Активатор

Активатор, який містить встановлену на амортизаторах герметичну ємність зі сферичною кришкою і днищем, оснащену вхідним і вихідним патрубками з запірно-роздавальною арматурою, концентратори ультразвукових коливань і горизонтальну мембрану з магнітострикційним перетворювачем, який відрізняється тим, що має вертикальну конусну ємність з кільцевим фланцем, днищем, оснащеним вихідним патрубком з корковим краном, яка встановлена на амортизаторах, та кришкою з центральним вхідним патрубком, 3 кожна із яких розташована під мембраною і змонтована на ємності, за допомогою кільця і прокладки, установленої паралельно осі ємності, тягою з кульовими клапанами, один із яких розташований в кришці ємності, а кожен із наступних - в днищі мембрани. Мембрана виконана у вигляді тарілчастої форми з перфорованою відбортовкою, причому кожен перетворювач розташований на днищі мембрани (а.с. СРСР №1451027, М. Кл. В 5/46, Бюл. №2, 1989р.). Недоліком цієї установки є: - значна втрата електроенергії, так як кожна мембрана забезпечена магнітострикційним перетворювачем; - ненадійність в роботі кульових клапанів, що знижує продуктивність установки в результаті їх частої заміни. Відомий також «Пристрій для активації цементної суспензії» по авт. св. №1175720, опубл. в Бюл. №32, 1985р., який утримує закріплений в днищі корпуса магнітострикційний перетворювач з паралельною валам випромінюючою пластиною, а вали виконані різношвидкісними, причому високошвидкісний вал виконаний з закріпленими на ньому дисками, які чергуються з шайбами, а низькошвидкісний вал - у вигляді пустотного барабана з кільцевими канавками, в які входять диски високошвидкісного вала. Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування твердої фази суспензії; - недостатня ступінь змішування складових суспензії; - низька продуктивність установки. Відомий також «Диспергатор-змішувач» (патент України №60418, опубл. в Бюл. №10, 2003р., Кл. В28С 5/46), який утримує змонтовану на амортизаторах герметичну ємність з завантажувальною і розвантажувальною арматурою, установленим в ній барабаном і магнітострикційними перетворювачами, закріпленими жорстко симетрично і протилежно горизонтальному діаметру ємності на її зовнішній поверхні, а на її внутрішній поверхні повздовжньо і жорстко установлені з'ємні сегменти, профіль яких зменшується по ввігнутій кривій по ходу обертання барабана, а також з жорстко і повздовжньо закріпленими на зовнішній поверхні барабана з'ємними сегментами, профіль яких зменшується по випуклій кривій по напрямку його обертання. Недоліками диспергатора-змішувача є: - значний знос сегментів на внутрішній поверхні ємності і зовнішній поверхні барабана, складність їх виготовлення і заміни; - перегрівання магнітострикційних перетворювачів і необхідність в технологічних перервах, що зменшує продуктивність установки. Відомий також «Змішувач-активатор» (патент України №52977 опубл. в Бюл. №1, 2003р.), який містить установлену на основі за допомогою амортизаторів ємність з сферичною кришкою і днищем, завантажувальний і розвантажувальний патрубки, горизонтально закріплену за допомогою амортизуючих кільцевих прокладок, мембрану з магнітострикційним випромінювачем, концентратори уль 43277 4 тразвукових коливань у вигляді співвісно і концентричне розміщених пустотілих конічних оболонок із закругленими вершинами з перепускними отворами, запірно-розвантажувальну арматуру, які забезпечені додатковими розвантажувальними патрубками, один із кінців кожного з яких розміщений за днищем, а другий зв'язаний з кожним наступним від внутрішнього концентратором, при чому мембрана і концентратори виконані з центральним отвором. Випромінювач розміщений на мембрані з кришкою, вершини концентраторів спрямовані в бік днища, при цьому перепускні отвори розміщені на кожному концентраторі, наступному від внутрішнього, у верхній частині конічної поверхні, а кожний додатковий розвантажувальний патрубок з'єднаний з концентратором біля центрального отвору. Недоліком змішувачаактиватора є: - недостатня якість активації і змішування складових дисперсної суспензії; - нерівномірний знос мембран і складність їх заміни в процесі експлуатації. В якості прототипу прийнятий «Ультразвуковий змішувач-активатор» по патенту України №25852, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. 13, 2007р., який містить вертикально встановлену ємність, верхня частина якої циліндрична, а нижня - воронкоподібної форми, під кришкою якої, між герметизуючими і амортизуючими прокладками горизонтально установлена мембрана з центрально і жорстко закріпленим магнітострикційним перетворювачем, яка забезпечена отворами, розміщеними по контуру з внутрішньої сторони жорстко і центрально закріпленого, з нижньої сторони мембрани, першої ланки концентратора ультразвукових хвиль стаканної форми з отворами навколо стрижня, до дна якого жорстко і центрально закріплена друга ланка концентратора меншого діаметра з отворами, які розміщуються по контуру внутрішньої сторони третьої ланки концентратора стаканної форми з центральним отвором в його дні, який меншого діаметра від попереднього і аналогічно закріпленого до нього, а далі жорстко і центрально закріплена до попереднього, четверта ланка концентратора з центральним отвором і меншого діаметра. Спільними конструктивними рішеннями для прототипу і ультразвукового змішувача-активатора є те, що установлена на основі за допомогою амортизаторів ємність з сферичною кришкою і днищем, завантажувальним і розвантажувальним патрубками, горизонтально закріплена, за допомогою кільцевих прокладок, мембрана з магнітострикційним випромінювачем, концентратор ультразвукових коливань і запірно-роздавальна арматура. Задачею корисної моделі є підвищення якості суспензії і удосконалення конструкції установки. Конструктивно задача вирішується тим, що активатор містить вертикальну конусну ємність з кільцевим фланцем, днищем оснащеним вихідним патрубком з корковим краном, яка установлена на амортизаторах, та кришкою з центральним вхідним патрубком оснащеним корковим краном, під якою між кільцевими герметизуючими і амортизу 5 ючими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по контуру жорстко і центрально закріпленого магнітострикційного перетворювача, а з нижньго боку аналогічно закріплений концентратор, який складається з повернутої дном вверх чашки закріпленої між отворами мембрани і оснащеної отворами в нижній частині стінки, до якої аналогічно кріпиться подвійна чашка двотаврового поперечного розтину з верхніми і нижніми отворами та полицею, а далі два останніх елементи повторяються і закінчуються чашкою з центральним отвором, до якої знизу центрально і жорстко прикріплений півкульовий концентратор з центральним отвором, при цьому чашки і подвійні чашки зменшуються в діаметрах зверху вниз. Конструктивне рішення виконання активатора забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з відомими аналогами і прототипом: 1. Частково нове поєднання ознак, яке указує на наявність суттєвих відмінностей: концентратор ультразвукових коливань, який складається з повернутої дном вверх чашки з отворами в нижній частині стінки, чашки більшого розміру з центральним отвором, подвійної чашки двотаврового поперечного розтину з верхніми і нижніми отворами та полицею, а далі два останніх елементи повторюються і закінчуються чашкою з центральним отвором, до якої знизу кріпиться півкульовий концентратор з центральним отвором, при цьому чашки і подвійні чашки зменшуються в діаметрі. Всі елементи концентратора працюють сумісно і в той же час забезпечують посилення ультразвукового поля кожен окремо, а всі отвори в них працюють як циліндричні концентратори і ультразвукові випромінювачі. 2. Введення нових ознак теж характеризує наявність суттєвих відмінностей, а ними є всі елементи конструкції установки перераховані в п. 1, як складові концентратора. 3. Згідно пп. 1 і 2 конструкція установки забезпечує нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фігурі приведений активатор в розтині. Активатор утримує вертикальну конусну ємність 1 з кільцевим фланцем 2, днищем 3 оснащеним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5, яка установлена на амортизаторах 6 та кришку 7 з центральним вхідним патрубком 8, оснащеним корковим краном 9, під якою між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками 10 і 11 горизонтально установлена мембрана 12 з отворами 13 по контуру жорстко і центрально закріпленого магнітострикційного перетворювача 14, а з нижньої сторони аналогічно закріплений концентратор, який складається з повернутої дном вверх чашки 15 закріпленої між отворами 13 і 43277 6 оснащеної отворами 16 в нижній частині стінки 17, до якої прикріплена чашка 18 більших розмірів, з центральним отвором 19, до якої аналогічно кріпиться подвійна чашка 20 двотаврового поперечного розтину з верхніми 21 і нижніми 22 отворами та полицею 23, а далі два останніх елементи повторюються і закінчуються чашкою 18 з центральним отвором 19, до якої знизу центрально і жорстко прикріплений півкульовий концентратор 24 з центральним отвором 25, при цьому чашки 18 і подвійні чашки 20 зменшуються в діаметрах зверху вниз. Активатор працює таким чином. При закритому корковому крані 5, включеному високочастотному генераторі (не показаний), під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 14 і відкритому корковому крані 9 по центральному вхідному патрубку 8 в ємність подають суспензію для активації. Попадаючи на корпус магнітострикційного перетворювача 14 суспензія охолоджує його і піддається дії ультразвукових полів сторін цього корпуса, а далі - верхньої сторони мембрани. Під дією ультразвукових полів в турбулентних потоках суспензії виникають явища кавітації, які є найбільш потужним руйнівним фактором твердої фази в суспензії і змішування продуктів руйнування з рідиною. Проходячи через отвори 13, які діють як циліндричні концентратори, явища кавітації підсилюються , а далі - на суспензію діють ультразвукові поля поверхонь стінок чашок 15, 18 і т.д., подвійних чашок 20 і отворів 16, 19, 21, 22, які діють як отвори 13 і фокусуючи дія ультразвуку півкульового концентратора 24 з отвором 25. Враховуючи те, що концентрація ультразвукових полів має місце зверху вниз, то і кавітаційна дія в турбулентному русі суспензії посилюється зверху вниз і досягає максимальної величини при виході з отвору 25. Заповнюючи ємність 1 знизу вверх в роботу озвучування суспензії включаються ті поверхні складових концентратора, які раніше нею не омивалися і процеси, при цьому, кавітаційної дії продовжуються. При повному заповненні ємності 1 частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по центральному вихідному патрубку 4 видаляють активовану суспензію, а далі процес продовжується в безперервному режимі. При цьому регуляторами активації суспензії служать коркові крани 5 і 9. Після закінчення роботи аналогічним чином установка промивається, а далі виключається високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 43277 8 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