Активатор дисперсних сумішей

Активатор дисперсних сумішей, який містить установлену на амортизаторах герметичну ємність, магнітострикційний перетворювач ультразвукових хвиль, мембрани та запірно-роздавальну арматуру, який відрізняється тим, що як герметичну ємність він містить кульову ємність, утворену півкульовою кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, та півкульовим днищем, установленим на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, між якими, за допомогою кільце 3 СРСР №13237268, М. Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №34, 1987p.). Недоліками пристрою є: - значні габарити по висоті; - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в суспензії; - складність конструкції. Відомий також диспергатор, який має втулки, установлені на боковій поверхні ємності між мембранами, отвори в непарних мембранах розміщених по периферії, а у парних - по центру, при цьому площа поперечного розтину отвору дорівнює сумі площин поперечних розтинів отворів по периферії (авт. св. СРСР №1653987, М. Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №21, 1991p.). Недоліками установки є: - недостатня ступінь активації твердих частинок у суспензії. Відомий також «Диспергатор» (авт. св. СРСР №1620309, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №15, 1991p.), який містить установлену на амортизаторах вертикальну герметичну ємність по вісі якої по різні боки перегородки змонтовано магнітострикційний перетворювач, а основний концентратор ультразвукових коливань у вигляді зрізаного конуса з сферичною верхньою частиною, закріплений на стінках ємності додатковий концентратор, розташований із зазором та коаксиально основному, у вигляді оболонки, запірно-роздавальну арматуру, при цьому оболонка забезпечена індукційними катушками та виконана з діелектричного матеріалу. Недоліками диспергатора є: - концентратор у вигляді оболонки не випромінює ультразвукові хвилі, а саме знижується ступінь диспергування твердих частинок у суспензії та зменшується вихід цих частинок заданих розмірів за одиницю часу; - для охолодження концентратора у вигляді оболонки потрібна додаткова охолоджувальна система на експлуатацію якої потрібні додаткові витрати енергоресурсів; - концентратор у вигляді оболонки виконано з відносно не стійкого до зношування матеріалу, що потребує його заміни, яка викликає втрату робочого часу та знижує продуктивності установки; - конструкція установки складна, що ускладнює експлуатацію. Відомий також «Диспергатор мінеральних речовин» по патенту України №41172, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №7, 2001p., що містить установлену на амортизаторах кульову герметичну ємність, магнітострикційний перетворювач, основну та допоміжну мембрани, лійкоподібний концентратор ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру, який має установлений горизонтально усередині кульової герметичної ємності за допомогою кільцевої герметизуючої та армотизуючої фігурної прокладки й кільцевого упору, жорстко і центрально закріпленого з внутрішньої сторони нижньої півкулі нижче горизонтальної осі, коливальний контур ультразвукових хвиль, що складається з основної мембрани, розташованої у верхній частині, забезпеченої співвісно та жорстко закріпленим з верхньої сторони магнітострикційним перетворювачем, з нижньої сторони основним 47171 4 концентратором ультразвукових хвиль, та отворами у ній по контуру її основи та нижньої допоміжної мембрани, жорстко з'єднаної по периметру поясом, повторяючим контури внутрішньої поверхні ємності, яка в центральній частині переходить в лійкоподібний концентратор ультразвукових хвиль, повторяючий контури основного концентратора, при цьому їх кінці горизонтально співпадають, а між внутрішньою поверхнею ємності та поясом і між лійкоподібним концентратором ультразвукових хвиль та контуром основного концентратора є зазори. Недоліками диспергатора мінеральних речовин є недостатня ступінь активації суспензії, складність виготовлення ємності та коливального контура ультразвукових хвиль. В якості прототипу прийнятий «Ультразвуковий активатор-змішувач» по патенту України №33280, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №11, 2008p., який утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної кришки, яка забезпечена центральним вхідним патрубком з корковим краном та нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах, обладнаним центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих і герметизуючих прокладок установлена горизонтальна мембрана з отворами по периферії та отворами в центральній її частині в межах півкульового пустотного концентратора, з отворами в крайній нижній його частині, жорсткого і центрального закріпленого на верхній стороні мембрани, який охоплює аналогічно закріплений тороподібний концентратор з отвором, а з нижньої сторони мембрани жорстко і центрально закріплена тороподібна мембрана з аналогічно закріпленим з внутрішньої нижньої сторони магнітострикційним перетворювачем, яка забезпечена отворами по його периметру та центральним отвором під отворами горизонтальної мембрани. Недоліками прототипу є: - недостатня ступінь активації твердої фази в рідині; - складність виготовлення тороподібних мембран. Задачею корисної моделі є підвищення якості суспензії та удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що активатор дисперсних суспензій утримує кульову ємність, утворену півкульовою кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, та півкульовим днищем, установленим на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, між якими, з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих кругових прокладок, розміщена кульова мембрана, яка складається з верхньої півкульової мембрани з центральним отвором для пропуску патрубка, з'єднаного з кінцем вхідного патрубка герметизуючою і амортизуючою втулкою, допоміжної кульової мембрани з отворами у верхній частині, центральним та боковими отворами, яка жорстко і центрально установлена у ввігнутій центральній частині додаткової горизонтальної мембрани з отворами і установленої між фланцем верхньої півкульової 5 кришки і фланцем нижнього півкульового днища, яка забезпечена центральним і боковими отворами співпадаючими відповідно з отворами кульової мембрани, та нижньої півкульової мембрани, з внутрішньої сторони якої центрально і жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач, по периметру якого вона забезпечена отворами. Спільними ознаками прототипу з активатором дисперсних сумішей є установлена на амортизаторах герметична ємність, магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, мембрани та запірно-роздавальна арматура. Конструктивне виконання активатора дисперсних сумішей забезпечує ряд суттєвих ознак і переваг у порівняні з аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Введення нових ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: циліндрична ємність замінена кульовою, що сприяло розміщенню аналогічних мембран, здатних забезпечувати концентрацію ультразвукових коливань у фокальній зоні і виникненню найбільш потужних кавітаційних явищ, які є деструкторами твердої фази в рідині; горизонтальна мембрана замінена мембраною з ввігнутою центральною частиною для розміщення в ній кульової мембрани, в яку поступає дисперсна суміш; центральний вхідний патрубок доповнений, з допомогою амортизуючої втулки, патрубком, який забезпечує подачу дисперсної суміші в кульову мембрану. 2. Частково нові сполучення ознак та заміна частини ознак новими, що теж забезпечує наявність суттєвих відмінностей: кульові мембрани замість півкульової та тороподібних мембран. 3. У відповідності пп.1 і 2 мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодій між ознаками. На фігурі приведений активатор дисперсних сумішей в розтині. Активатор дисперсних сумішей утримує кульову ємність утворену півкульовою кришкою 1 з центральних вхідним патрубком 2, забезпеченим корковим краном 3, та півкульовим днищем 4, установленим на амортизаторах 5, з центральним вихідним патрубком 6 обладнаним корковим краном, між яким з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих кругових прокладок 7 і 8 розміщена кульова мембрана, яка складається з верхньої півкульової мембрани 9 з центральним отвором 10 для пропуску патрубка 11, з'єднаного з кінцем вхідного патрубка 2 герметизуючою і амортизуючою втулкою 12, допоміжної кульової мембрани 13 з отворами 14 в верхній частині, центральним отвором 15 та боковими отворами 16, яка жорстко і центрально установлена у ввігнутій центральній частині 17 додаткової мембрани 18 з отворами 19 і установленої між фланцем 20 верх 47171 6 ньої півкульової кришки 1 і фланцем 21 нижнього півкульового днища 4, яка забезпечена центральним отвором 22 і боковими отворами 23 співпадаючими відповідно з отворами 15 і 16 кульової мембрани 24, з внутрішньої сторони якої центрально і жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач 25, по периметру якого вона забезпечена отворами 26. Активатор дисперсних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 6 вихідного патрубка, ввімкнутому ультразвуковому генераторові ультразвукових хвиль (не показаний) магнітострикційного перетворювача 25 і відкритому корковому крані 3 по вхідному патрубку 2 подають в кульову мембрану 13 суспензію для її активації, яка забезпечує багатократне збільшення питомої поверхні твердої фази і якісне перемішування подрібнених твердих частинок з рідиною. На суспензію в кульовій мембрані діє сфокусоване ультразвукове поле, яке випромінюється його внутрішньою поверхнею і в турбулентних потоках суспензії викликає кавітаційні явища, які є потужним джерелом деструкції твердих частинок в рідині і активним змішувачем продуктів руйнування твердої фази з рідиною. Проходячи через отвори 14, 15 і 16, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія поступає на корпус магнітострикційного перетворювача 25, охолоджує його і піддається дії випромінюваних ним ультразвукових полів, а також ультразвукових полів випромінюваних нижньою поверхнею додаткової мембрани 18 та ввігнутою її частиною 17 і внутрішньою поверхнею, фокусуючою ультразвук, нижньої півкульової мембрани 24. Кавітаційні явища, при цьому, адекватні потужному ультразвуковому випромінюванню. Після проходження суспензії через отвори 26, які діють аналогічно отворам 14, 15 і 16, суспензія заповнює ємність і на неї діють ультразвукові поля зовнішньої сторони нижньої півкульової мембрани 24 та фланця 21. По заповненню ємності суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 6 і по вихідному патрубку видаляють активовану суспензію для подальшого її використання і процес активації продовжується в безперервному режимі. При цьому коркові крани 3 і 6 виконують функції регуляторів об'ємів подачі суспензії в ємність для активації і видалення її після активації. Після закінчення роботи установки її промивають аналогічним чином і вимикають ультразвуковий генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 25. При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 47171 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