємності та поясом і між лійкоподібним магнітострикційного перетворювача концентратором ультразвукових хвиль та ультразвукових коливань, який охоплює кільцевий контуром основного концентратора є проміжок. концентратор і центрально закріплений однією Недоліком диспергатора мінеральних речовин стороною до мембрани, а другою - до корпуса є: магнітострикційного перетворювача недостатня ступінь змішування ультразвукових коливань, з отворами по колу в диспергованої твердої фази з рідиною; нижній крайній його частині, до якого з зовнішньої - складність конструкції. сторони жорстко і симетрично закріплений В якості прототипу прийнятий [патент України додатковий кільцевий концентратор №51080 «Активатор дисперсних сумішей», Кл. ультразвукових хвиль, а з внутрішньої сторони до В28С5/46], який містить установлену на корпусу магнітострикційного перетворювача з амортизаторах герметичну ємність з розміщеними аналогічно розміщеними отворами, до якого, в в ній на прокладках з пружного матеріалу свою чергу, жорстко і центрально закріплений мембрани, забезпеченими магнітострикційними півкульовий концентратор ультразвукових перетворювачами і запірно-роздавальну арматуру, коливань з центральним отвором, а з верхньої при цьому мембрани виконані півциліндричними сторони мембрани жорстко і центрально однакової кривизни, розміщені одна проти одної закріплений кільцевий концентратор ввігнутими сторонами так, що з врахуванням ультразвукових коливань з отворами, товщини горизонтально закріплених в одній розміщеними у мембрани з верхньої сторони, при площині фланців мембран, для розміщення їх між цьому концентратори утворюють єдиний упорами, жорстко закріпленими поздовжньо на концентратор ультразвукових коливань, а внутрішній поверхні ємності симетрично по обох мембрана забезпечена додатковим отвором для сторонах горизонтальної осі, і пружних прокладок видалення суспензії, яка потрапила на неї. між ними, утворюють циліндр, подібний ємності, зі Загальними ознаками для ультразвукового зміщеними центрами, при цьому верхній активатора-змішувача з аналогами і прототипом є магнітострикційний перетворювач жорстко установлена на амортизаторах герметична закріплений на випуклій стороні верхньої ємність, мембрана, магнітострикційний мембрани симетрично вертикальній осі, а біля перетворювач ультразвукових коливань, 5 30440 6 концентратори ультразвукових хвиль та запірновихідним патрубком 3 з корковим краном 4, яка роздавальна арматура. Конструктивне виконання розміщена на амортизаторах 5, та кришкою 6 з ультразвукового активатора-змішувача забезпечує центральним вхідним патрубком 7 з корковим ряд суттєвих ознак і переваг перед аналогами і краном 8, під якою, між кільцевими прототипом, основні з яких такі: герметизуючими і амортизуючими прокладками 9 і 1. Заміна частини ознак на нові, що вказує на 10, горизонтально установлена мембрана 11 з наявність суттєвих ознак: отворами 12 по периметру жорстко і центрально - жорстко і центрально закріплений з нижньої закріпленого з нижньої сторони сторони мембрани, охоплюючий магнітострикційного перетворювача 13 магнітострикційний перетворювач, кільцевий ультразвукових коливань, який охоплює кільцевий півциліндричний концентратор з отворами по колу концентратор 14 жорстко і центрально закріплений в нижній крайній його частині; однією стороною до мембрани 11, а другою - до жорстко і симетрично закріплений корпуса магнітострикційного перетворювача 13 додатковий кільцевий півциліндричний ультразвукових коливань, з отворами 15 по колу в концентратор ультразвукових хвиль з аналогічно нижній крайній його частині, до якого з зовнішньої розміщеними отворами; сторони жорстко і симетрично закріплений - до додаткового кільцевого концентратора додатковий кільцевий концентратор 16 жорстко і центрально закріплений півкульовий ультразвукових хвиль, а з внутрішньої сторони до концентратор ультразвукових коливань з корпусу магнітострикційного перетворювача 13 з центральним отвором; аналогічно розміщеними отворами 17, до якого, в - з верхньої сторони мембрани жорстко і свою чергу, жорстко і центрально закріплений центрально закріплений кільцевий півкульовий концентратор 18 ультразвукових півциліндричний концентратор ультразвукових коливань з центральним отвором 19, а з верхньої коливань з отворами, розміщеними у мембрани з сторони мембрани 11 жорстко і центрально внутрішньої його сторони; закріплений кільцевий півциліндричний - концентратори в цілому утворюють єдиний концентратор 20 ультразвукових коливань з концентратор ультразвукових коливань. отворами 21, розміщеними у мембрани 11 з Таким чином, кавітація, як найбільш потужний верхньої сторони, при цьому концентратори 14, 16 деструктор твердої фази, в турбулентних потоках і 18 утворюють єдиний концентратор суспензії фокусується півциліндричними ультразвукових коливань, а мембрана 11 кільцевими концентраторами і посилюється під забезпечена додатковим отвором 22 для час проходження через їх отвори, які працюють, як видалення суспензії, що потрапила на неї. гідродинамічні випромінювачі, що і забезпечує Ультразвуковий активатор-змішувач працює значне підвищення активації суспензії за рахунок наступним чином. руйнування твердих частинок в зонах кавітації, При закритому корковому крані 4, включеному змішування продуктів руйнування твердої фази з високочастотному генераторові (не показаний) рідиною, тертям та ударів твердої фази по під'єднаному до магнітострикційного поверхнях вузлів установки і між собою та інших перетворювача 13 і відкритому корковому крані 8 факторів. При цьому має місце інтенсивний процес по вхідному патрубку 7 подають суспензію, яка змішування суспензії в цілому. Такого ефекту поступає в воронкоподібну полость створену можна досягнути тільки удосконаленням півциліндричним кільцевим концентратором 20, де конструкції установки - заміни одних вузлів на неї діють ультразвукові поля, які другими, більш прогресивними. випромінюються зовнішньою стороною 2. Частково нове сполучення ознак, що теж концентратора 20 та верхньою стороною указує на наявність суттєвих ознак: мембрана з мембрани 11. Проходячи через отвори 21, які магнітострикційним перетворювачем і жорстко діють як циліндричні концентратори і прикріпленим до них кільцевим півциліндричним гідродинамічні випромінювачі, суспензія концентратором; кільцевий півциліндричний піддається дії ультразвукового поля концентратор, жорстко прикріплений до нижньої випромінюваного верхньою стороною мембрани сторони мембрани і додатковий кільцевий 11 і фокусуючого ультразвукового поля півциліндричний концентратор, який жорстко і випромінюваного внутрішньою стороною центрально закріплений до його зовнішньої півциліндричного кільцевого концентратора 20. сторони; додатковий кільцевий півциліндричний В цьому і другому випадках в турбулентних концентратор, до зовнішньої сторони якого потоках суспензії під дією ультразвукових полів жорстко і центрально закріплений півкульовий виникають кавітаційні явища, які є потужними концентратор; кільцевий півциліндричний факторами деструкції твердої фази в рідині і концентратор жорстко і центрально закріплений на змішування продуктів руйнування з рідиною. верхній стороні мембрани; місця розміщення Одночасно мають місце й інші фактори, які отворів у всіх перерахованих концентраторах. підсилюють дію кавітації: удари і співудари 3. Згідно п.п.1 і 2 в конструктивних рішеннях твердих частинок в рідині, різні види тертя і ультразвукового активатора-змішувача мають механічна ерозія. місце нові взаємоположення ознак та нові типи Ступінь збільшення питомої поверхні твердих зв'язку між ними. частинок пропорційно підвищує активність Ультразвуковий активатор-змішувач (Фіг.) суспензії в подальшому її використанні. утримує вертикально установлену циліндричну Проходячи через отвори 12, які діють ємність 1 з днищем 2, забезпеченим центральним аналогічно отворам 21, суспензія поступає в 7 30440 кільцевий концентратор 14, піддається фокусуючій дії ультразвукового поля випромінюваного його внутрішньою стороною і ультразвукових полів нижньої сторони мембрани 11 і корпуса магнітострикційного перетворювача 13, охолоджує його і через отвори 15, які діють аналогічно отворам 12 і 21, поступає в додатковий кільцевий концентратор 16 і т.д. Кільцеві концентратори 14 і 16 та півкульовий концентратор 18 конструктивно розміщені так, що створюють один потужний концентратор, тому по мірі опускання суспензії до отвору 19 потужність кавітації і, відповідно, активації і змішування суспензії зростають. При виході суспензії через отвір 19, який діє аналогічно попереднім отворам і є найбільш потужним з усіх попередніх, суспензія поступає в ємність 1 і піддається дії випромінюваних ультразвукових полів зовнішніми сторонами півкульового концентратора 18, додаткового кільцевого концентратора 16 і кільцевого концентратора 14, чим підтримується дія кавітації в ємності 1. Після заповнення ємності 1 суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 4 і по вихідному патрубку 3 видаляють активовану і змішану суспензію для подальшого використання. Одночасно корковим краном 8 регулюють об'єм суспензії, яка поступає в ємність по вхідному патрубку 7 і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним чином, а потім виключається високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 8