Змішувач-диспергатор

Змішувач-диспергатор, що містить вертикально встановлену на амортизаторах герметичну ємність з кришкою, оснащеною вхідним патрубком, запірно-роздавальну арматуру, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, мембрану, встановлену між круговими герметизуючими і амортизуючими прокладками та концентратори ультразвукових хвиль, який відрізняється тим, що містить вертикально встановлену циліндричну ємність з днищем, розміщеним на амортизаторах, оснащеним центральним вихідним патрубком з корковим краном та кришкою, оснащеною вхідним патрубком з корковим краном, під якою між круговими герметизуючими і амортизуючими прокладками встановлена мембрана з шайбоподібною крайньою круговою горизонтальною частиною і U 1 3 41999 4 - значні затрати електроенергії. вихідним патрубком з корковим краном, яка розВідомий пристрій для активації цементної суміщена на амортизаторах, та кришкою з центраспензії по (а.с. СРСР №1175720, М.Кл.4 В28С5/46, льним вхідним патрубком з корковим краном, під надр. БВ №32 за 1985 p.), який забезпечений заякою між кільцевими герметизуючими і амортизукріпленими в днищі магнітострикційним перетвоючими прокладками, горизонтально установлена рювачем з паралельно валам випромінюючою мембрана з отворами по периметру жорстко і пластиною, причому вали виконані різношвидкісцентрально закріпленого з нижньої сторони магніними, один із яких високошвидкісний виконаний з тострикційного перетворювача ультразвукових закріпленими на ньому дисками, які чергуються з коливань, який охоплює кільцевий півциліндричшайбами, а низько-швидкісний - в вигляді пустотіний концентратор, жорстко і центрально закріплелого барабану з кільцевими канавками для входу ний однією стороною до мембрани, а другою - до дисків швидкісного вала. корпуса магнітострикційного перетворювача ультНедоліками пристрою є: развукових коливань, з отворами по колу в нижній - недостатня ступінь диспергування твердих крайній його частині, до якого з зовнішньої сторони частинок та їх перемішування; жорстко і симетрично закріплений додатковий кі- відсутність умов для одержання найбільш льцевий півциліндричний концентратор ультразвупотужного диспергатора твердих частинок - явища кових хвиль, а з внутрішньої сторони - до корпусу кавітації. магнітострикційного перетворювача з аналогічно Відомий також патент України №51080 „Актирозміщеними отворами, до якого, в свою чергу, ватор дисперсних сумішей", надрук. в БВ №11, жорстко і центрально закріплений півкульовий 2002 р., Кл.6 В28С5/46, який містить установлену концентратор ультразвукових коливань з центрана амортизаторах герметичну ємність з розміщельним отвором, а з верхньої сторони мембрани ними в ній на прокладках з пружного матеріалу жорстко і центрально закріплений кільцевий півмембранами, забезпеченими магнітострикційними циліндричний концентратор ультразвукових колиперетворювачами, і запірно-роздавальну арматувань з отворами, розміщеними біля мембрани з ру, при цьому мембрани виконані півциліндричниверхньої сторони, при цьому концентратори утвоми однакової кривизни, розміщені одна проти одрюють єдиний концентратор ультразвукових колиної ввігнутими сторонами так, що з врахуванням вань, а мембрана забезпечена додатковим отвотовщини горизонтально закріплених в одній плором для видалення суспензії, яка потрапила на щині фланців мембран, для розміщення їх між неї. упорами, жорстко закріпленими поздовжньо на В основу корисної моделі поставлена задача внутрішній поверхні ємності симетрично по обох підвищення якості активації і змішування складосторонах горизонтальної осі, і пружних прокладок вих суспензій та удосконалення конструкції устаміж ними, утворюють циліндр, подібний ємності, зі новки. зміщеними центрами, при цьому верхній магнітоЗавдання досягається тим, що змішувачстрикційний перетворювач жорстко закріплений на диспергатор містить вертикально встановлену випуклій стороні верхньої мембрани симетрично циліндричну ємність з днищем, розміщеним на вертикальній осі, а біля основи її фланців паралеамортизаторах, оснащеним центральним вихідним льно повздовжній осі розміщені отвори, на внутріпатрубком з корковим краном, під якою між кругошній стороні нижньої мембрани також симетрично вими герметизуючими й амортизуючими прокладвертикальній осі жорстко до неї закріплений нижками установлена мембрана з шайбоподібною ній магнітострикційний перетворювач, по периметкрайньою круговою горизонтальною частиною і ру основи якого розміщені отвори, а величина різввігнутою центральною частиною з отворами, які ниць внутрішнього діаметра ємності і зовнішнього співпадають з пустотними утвореннями між жорстдіаметра циліндра, утвореного мембранами, зако і центрально закріпленими до нижньої сторони безпечує можливість розміщення магнітострикційчастин мембрани і між собою: крайнього пустотноного перетворювача на випуклій стороні верхньої го кільцевого концентратора гороподібного попемембрани з проміжком до внутрішньої поверхні речного перерізу з отворами, розміщеними в верхємності. ній внутрішній стороні, та отворами з нижньої його Недоліками „Активатора дисперсних сумішей" сторони; середнього аналогічного концентратора є: меншого розміру з отворами по обидві сторони - недостатня ступінь диспергування твердої верхньої його частини і центральними отворами в фази в рідині та їх змішування в процесі активації; нижній частині; центрального пустотного концент- складність конструкції ємності і півциліндричратора гороподібного поперечного перерізу з них концентраторів з магнітострикційними переотворами по обидві сторони його верхньої частини творювачами жорстко прикріпленими до кожної з та центральним отвором в нижній частині, при них; цьому з нижньої сторони пустотних концентраторів - патрубки введення і виведення суспензії з жорстко і центрально закріплена тарілчаста мемкорковими кранами; брана з отворами по контуру аналогічно закріпле- наявність двох магнітострикційних перетвоного з її верхньої сторони магнітострикційного перювачів. ретворювача, а ввігнута частина мембрани В якості прототипу прийнятий патент України перекрита жорстко і центрально закріпленою по на корисну модель №30440 „Ультразвуковий актипериметру додатковою випуклою мембраною, ватор-змішувач" опубл. в БВ №4, 2008 p., який перфорованою отворами. утримує вертикально установлену циліндричну Ознаками, що співпадають з прототипом в ємність з днищем, забезпеченим центральним змішувачі-диспергаторі є вертикально установле 5 41999 6 на на амортизаторах герметична ємність з кришдають з пустотними утвореннями між жорстко і кою, забезпеченою вхідним патрубком та днищем центрально закріпленими до нижньої сторони часз вихідним патрубком, запірно-роздавальна арматин 11 і 12 мембрани і між собою: крайнього пустотура, магнітострикційний перетворювач ультразвутного кільцевого концентратора 15, тороподібного кових коливань, мембрана, установлена між крупоперечного перерізу з отворами 16, розміщеними говими герметизуючими і амортизуючими в верхній внутрішній стороні, та отворами 17 з нипрокладками та концентратори ультразвукових жньої його сторони і середнього аналогічного пусхвиль. тотного концентратора 18 меншого розміру з отвоКонструктивне рішення змішувачарами 19 і 20 по обидві сторони верхньої його диспергатора забезпечує ряд суттєвих відмінних частини і центральних отворів 21 в нижній частині; ознак і переваг над відомими аналогами і прототицентрального пустотного концентратора 22 торопом, основними з яких є: подібного поперечного перерізу з отворами 23 і 24 1. Частково нове сполучення ознак, що указує по обидві сторони його верхньої частини та на наявність суттєвих відмінностей: кругові концецентральним отвором 25 в нижній частині, при нтратори поєднані між собою, з нижньою стороною цьому з нижньої сторони крайнього пустотного мембрани і тарілчастою мембраною, яка передає концентратора 15 жорстко і центрально закріплена на них ультразвукові коливання від центрально і тарілчаста мембрана 26 з отворами 27 по контуру жорстко закріпленого на її верхній поверхні магніаналогічно закріпленого з її верхньої сторони магтострикційного перетворювача ультразвукових нітострикційного перетворювача 28, а ввігнута коливань. У прототипі кругові концентратори поєдчастина 12 мембрани перекрита жорстко і центранані з мембраною і корпусом магнітострикційного льно закріпленою по периметру додатковою випуперетворювача ультразвукових коливань, а магніклою мембраною 29 перфорованою отворами 30. тострикційний перетворювач жорстко і центрально Змішувач-диспергатор працює таким чином. закріплений з нижньої сторони мембрани. При закритому корковому крані 5 вихідного па2. Введення нових ознак також указує на натрубка 4, ввімкненому високочастотному генераявність суттєвих відмінностей: мембрана змішуваторові (не показаний) магнітострикційного переча-диспергатора з шайбоподібною крайньою крутворювача 28 і відкритому корковому крані 8 по говою частиною і ввігнутою центральною вхідному патрубку 7 в ємність подають суспензію частиною з отворами перекрита жорстко і центрадля її диспергування і змішування для підвищення льно закріпленою по периметру додатковою випуїї активності. Активація суспензії полягає в багатоклою мембраною перфорованою отворами, що кратному збільшенню питомої поверхні твердої дозволило розмістити кільцеві і центральний конфази суспензії і змішування продуктів руйнування центратори з нижньої її сторони і створити умови цих твердих частинок з рідиною. для посилення ультразвукових полів з обох сторін Поступивши на верхню поверхню додаткової мембрани. У прототипі мембрана горизонтальна з випуклої мембрани суспензія піддається дії вимагнітострикційним перетворювачем ультразвукопромінюваного нею ультразвукового поля і поля вих коливань на її нижній стороні, що привело до верхньої сторони шайбоподібної горизонтальної ускладнення передачі ультразвукових хвиль зверчастини 11 мембрани. ху вниз до півкульового концентратора. Під дією ультразвукових полів в турбулентних 3. Заміна частини ознак новими теж указує на потоках суспензії виникають явища кавітації, які є наявність суттєвих відмінностей: кругові концентпотужними деструкторами твердої фази в рідині і ратори і центральний концентратор „О"- подібної активними змішувачами продуктів руйнування форми в верхніх і нижніх частинах є фокусуючи ми твердих частинок з рідиною. Для кавітації посилюультразвук елементами, аналогічно концентратоється наявність ударів і співударів твердих частирам прототипу - поперечного перерізу півкульової нок, їх різними видами тертя та механічною ерозіформи, а їх решта частина працює як циліндричєю. ний концентратор створюючи потужні ультразвуПройшовши через отвори 30 суспензія постукові поля в фокальній зоні. пає в простір між нижньою стороною додаткової 4. Враховуючи п.п. 1, 2 і 3 в конструктивному випуклої мембрани 29 і верхньою стороною ввігнурішенні змішувача-диспергатора мають місце нові тої центральної частини 12 мембрани, де піддатипи зв'язків і взаємодій між ознаками, що теж укається зустрічним ультразвуковим полям випромізує на наявність суттєвих відмінностей у порівняні нюваними цими поверхнями. Для кавітації з аналогами і прототипом. посилюється при проходженні суспензії через На Фіг. приведений змішувач-диспергатор у отвори 30, 13 і 14, які діють, як і другі отвори, як перерізі. циліндричні концентратори і гідродинамічні випроЗмішувач-диспергатор утримує герметичну мінювачі. вертикально установлену циліндричну ємність 1 з Пройшовши отвори 13 і 14 в пустотних утводнищем 2, розміщеним на амортизаторах 3, зареннях суспензія піддається дії ультразвукових безпеченим центральним вихідним патрубком 4 з полів частин ввігнутої 12 мембрани та частин зовкорковим краном 5 та кришкою 6 обладнаною нішніх верхніх поверхонь тороподібних пустотних центральним вхідним патрубком 7 з корковим краконцентраторів 15, 18 та пустотного концентратоном 8, під якою між круговими герметизуючими і ра 22, а далі, через отвори 16, 19, 20, 23 і 24 суамортизуючими прокладками 9 і 10 установлена спензія проходить активну ультразвукову обробку мембрана з шайбоподібною крайньою круговою сконцентрованими і сфокусованими ультразвукогоризонтальною частиною 11 і ввігнутою центравими полями в крайньому 15, середньому 18 і ценльною частиною 12 з отворами 13 і 14, які співпатральному пустотних концентраторах, після про 7 41999 8 ходження через отвори 17, 21 і 25 суспензія охохідному патрубку видаляють активовану і змішану лоджує магнітострикційний перетворювач 28, підсуспензію для її подальшого використання, а устадається ультразвуковій дії випромінюваних ним новка продовжує працювати у безперервному реультразвукових полів, полів нижніх зовнішніх стожимі. При цьому регуляторами подачі і видалення рін концентраторів 15, 18 і 22 та верхньої сторони суспензії є коркові крани 5 і 8. тарілчастої мембрани 26. Після закінчення роботи установку промиваЧерез отвори 27 мембрани 26 суспензія запоють аналогічним чином, а далі, вимикають високовнює ємність 1 знизу вверх і піддається ультразвучастотний генератор (не показаний) магнітострикковій дії нижньої сторони тарілчастої мембрани 26 ційного перетворювача 28. та зовнішньої сторони крайнього пустотного конПри відновленні роботи процеси повторюютьцентратора 15. ся. Після заповнення ємності суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по ви Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 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