Ультразвуковий активатор-змішувач

Ультразвуковий активатор-змішувач, що містить вертикально установлену ємність на амортизаторах, яка оснащена кришкою і днищем з патрубками для введення і виведення суспензії, оснащеними запірно-роздавальною арматурою, мембрану, центральний конусний концентратор, магнітострикційний перетворювач та лійкоподібний концентратор, який відрізняється тим, що ультразвуковий активатор-змішувач містить вертикально установлену конусну ємність з днищем, розміщеним на амортизаторах, оснащеним центральним вихідним патрубком з корковим кра 3 33142 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; - 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, 1994p., який оснащений 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 дорівнює 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 найближчого аналога прийнятий «Активатор суспензії» по патенту України №68549, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №8, 2004p., який утримує ємність, під кришкою якої, з допомогою амортизуючих і герметизуючих прокладок горизонтально встановлена мембрана з отворами по периметру центрально і жорстко установленого на ній магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань, а з нижньої її сторони центрально і жорстко закріплений своєю нижньою основою пустотний зрізаний конусний концентратор ультразвукових коливань із скосом і відкритою нижньою частиною малої основи, в середині якого центрально і жорстко закріплений великою основою з нижньої сторони мембрани центральний конусний концентратор ультразвукових коливань з заокругленою вершиною, на якому жорстко закріплені концентратори тарілчастої форми: перший від мембрани і усі непарні повернуті опуклою стороною вгору; др угий з отворами в крайній зоні від місця їх кріплення і усі парні з такими ж отворами опуклою стороною вниз, при цьому їх діаметри зменшуються зверху вниз у відповідності із зменшенням діаметра центрального концентратора так, що проміжок між ним і внутрішньою поверхнею пустотного конусного концентратора залишається постійною величиною, а діаметри непарних допоміжних концентраторів забезпечують цей проміжок в 2,5 рази більшим. Спільними ознаками найближчого аналога з об'єктом, що заявляється, є наявність вертикально установленої ємності на амортизаторах і оснащеної кришкою і днищем з патрубками вводу і виводу суспензії з запорно-роздавальною арматурою та мембрани, випромінюючої ультразвукові хвилі, центрального конусного концентратора, магнітострикційного перетворювача та лійкоподібного концентратора. 4 Задачею корисної моделі є підвищення якості суспензії інтенсифікацією процесу активації, диспергування твердих частинок та якісного змішування їх з рідиною і удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що ультразвуковий активатор-змішувач утримує вертикально установлену конусну ємність з днищем, розміщеним на амортизаторах, оснащеним центральним вихідним патрубком з корковим краном, і кришкою з центральним вхідним патрубком з корковим краном, розміщеною на циліндричному кільці, під яким, між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана, яка оснащена з верхньої сторони центральною і жорстко закріпленим магнітострикційним перетворювачем, а з нижньої її сторони аналогічно закріпленими: центральним конусним концентратором, лійкоподібним концентратором з отворами в його верхній частині та муфтою, яка з'єднує його внутрішній об'єм з центрально розміщеною спіральною трубкою-концентратором, якого отвори верхнього заглушеного і жорстко закріпленого до мембрани кінця, співпадають з отворами мембрани, при цьому всі концентратори по відношенню до ємності і між собою розміщені з проміжками і паралельно. Конструктивне рішення виконання ультразвукового активатора-змішувача забезпечує ряд суттєви х відмінностей і передач у порівнянні з аналогами і прототипом: 1. Частково нове сполучення ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана в сполученні з лійкоподібним концентратором з отворами в верхній частині та муфтою в нижній частині; горизонтальна мембрана в жорсткому поєднанні зі спіральною трубкою з заглушеними верхніми кінцями і співпадаючими її отворами з отворами мембрани та під'єднаними нижнім кінцем до муфти. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєви х відмінностей: спіральна трубкаконцентратор та муфта. 3. Нове взаємоположення ознак: всі концентратори по відношенню до ємності і між собою розміщені з проміжками і паралельно. Таке взаємоположення визначило конусну форму ємності, що знизило її металоємність. 4. Згідно пунктам 1, 2 і 3 між ознаками визначились нові типи зв'язків і взаємодії. На Фіг. приведений ультразвуковий активаторзмішувач. Ультразвуковий активатор-змішувач утримує вертикально встановлену конусну ємність 1 з днищем 2, розміщеним на амортизаторах 3, оснащеними центральним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5 і кришкою 6 з центральним вхідним патрубком 7 з корковим краном 8, розміщеною на циліндричному кільці 9, під яким, між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками 10 і 11 горизонтально установлена мембрана 12, яка оснащена з верхньої сторони центрально і жорстко закріпленим магнітострикційним перетворювачем 13, а з нижньої сторони центрально і жорстко закріпленими: центральним конусним конце 5 33142 нтратором 14, лікоподібним концентратором 15 з отворами 16 в його верхній частині та муфтою 17, яка з'єднує його внутрішню площину з центрально розміщеною спіральною трубкою-концентратором 18 якого отвори 19, верхнього заглушеного і жорстко закріпленого до мембрани 12 кінця, співпадають з отворами 20 мембрани 12. Всі концентратори по відношенню до ємності 1 і між собою розміщені з проміжками і паралельно. Ультразвуковий активатор-змішувач працює таким чином. При закритому корковому крані 5, ввімкненому високочастотному генераторі (не показаний), під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 13 і відкритому корковому крані 8 по вхідному патрубку 7 в ємність 1 подають суспензію, яка попадає на корпус магнітострикційного перетворювача, охолоджує його, піддається дії ультразвукових полів самого корпуса і верхньої сторони мембрани 12, які, в турбулентних потоках суспензії визивають явища кавітації, яка є потужним деструктором твердої фази в рідині і якісним змішувачем продуктів руйнування з рідиною. Одночасно дію кавітації доповнюють удари і співудари твердих частинок, різні види тертя та механічна ерозія. Значне збільшення питомої поверхні твердої фази сприяє відповідному підвищенню активності суспензії при її подальшому використанні. Проходячи через отвори 20 мембрани і отвори 19 спіральної трубки-концентратора 18, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні ви 6 промінювачі, суспензія поступає в спіральну трубку-концентратор 18, який діє як фокусуючий циліндричний концентратор і потужність якого збільшується по мірі опускання суспензії дякуючи зменшенню діаметра кілець. Далі, з допомогою муфти 17 суспензія поступає в середину лійкоподібного концентратора 15, піднімається вверх і на неї діють ультразвукові поля випромінювані внутрішньою стороною концентратора 15 і центрального конусного концентратора 14, які діють аналогічно отворам 20 і 19, суспензія піддається дії ультразвукових полів зовнішньої сторони лійкоподібного концентратора 15 і спільної трубки-концентратора 18. При опусканні суспензії вниз потужність кавітації дякуючи конструктивним особливостям згаданих концентраторів 15 і 18. При повному наповненні ємності 1 частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по вихідному патрубку 4 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 установку промивають аналогічним чином і вимикають високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 33142 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