Активатор мінеральних речовин

Активатор мінеральних речовин, який містить герметичну ємність, розміщену на амортизаторах, з установленими в ній мембранами з пружного матеріалу, і магнітострикційний перетворювач, патрубки введення і виведення суспензії з корковими кранами, який відрізняється тим, що він складається з дзвоноподібної ємності, повернутої відкритою стороною вверх, яка забезпечена центральним вихідним патрубком з корковим краном і установлена на амортизаторах, на відкритій верхній частині якої, між герметизуючими і амор 3 35762 частинок та їх змішування; - відсутність умов для утворення явищ кавітації; - відсутність умов використання гідродинамічного випромінювання та кавітаційних явищ суп утніх 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 по торцям трубки з напівциліндричних мембран прикріпленими до їх зовнішніх стінок магнітострикційними перетворювачами і концентратора хвильовода, який співвісно входить знизу всередині трубки, до торця якого прикріплений магнітострикційний перетворювач з акустичними зворотним зв'язком, причому мембрани з'єднані між собою і з розділюючими перегородками, фігурними і кільцевими вставками з пружного матеріалу [а.с. №1196276, Кл.В28С5/46, опубл 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» по [а.с. №1451027, Кл. В28С5/46, опубл. в Б.В. №2, 1989p.], яка забезпечена воронками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована в ємності, тягою з кульковими клапанами, один з яких розміщений в кришці ємності, а кожний з подальших - в днищі мембрани виконаної тарілчатої 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. В28С5/46, опубл. в Бюл. №10, 2003p.], який забезпечений гідродинамічними випромінювачами, ємність виконана із секцій з розміщеною між ними шайбою з виступаючою всередину ємності частиною, а кожна мембрана виконана із двох частин з утворенням камер, випуклі мембрани кожна з яких звернена в протилежні сторони і контактують з мембраною 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 в вигляді швелера, між полицями якої розміщені плоскі кінці мембрани, при цьому нижня полиця швелера опирається на виступаючу частину шайби, а нижня мембрана нижньої камери 4 опирається випуклою частиною через прокладку на днищі ємності і має отвір, в якому розміщений вільний кінець патрубку виведення 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. Недоліками прототипу є: - малоефективна робота гідродинамічних випромінювачів; - швидкий знос робочої частини гідродинамічного випромінювача і потреба в їх заміні, що знижує продуктивність установки; - зовнішня поверхня установки піддається ультразвуковій вібрації, так як магнітострикційний перетворювач кріпиться до нижньої сторони кришки, що знижує рівень техніки безпеки обслуговуючого персоналу. Задачею винаходу є підвищення якості суспензії і удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що активатор мінеральних речовин складається з дзвіноподібної ємності повернутої відкритою стороною вверх, яка забезпечена центральним вихідним патрубком з корковим краном і установлена на амортизаторах, на відкритій верхній частині якої, між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками, під кришкою з центральним вхідним патрубком обладнаним корковим краном, горизонтально розміщена мембрана з отворами зі сторони жорсткого кріплення першої нахиленої додаткової мембрани, яку забезпечено отворами з протилежної сторони, яка нахилена під тим же кутом в зворотному напрямку і т.д. Крім кріплення мембран між собою, вони жорстко і центрально закріплені до нижньої сторони мембрани своєю більшою основою з допомогою фланця. Всі мембрани відповідають змінному внутрішньому діаметру концентратора і зменшується зверху вниз. З верхньої сторони горизонтальної мембрани жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач. Загальним з прототипом є герметична розміщена на амортизаторах ємність з установленими в ній мембранами з пружного матеріалу і магнітострикційний перетворювач, патрубки введення і виведення суспензії з корковими кранами. Конструктивними рішеннями активатора мінеральних речовин забезпечується значна перевага та суттєві відмінності у порівнянні з аналогами і прототипом: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана в сполученні з магнітострикційним перетворювачем, нахиленими мембранами з отворами в протилежних сторонах, які розміщені в пустотному конусному концентраторові. Такі конструктивні рішення посилили дію ультразвукових полів, а відповідно і кавітації, на суспензію, виключили вібрацію поверхонь ємності, як фактора порушення техніки безпеки, спростили виготовлення мембран і виключили ненадійність роботи гідродинамічних випромінювачів. 5 35762 2. Введення нових ознак теж указує на наявність суттєви х відмінностей: плоскі нахилені мембрани, пустотний конусний концентратор, дзвіноподібна ємність, горизонтальна мембрана. 3. Заміна частини ознак новими теж указує на наявність суттєви х відмінностей: збірна циліндрична ємність; ввігнуті і вип уклі мембрани замінені на плоскі нахилені мембрани; кріплення магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань з нижньої сторони горизонтальної мембрани. При цьому нахилені плоскі мембрани уменшаються в розмірах зверху вниз і їх контури відповідають контурам внутрішньої сторони пустотного конусного концентратора, а саме, вони створюють самі по собі концентратор ультразвукових хвиль, а в сполученні з конусним концентратором - загальний потужний концентратор, який діє зверху вниз і в нижній частині ємності створюються умови для потужної дії кавітації в півкульковій нижній частині ємності, що забезпечує підвищення якості суспензії. 4. У відповідності з п.п. 1, 2 і 3 активатор мінеральних речовин забезпечує нове взаємоположення ознак, новий тип зв'язків і взаємодій між ознаками, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей і забезпечує підвищення якості суспензії та підтверджує наявність удосконалення конструкції установки. На фігурі приведений активатор мінеральних речовин у розтині. Активатор мінеральних речовин складається з дзвіноподібної ємності 1 повернутої відкритою стороною вверх, яка забезпечена центральним вихідним патрубком 2 з корковим краном 3 і установлена на амортизаторах 4, на відкритій верхній частині якої між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками 5 і 6 під кришкою 7 з центральним вхідним патрубком 8, обладнаним корковим краном 9, горизонтально розміщена мембрана 10 з отворами 11 зі сторони жорсткого кріплення першої нахиленої додаткової мембрани 12, яку забезпечено отворами 13, з протилежної сторони до якої кріпиться чергова аналогічна мембрана з такими ж отворами з протилежної сторони, яка нахилена під тим же кутом в зворотньому напрямку і т.д. Крім кріплення мембран 12 між собою, вони жорстко кріпляться до внутрішньої стінки конусного пустотного концентратора 14 жорстко і центрально закріпленого до нижньої сторони мембрани 12 своєю більшою основою з допомогою фланця 15. Всі мембрани відповідають змінному внутрішньому діаметру концентратора 14 і зменшуються зверху вниз. 6 З верхньої сторони горизонтальної мембрани 10 жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач 16. Активатор мінеральних речовин працює таким чином. При закритому корковому крані 3, включеному високочастотному генераторові (не показаний), під'єднаним до магнітострикційного перетворювача 16, і відкритому корковому крані 9 по вхідному патрубку 8 подають суспензію, яка складається із мінеральних речовин рідини, яка поступає на корпус магнітострикційного перетворювача 16, випромінюючого ультразвук, о холоджує його, і переміщуючись в цьому ультразвуковому полі суспензія поступає наверхню сторону мембрани 10, яка випромінює своє ультразвукове поле. В процесі турбулентного руху суспензії в названих ультразвукових полях виникають явища кавітації, які є найбільш потужним фактором руйнування мінеральних речовин в рідині. Одночасно на мінеральні частинки діють деструктивні фактори при ударах і співударах цих частинок, різних видах тертя та механічної ерозії. Всі ці фактори значно збільшують питому поверхню твердих частинок в процесі їх р уйнування, чим сприяють їх активації. Проходячи через отвори 11 в мембрані 10, які працюють як гідродинамічні випромінювачі і циліндричні концентратори ультразвукового поля суспензія перемішується в ультразвукових полях додаткових нахилених мембран отвори 13, які працюють аналогічно отворам 11, чим посилюється дія кавітації на мінеральні частинки в рідкій фазі. Посиленню ультразвукової дії сприяє зменшення нахилених мембран 12 (концентрація звукових полів) та робота пустотного конусного концентратора 14, в якому вони розміщені. При заповнені ємності 1 в роботу включається ультразвукове поле зовнішньої сторони концентратора 14. Після заповнення ємності 1 і простору між кришкою 7 і мембраною 10 частково або повністю відкривають корковий кран 3 і по вихідному патрубку видаляють активовану суспензію на подальше використання. Одночасно корковим краном 9 регулюють об'єм подачі суспензії в ємність по вихідному патрубку 8 і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи промивання установки виконується аналогічним чином, а далі вимикається високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи установки процеси повторюються. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 35762 8 Підписне Тираж 28 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