Активатор дисперсних сумішей

Активатор дисперсних сумішей, що містить циліндричну вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність, обладнану патрубками для введення і виведення суспензії з запірнороздавальною арматурою, мембрану і магнітострикційний перетворювач, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка забезпечена днищем, з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, розміщеним на амортизаторах, і кришкою, з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, під якою між амортизуючими і герметизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з 3 с. №1175720, Кл. В28С, 5/14, надрук. в Б.В. №32, 1985p.]. Недоліками цього пристрою є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок та їх змішування; - відсутність умов для утворення явищ кавітації; - відсутність умов використання гідродинамічного випромінювання та кавітаційних явищ супутніх йому при наявності турбулентного руху в суспензії. Відома також установка для активації цементної суспензії, яка забезпечена випромінювачами в кожній секції, які виконані в вигляді вертикально установленої по осі ємності, відкритої з торців трубки з напівциліндричних мембран з прикріпленими до їх зовнішніх стінок магнітострикційними перетворювачами і концентраторами хвиль, який співвісно входить знизу всередину трубки, до торця якого прикріплений магнітострикційний перетворювач з акустичними перегородками, фігурними і кільцевими вставками з пружного матеріалу [а. с. №1196276, Кл. В28С, 5/14, надрук. в Б.В. №45, 1986p.]. Недоліками установки є: - швидкий знос ущільнюючих фігурних прокладок працюючих в зоні кавітації; - низька продуктивність в зв'язку з частими поточними ремонтами; - значні затрати електроенергії на живлення шести магнітострикційних перетворювачів; - значні габаритні розміри по висоті. Відома також «Установка для активації цементної суспензії» [а. с. СРСР №1451027, Кл. В28С, 5/46, надрук. в Б.В. №2, 1989p.], яка забезпечена воронками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована в ємності з допомогою кільця і прокладки, установленої паралельно осі ємності, тягою з кульовими клапанами, один з яких розміщений в кришці ємності, а кожний з подальших - в днищі мембрани виконаної тарілчастої форми з перфорованим відігнутим краєм. В ємності установлені магнітострикційні перетворювачі, патрубки для введення і виведення суспензії, штуцер для з'єднання з вакуумною системою. Недоліками установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок суспензії; - низька продуктивність установки; - ненадійність роботи клапанів, складність їх очистки і ремонту; - значні енергетичні затрати. В якості прототипу прийнятий «Диспергаторзмішувач» [по патенту України №60420, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. 10 за 2003р.], який забезпечений гідродинамічними випромінювачами, ємність виконана із секцій з розміщеною між ними шайбою з виступаючою всередину частиною, а кожна мембрана виконана із двох частин з утворення камер, опуклі частини мембран кожна з яких звернена в протилежні сторони контактують з мембранами сусідньої камери, причому в зонах контакту мембран виконані отвори, в яких за допомогою прокладок і гайки розміщені гідродинамічні випромінювачі, а кільцева прокладка має поперечний розтин у вигляді швелера, між полицями якої роз 33152 4 міщені плоскі кінці мембрани, при цьому нижня полиця швелера спирається на виступну частину шайби, а нижня мембрана нижньої камери спирається опуклою частиною через прокладку на днище ємності і має отвір, в якому розміщений вільний кінець патрубка для видалення суспензії, причому патрубок введення суспензії закріплений на зовнішній стороні верхньої частини мембрани верхньої камери, в якій розміщений центрально і жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач, при цьому діаметр мембрани середньої камери відповідає внутрішньому діаметру шайби. Недоліком прототипу є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в рідині і якісного змішування Продуктів руйнування з рідиною; - гідродинамічні випромінювачі потребують подачі суспензії в ємність під надлишковим тиском; - складність в заміні гідродинамічних випромінювачів, яка пов'язана з інтенсивним їх зносом в процесі роботи. Загальним для активатора дисперсних сумішей і прототипу є: циліндрична вертикально установлена на амортизаторах герметична ємність обладнана патрубками для введення і виведення суспензії з запорно-роздавальною арматурою, мембрана і магнітострикційний перетворювач. Задачею активатора дисперсних сумішей є підвищення якості суспензії, зниження енергетичних затрат і удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що активатор дисперсних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка забезпечена днищем, з центральним вихідним патрубком обладнаним корковим краном, розміщеним на амортизаторах, і кришкою, з центральним вхідним патрубком забезпеченим корковим краном, під якою між амортизуючими і герметизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру жорстко і центрально закріпленого на ній з верхньої сторони магнітострикційного перетворювача, які співпадають з проміжком між жорстко і центрально закріпленими більшими основами з нижньої сторони мембрани конусним пустотним концентратором з його центральним та боковими отворами та конусним пустотним концентратором і боковими отворами, менша основа якого входить в цей центральний отвір з проміжком до зовнішньої його поверхні і співпадає з нижньою стороною днища стакана центрального і жорстко закріпленого відкритою частиною до нижньої поверхні мембрани, і в якому концентратори розміщені, при цьому до днища стакана центрального і жорстко закріплені додатковий конусний концентратор з центральним і боковим отворами, який розміщений в сферичному концентраторі з центральним отвором. Конструктивне рішення активатора дисперсних сумішей у порівнянні з аналогами і прототипом забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг: 1. Введення нових ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: центрального конусного пустотного концентратора з центральним і 5 боковими отворами; закріпленого з проміжком до центрального концентратора пустотного конусного концентратора також з центральним і боковими отворами; стакан з днищем і центральним отвором в ньому; додатковий конусний концентратор з центральним і боковим отворами; сферичний концентратор з центральним отвором та горизонтальна мембрана. 2. Частково нове сполучення ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: поєднання мембрани з центральним конусним пустотним концентратором, пустотним конусним концентратором, стаканом і др. концентраторами ультразвукових коливань. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: мембрани, за винятком однієї - горизонтальної, замінені концентраторами ультразвукових коливань, що дозволило відмовитися від малоефективних гідродинамічних випромінювачів і які працюють тільки при надлишковому тиску; використання, замість сферичної мембрани, прямолінійної горизонтальної жорстко закріпленої мембрани для кріплення магнітострикційного перетворювача і передачі ультразвукових коливань на концентратори. 4. Згідно пп. 1, 2 і 3 в активаторі дисперсних сумішей мають місце нові типи зв'язків і взаємодій між ознаками. На фігурі приведений активатор дисперсних сумішей в розтині. Активатор дисперсних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність 1, яка забезпечена днищем 2, з центральним вихідним патрубком 3 з корковими краном 4, розмішеним на амортизаторах 5, і кришкою 6, з центральним вхідним патрубком 7 з корковим краном 8, під якою між амортизуючими та герметизуючими кільцевими прокладками 9 і 10 горизонтально установлена мембрана 11 з отворами 12 по периметру жорстко і центрально закріпленого на ній з верхньої сторони магнітострикційного перетворювача 13, які співпадають з проміжком між жорстко і центрально закріпленими більшими основами з нижньої сторони мембрани 11 конусним пустотним концентратором 14 з його центральним 15 і боковими 16 отворами та конусним пустотним концентратором 17 з його центральним 18 та боковими 19 отворами, менша основа якого входить в центральний отвір 20 з проміжком до зовнішньої його поверхні і співпадає з нижньою стороною днища 21 стакана 22 центрально і жорстко закріпленого відкритою частиною до нижньої поверхні мембрани 11, і в якому концентратори 14 і 17 розміщені. До днища 21 стакана 22 центрально і жорстко закріплені додатковий конусний концентратор 23 з центральним отвором 24 і боковими отворами 25, 33152 6 який розміщений в сферичному концентраторі 26 з центральним отвором 27. Активатор дисперсних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 4, включеному високочастотному генераторові (не показаний), під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 13 і відкритому корковому крані 8 по вхідному патрубку 7 в ємність 1 подають суспензію. Попадаючи на корпус магнітострикційного перетворювача 13 вона охолоджує його і піддається дії його ультразвукового поля та ультразвукового поля верхньої сторони мембрани 11. Під дією ультразвукових полів різної потужності в турбулентному русі суспензії виникає кавітація, яка є потужним деструктором твердих частинок в рідині та змішувачем продуктів їх руйнування зі складовими суспензії, що забезпечує її активність за рахунок значного збільшення активної питомої поверхні твердих частинок в однорідному середовищі. Проходячи через отвори 12, які діють як гідродинамічні випромінювачі та циліндричні концентратори, суспензія проходить по проміжку і піддається обробці ультразвуковими полями, які випромінюються зовнішньою стороною конусного пустотного концентратора 14 та аналогічною стороною пустотного конусного концентратора 17. Далі через отвори 18, 19 і 20, які теж працюють аналогічно отворам 12, в стакані 22 і додатковому конусному концентраторі 23 суспензія піддається дії відповідних ультразвукових полів, підтримуючи умови для виникнення кавітації і т.д. до виходу через отвір 27, який теж діє як гідродинамічний випромінювач і циліндричний концентратор, суспензія поступово заповнює ємність 1 знизу вверх і піддається дії ультразвукових полів тих поверхонь, з якими вона контактувала при своєму русі зверху вниз (зовнішньої поверхні сферичного концентратора 26, бокової поверхні стакана 22 і т.д.). В процесі дії на суспензію ультразвукових полів і кавітації активація її посилюється співударами твердих частинок, ударами їх по поверхнях вузлів установки, різними видами їх тертя та механічною ерозією. При повному заповненні ємності 1 суспензію частково або повністю відкривають корковий кран 4 і видаляють готову продукцію по вихідному патрубку 3. Одночасно корковим краном 8 регулюють об'єм суспензії, яка поступає в ємність 1 для активації і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним чином і виключають високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 33152 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601