Активатор суспензії

Активатор суспензії, який містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну і циліндричну ємність, яка складається з верхньої і нижньої секцій, забезпечених, відповідно, сферичною кришкою з центральним вхідним патрубком, обладнаним корковим краном, і днищем з центральним вихідним патрубком, забезпеченим корковим краном, мембрани, концентратора і магнітострикційного перетворювача, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену герметичну і циліндричну ємність, яка складається із верхньої секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, та нижньої U 1 3 Недоліками цього пристрою є: - недостатня ступінь диспергування твердих часток та їх змішування; - відсутність умов для утворення явищ кавітації; - відсутність умов використання гідродинамічного випромінювача та - кавітаційних явищ супутніх йому при наявності турбулентного руху - суспензії. Відомий також « Диспергатор » ( а. с СРСР №1538936, М.Кл. В28С 5/46, опубл. в Б.В. №4 за 1990 р. ), який містить герметичну ємність зі сосно розміщеними завантажувальними і розвантажувальними патрубками, магнітострикційним перетворювачем з випромінюючою мембраною, привідний вал і забезпечений увігнутим кільцевим відбивачем, а вал - ротором, виконаним за формою кулькового сектора і встановленим зі зазором до мембрани дзвоникоподібної форми, розміщеної на завантажувальному патрубку, причому увігнутий кільцевий відбивач закріплений до бокової поверхні ємності навпроти зазора між мембраною і ротором. Недоліком установки є недостатня ступінь диспергування твердих частинок у рідині і ступінь змішування продуктів руйнації з рідиною та складність конструкції установки для її виготовлення. Відомий також « Диспергатор-змішувач» по патенту України №41082, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №7, 2001 p., який містить циліндричну ємність виконану з упорами у верхній частині, на яких за допомогою амортизаційної прокладки установлений відбивач виконаний у вигляді полого тора, з'єднаного в нижній частині з пластиноподібним елементом, а підшипникова опора закріплена по вісі ємності в кришці, виконаній у вигляді сферичного полого сектора, зв'язаного в нижній частині з тороподібною обечайкою, причому мембрана за допомогою вертикальних елементів з'єднана з пластиноподібним елементом, причому відбивач виконаний з пазом на внутрішній поверхні, розташований симетрично горизонтальній площині проведеній через горизонтальну вісь тора, а ротор виконаний у вигляді кільцевої шайби, розміщеної на валу втулки, в нижній частині якої з зазором відносно нижньої кромки паза тора установлена пластина, з жорстко закріпленими на ній кутиками з вирізами в вертикальних поличках для розміщення кільцевої шайби. Недоліками диспергатора - змішувача с: - складність конструкції; - наявність рухомих вузлів; - недостатня ступінь диспергування твердих частинок суспензії. В якості прототипу прийнятий «Ультразвуковий активатор-змішувач» по патенту України №33280, Кл.В28С 5/46, опубл. в Бюл. №11, 2008 р. який утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою забезпеченою 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 48579 4 допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок установлена горизонтальна мембрана з отворами по периферії та отворами в центральній її частині в межах півкульового пустотного концентратора з отворами в крайній його частині жорсткого І центрального кріплення 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 суспензії і змішування продуктів - руйнування твердих частинок з рідиною; - перевантаження горизонтальної мембрани елементами конструкції установки. Задачею активатора суспензії є підвищення ступеня активації дисперсної суспензії і якісного змішування продуктів руйнування твердої фази з рідиною та удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що активатор суспензії утримує вертикально установлену герметичну і циліндричну ємність, яка складається із верхньої секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном та нижньої секції з днищем, установленим на амортизаторах і забезпеченим центральним вхідним патрубком з корковим краном, між якими, з допомогою герметизуючих і амортизуючих прокладок, установлені мембрани - нижня тарілчатої форми з центральним отвором та отворами по периферії на горизонтальному відрізку її ділянки, яка стикується на ньому з верхньою мембраною з аналогічними отворами, які співпадають, а горизонтальна ділянка верхньої мембрани переходить в кільцевий концентратор з отворами, а далі, в центральний півкульовий концентратор з отворами, які співпадають з отворами кульового концентратора, розміщеними по периметру жорстко і центрально закріпленого з внутрішньої сторони магнітострикційного перетворювача, забезпеченого центральним отвором, при цьому кульовий концентратор жорстко з'єднаний нижньою зовнішньою поверхнею з внутрішньою поверхнею півкульового концентратора. Загальними ознаками прототипу з активатором суспензії є вертикально установлена на амортизаторах герметична і циліндрична ємність, яка складається з верхньої і нижньої циліндричних секцій забезпечених, відповідно, сферичною кришкою з центральним вхідним патрубком обладнаним корковим краном і днищем з центральним вихідним патрубком забезпеченим корковим краном, мембрани, концентратори і магнітострикційний перетворювач. Конструктивне рішення виконання активатора суспензії забезпечує ряд суттєвих відмінностей ознак у порівнянні з аналогами і прототипом, основними з яких є: 5 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: нижня мембрана тарілчатої форми; кільцевий конденсатор півциліндричної форми; центральний півкульовий концентратор; кульовий концентратор і тарілчата мембрана. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: кільцевий концентратор півциліндричної форми; центральний півкульовий концентратор жорстко і центрально з'єднаний з кульовим концентратором забезпеченим тарілчатою мембраною. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: тороподібні мембрани замінені на нижню мембрану тарілчатої форми, кільцевий концентратор півциліндричної форми, центральний півкульовий концентратор; жорстке і центральне кріплення магнітострикційного перетворювача до внутрішньої поверхні тороподібної мембрани замінене на аналогічне його кріплення до нижньої частини внутрішньої поверхні кульового концентратора жорстко закріпленого зовнішньою поверхнею в центральному півкульовому концентраторові. 4. Суттєві відмінності ознак приведених в п.п. 1, 2 і 3 забезпечують в новому конструктивному рішенні активатора суспензії нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фігурі приведений активатор суспензії в поперечному розтині. Активатор суспензії утримує вертикально установлену герметичну циліндричну ємність, яка складається із верхньої секції 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4 та нижньої секції 5 з днищем 6, установленим на амортизаторах і забезпеченим центральним вихідним патрубком 7 з корковим краном 8, між якими з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок 9 і 10, установлені мембрани - нижня 11 тарілчатої форми з центральним отвором 12 та отворами 13 по периферії на горизонтальній її ділянці, яка стикується на ньому з верхньою мембраною 14 з аналогічними отворами 15, які співпадають з отворами 13. Горизонтальна ділянка верхньої мембрани 14 переходить в кільцевий концентратор 16 з отворами 17, а далі, в центральний півкульовий концентратор 18 з отворами 19, які співпадають з отворами 20 кульового концентратора 21, розміщеними по периметру жорстко і центрально закріпленого з внутрішньої сторони магнітострикційного перетворювача 22, забезпеченого центральним отвором 23 великого діаметра, та жорстко і центрально закріпленою тарілчатою мембраною 24 з центральним отвором 25. Кульовий концентратор 21 жорстко з'єднаний нижньою зовнішньою поверхнею з внутрішньою поверхнею півкульового концентратора 18. 48579 6 Установка розміщена на амортизаторах 19. Установка працює наступним чином. При закритому корковому крані 8 вихідного патрубка, ввімкнутому генераторі ультразвукових хвиль магнітострикційного перетворювача 22 та відкритому корковому крані 3 по вхідному патрубку 4 подають в ємністьсуспензію для її активації. Через отвір 23 великого діаметра суспензія поступає в кульовий концентратор 21, а далі, на тарілчату мембрану 24, де піддається дії ультразвукових полів верхньої сторони мембрани і внутрішньої верхньої сторони кульового концентратора 21. При наявності турбулентного руху суспензії під дією ультразвукових полів в фокусній зоні ультразвукових коливань виникають явища кавітації, які поширюються на весь об'єм суспензії і виконують роль потужної руйнуючої дії твердих частинок в рідині. Дію кавітації доповнюють удари і співудари твердих частинок, аналогічні види їх тертя та механічна ерозія. Багатократне збільшення питомої поверхні твердої фази та якісне змішування продуктів руйнування твердих частинок з рідиною забезпечують високу активність суспензії в подальшому її використанні. Проходячи через отвір 25 тарілчатої мембрани, який діє як циліндричний концентратор і гідродинамічний випромінювач, суспензія поступає на поверхню корпуса магнітострикційного перетворювача 22, охолоджує його і піддається дії ультразвукових полів його поверхні, внутрішньої поверхні кульового концентратора 21 і нижньої сторони тарілчатої мембрани 24, чим забезпечується адекватна дія кавітації. Через співпадаючі отвори 19 і 20 суспензія поступає на внутрішню поверхню нижньої мембрани тарілчатої форми 11 і піддається дії ультразвукового поля, а далі і фокусуючій дії ультразвукового поля кільцевого концентратора 16. Отвір 12 діє аналогічно отвору 25 і суспензія, заповнюючи ємність, поступово піддається ультразвуковим діям зовнішніх поверхонь нижньої мембрани тарілчастої форми 11, кільцевого концентратора 26 та кульового концентратора 21, що забезпечує дію кавітації. Після досягнення рівня заповнення ємності до центрального отвору 23 кульового концентратора 21 частково або повністю відкривають корковий кран 8 і по вихідному патрубку 7 видаляють активовану суспензію для подальшого використання і активатор суспензії працює в безперервному режимі. При цьому коркові крани 3 і 8 виконують роль регуляторів подачі і видалення суспензії. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним чином і вимикається генератор ультразвукових коливань (не показаний) магнітострикційного перетворювача 22. При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 48579 8 Підписне Тираж 26 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