Активатор суспензії

Активатор суспензії, який утримує установлену на амортизатори герметичну ємність з розміщеною в ній на прокладках, з герметизуючого і амортизуючого матеріалу, мембрану, магнітострикційний перетворювач, вхідний і вихідний патрубки з запірно-роздавальною арматурою та концентратори, який відрізняється тим, що він забезпечений вертикально установленою герметичною і циліндричною ємністю, яка складається з верхньої секції, забезпеченої кришкою з центрально уста 3 Відомий також "Диспергатор мінеральних речовин" (патент України №41172, опубл. в Бюл. №7, 2001р.), який містить установлену на амортизаторах кульову герметичну ємність, магнітострикційний перетворювач, основну та допоміжну мембрани, лійкоподібний концентратор ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру, при цьому має установлений горизонтально усередині кульової герметичної ємності, за допомогою кільцевої герметизуючої та амортизуючої фігурної прокладки і кільцевого упору, жорстко І горизонтально закріпленого з внутрішньої сторони нижньої півкулі, нижче горизонтальної осі, коливальний контур ультразвукових хвиль, що складається з основної мембрани, розташованої у верхній півкулі забезпеченої співвісно та жорстко закріпленими з верхньої сторони магнітострикційними перетворювачами, з нижньої сторони основними концентраторами ультразвукових хвиль, та отворами у ній по контуру її основи, та нижньої допоміжної мембрани, жорстко з'єднаних по периметру поясом, який повторює контури внутрішньої поверхні ємності. Ця поверхня в центральній частині переходить в лійкоподібний концентратор ультразвукових хвиль, повторюючи контури основного концентратора, при цьому їх кінці горизонтальні та співпадають, а між внутрішньою поверхнею ємності та поясом і між лійкоподібним концентратором ультразвукових хвиль та контуром основного концентратора є проміжок. Недоліком цієї установки є: - недостатня ступінь змішування диспергованої твердої фази з рідиною; - складність конструкції. Відомий також патент України №51080 "Активатор дисперсних сумішей", Кл. В28С5/46, який містить установлену на амортизаторах герметичну ємність з розміщеними в ній на прокладках з пружного матеріалу мембранами, забезпеченими магнітострикційними перетворювачами, і запірнороздавальну арматуру, при чому мембрани виконані півциліндричними однакової кривизни, розмішені одна проти одної ввігнутими сторонами так, що з урахуванням товщини горизонтально закріплених в одній площині фланців мембран, для розміщення їх між упорами, жорстко закріпленими поздовжньо на внутрішній поверхні ємності симетрично по обох сторонах горизонтальної осі, і пружних прокладок між ними, утворюють циліндр, подібний ємності, з суміщеними центрами, при цьому верхній магнітострикційний перетворювач жорстко закріплений на випуклій стороні верхньої мембрани симетрично вертикальній осі, а біля основи її фланців паралельно повздовжній осі розміщені отвори, на внутрішній стороні нижньої мембрани також симетрично вертикальній осі жорстко до неї закріплений нижній магнітострикційний перетворювач, по периметру основи якого розміщені отвори, а величина різниць внутрішнього діаметра ємності і зовнішнього діаметра циліндра, утвореного мембранами забезпечує можливість розміщення магнітострикційного перетворювача на випуклій стороні верхньої мембрани з проміжком до внутрішньої поверхні ємності. Недоліками активатора дисперсних сумішей є: 43279 4 - недостатня ступінь диспергування твердої фази в рідині та їх змішування в процесі активації; - складність конструкції ємності і півциліндричних концентраторів з магнітострикційними перетворювачами жорстко прикріпленими до кожної з них. В якості прототипу прийнятий "Активатор" по патенту України №29087, Кл. В28С5/46, опубл. в Бюл. №1, 2008р., ємність якого складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком, і нижньої конусної секції з днищем і центральним вихідним патрубком, між якими на пружних прикладках установлена горизонтальна мембрана, з центральним отвором і отворами по периметру, на якій з верхньої сторони центрально закріплена півкульова мембрана, вигнутою стороною вверх, з отворами в нижній частині, до якої з нижньої сторони центрально і жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач і по її зовнішньому контуру циліндричний концентратор, а з нижньої сторони горизонтальної мембрани аналогічно закріплений півкульовий концентратор випуклою стороною вниз, з центральним отвором, по контуру якого аналогічно закріплена верхня секція пустотного концентратора, до якого з нижньої сторони центрально і жорстко закріплений кульовий концентратор, який складається з верхнього півкульового концентратора з отворами І з нижнього півкульового концентратора з центральним отвором, до якого аналогічно закріплена нижня секція конусного концентратора з жорстко і центрально прикріпленим до її нижньої частини кульовим концентратором з аналогічними складовими і отворами, при цьому нижній центральнвді його отвір співпадає з аналогічним отвором кришки нижньої секції, при цьому кульові концентратори по діаметру збільшуються знизу вверх. Загальним для активатора суспензії і прототипу є установлена на амортизаторах герметична ємність з розміщеною в ній на прокладках з пружного матеріалу мембрана, яка забезпечена вхідним і вихідним патрубками, магнітострикційним перетворювачем з запірно-роздавальною арматурою та концентраторами. Задачею корисної моделі є інтенсифікація процесів диспергування твердих частинок суспензії та удосконалення конструкції установки. Поставлена задача досягається тим, що активатор суспензії утримує герметичну, вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої секції, забезпеченої кришкою з центральне установленим вхідним патрубком обладнаним корковим краном та з нижньої секції з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, яка установлена на амортизаторах, а між секціями горизонтально, між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками, розміщена мембрана з отворами, на верхній стороні якої жорстко і центрально закріплений циліндричний концентратор, а по центру аналогічно закріплений верхній кульовий концентратор з центральним отвором великого діаметра в верхній його частині і прорізом у поверхні мембрани, а з нижньої сторони цієї ж мембрани жорстко і 5 центрально закріплений нижній циліндричний концентратор та нижній кульовий концентратор забезпечений прорізом у верхній його частині, який примикає до поверхні мембрани і верхнього кульового концентратора, і отворами розміщеними по периметру магнітострикційного перетворювача жорстко і центральне закріпленого в нижній його частині з внутрішньої сторони. Конструктивне рішення виконання активатора суспензії забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг перед аналогами і прототипами: 1. Введення нових ознак указує на наявність суттєвих відмінностей: верхній і нижній циліндричні концентратори, які забезпечують фокусування, розсіяних зовнішніми поверхнями відповідних кульових мембран, ультразвукових коливань; кульові мембрани однакового діаметра, нижня, з яких, забезпечена центральне і жорстко закріпленим з ЇЇ внутрішньої сторони магнітострикційним перетворювачем. 2. Заміна частини ознак новими теж указує на наявність суттєвих відмінностей: кульові мембрани, діаметр яких зменшується зверху вниз замінені на кульові мембрани однакового діаметра: пустотний конусний концентратор - на два циліндричні концентратори; розміщення магнітострикційного перетворювача у першій верхній кульовій мембрані замінено у активаторі суспензій на його аналогічне розміщення в нижній кульовій мембрані. 3. Викладене в пп. 1 і 2 показує на наявність нових взаємо положень ознак і нових типів зв'язків і взаємодій між ознаками, що теж указує на перевагу конструктивного рішення активатора суспензії у порівнянні з аналогами і прототипом та існування суттєвих відмінностей. На фігурі приведений активатор суспензії в розтині. Активатор суспензії утримує герметичну вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої секції 1, забезпеченої кришкою 2 з центрально установленим вхідним патрубком 3 обладнаним корковим краном 4 та з нижньої секції 5 з днищем 6, забезпеченим центральним вихідним патрубком 7 з корковим краном 8, яка установлена на амортизаторах 9. Між секціями 1 і 5 горизонтально, між кільцевими герметизуючими і амортизуючими прокладками 10 і 11, розміщена мембрана 12 з отворами 13 і 14, на верхній стороні якої жорстко і центрально закріплений верхній циліндричний концентратор 15, а по центру аналогічно закріплений верхній кульовий концентратор 16 з центральним отвором 17 великого діаметра в верхній його частині і прорізом 18 у поверхні мембрани 12, а з нижньої сторони цієї ж мембрани 12 жорстко і центрально закріплені нижній циліндричний концентратор 19 та нижній кульовий концентратор 20 забезпечений прорізом 21 в верхній частині, який примикає до поверхні мембрани 12 і верхнього кульового концентратора 16, і отворами 22 розміщеними по периметру магнітострикційного перетворювача 23 43279 6 жорстко і центральне закріпленого в нижній його частині з внутрішньої сторони. Активатор суспензії працює таким чином. При закритому корковому крані 8 вихідного патрубка 7, ввімкнутому ультразвуковому генераторові (не показаний) магнітострикційного перетворювача 23 і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в ємність подають суспензію для її активації шляхом багатократного збільшення питомої поверхні твердих частинок і якісного змішування твердих продуктів руйнування з рідиною. Поступаючи в верхній кульовий концентратор 16 через отвір 17 суспензія піддається фокусуючій дії ультразвукового поля випромінюваного його внутрішньою поверхнею, проходить через проріз 18, заповнюючи верхній циліндричний концентратор 15 фокусуючій дії ультразвукового поля випромінюваного його внутрішньою поверхнею та зовнішньою поверхнею кульового концентратора 16. Під дією ультразвукових полів в турбулентних потоках суспензії виникають кавітаційні явища, які є потужними джерелами руйнування твердих частинок в рідині. Дія кавітації доповнюється ударами і співударами твердих частинок, їх аналогічними видами тертя та механічної ерозії. Одночасно кавітація сприяє якісному змішуванню продуктів руйнування твердої фази з рідиною. Пройшовши через отвори 13 мембрани 12, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія поступає в нижній кульовий концентратор 20 через проріз 21, піддається аналогічній дії його фокусуючого ультразвукового поля та ультразвукових полів зовнішніх площин корпуса магнітострикційного перетворювача 23 і через отвори 22, які діють аналогічно отворам 13, суспензія поступово заповнює ємність. При цьому суспензія охолоджує магнітострикційний перетворювач 23 і по мірі заповнення ємності на суспензію послідовно діють ультразвукові поля зовнішньої сторони нижнього кульового концентратора 20, внутрішня і зовнішня поверхні нижнього циліндричного концентратора 19, нижньої і верхньої сторін мембрани 12 і т.д. При цьому на всьому шляху переміщення суспензії діє кавітація і другі фактори руйнування твердої фази та змішування цих продуктів руйнування з рідиною. При досягненні заповнення ємності суспензією до рівня отвору 17 верхнього кульового концентратора 16 частково або повністю відкривають корковий кран 8 і по вихідному патрубку 7 активовану суспензію видаляють для подальшого використання, а процес активації продовжується в безперервному режимі. При цьому коркові крани 4 і 7 виконують роль регуляторів подачі і видалення суспензії. При закінченні роботи установки її промивають аналогічним чином, після чого вимикають генератор ультразвукових хвиль (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 43279 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