Установка для активації і змішування складових композиційної суміші

Установка для активації і змішування складових композиційної суміші, що містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність конусної форми, забезпечену кришкою і днищем з запірно-роздавальною арматурою, розміщеними в ній мембранами та збудником ультразвукових коливань, яка відрізняється тим, що вона утримує вертикально установлену герметичну ємність конусної форми з кришкою, на якій симетрично розміщені завантажувальні патрубки з корковими кра 3 з магнітострикційним перетворювачем, змонтованим по осі корпуса, мембрану з отвором, закріплену на боковій поверхні корпуса при допомозі кільцевих упорів і прорезиненої амортизаційної прокладки. Недоліками диспергатора-змішувача є: - наявність тільки одного концентратора ультразвукових хвиль і його складність виготовлення із-за конструктивного поєднання з мембраною; - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в суспензії. Відомий також диспергатор (авт. свід. №1620309, Кл. В28С5/46, опубл. в Бюл. №2, 1991p.), який утримує установку на амортизаторах вертикальну герметичну ємність, по осі якої по різні сторони перегородки змонтовані магнітострикційний перетворювач і основний концентратор ультразвукових коливань в вигляді зрізаного конуса зі сферичною верхньою частиною, закріплений на стінках ємності додатковий концентратор, розміщений з проміжком і коаксіально основному, в вигляді оболонки, запорно-роздавальну арматуру, а оболонка забезпечена індукційними котушками і виконана із діелектричного матеріалу. Недоліками диспергатора є: - наявність охолоджувальної системи; - кавітаційне поле створює один конусний концентратор ультразвукових хвиль, що недостатньо забезпечує диспергування твердих частинок в суспензії. В якості прототипу прийнятий «Диспергаторзмішувач» по патенту України №14203, Кл. В28С5/46, опубл. в Бюл. №2, 1997p., який утримує герметичну ємність з запірно-роздавальною арматурою, виконаною в формі урізаного конуса, розміщеного великою основою на амортизаторах. Всередині ємності на боковій його поверхні закріплені кільцеві кронштейни, на яких через пружні прокладки розміщені кільцеві п'єзокерамічні перетворювачі, а співвісно ємності на привідному валу установлені диски. Причому діаметр кожного диску, розміщеного над відповідним кільцевим перетворювачем, менше діаметру отвору останнього. Недоліками прототипу є: - значні габарити установки з великим об'ємом забезпечуючим низький коефіцієнт корисної дії; - п'єзокерамічні випромінювачі не можуть створити умови для виникнення потужної кавітації, як основного фактора диспергування твердої фази в рідині; - недостатня ступінь активації складових композиційної дисперсної суміші. Задачею установки для активації і змішування складових композиційної суміші є підвищення якості суспензії і удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що установка для активації і змішування складових композиційної суміші утримує вертикально установлену герметичну ємність конусної форми з кришкою на якій симетрично розміщені завантажувальні патрубки з корковими кранами та днищем з центральним розвантажувальним патрубком, забезпеченим корковим краном, розміщеним на амортизаторах. Над днищем горизонтально установлена мембрана між круговими герметизуючими і амортизуючими про 48581 4 кладками, з нижньої сторони якої жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань та кругова конусна мембрана, а над нею аналогічно закріплені два конусні оболонкові концентратори, перший з яких забезпечений жорстко закріпленими з внутрішньої сторони додатковими горизонтальними мембранами консольного типу, а друга - такими ж додатковими горизонтальними мембранами консольного типу з зовнішньої сторони з проміжками до додаткових горизонтальних мембран консольного типу першого концентратора. Загальними для прототипу і установки для активації і змішування складових композиційної суміші є вертикально установлена на амортизаторах герметична ємність конусної форми, яка забезпечена кришкою і днищем з запірно-роздавальною арматурою, з розміщеними в ній мембранами та збудником ультразвукових коливань. Конструктивне виконання установки для активації і змішування складових композиційної суміші забезпечує ряд переваг у порівнянні з відомими аналогами і прототипом та забезпечує наявність суттєвих відмінностей ознак, приведених у відмінній частині формули корисної моделі 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить пронаявність суттєвих відмінностей: додаткові горизонтальні мембрани консольного типу передуються між собою, а передача на них ультразвукових коливань передається від оболонкових концентраторів; вхідні патрубки в більшій кількості установлені вертикально, вихідний патрубок - по осі установки; горизонтальні мембрани забезпечені отворами, які передуються з периферійними в першій і непарних мембранах та центральним - в другій і парних мембранах. 2. Введення нових ознак, які указують на наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана з жорстко і центрально закріпленим з нижньої сторони магнітострикційним перетворювачем ультразвукових хвиль; оболонкові концентратори конусної форми; нижня конусна мембрана. Нові ознаки і частково нове сполучення ознак дозволили одержати джерела контурної кавітації і виключити з конструкції установки найбільш вразливий і малоефективний вузол - привідний вал з горизонтально установленими дисками. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: збудник ультразвукових коливань - п'єзокерамічні мембрани замінені на магнітострикційний перетворювач ультразвукових хвиль жорстко і центрально закріплений до горизонтальної мембрани; п'єзокерамічні диски замінені на додаткові горизонтальні мембрани консольного типу жорстко і з проміжками горизонтально закріплених до оболонкових конусних концентраторів. 4. Згідно п.п. 1, 2 і 3 в конструктивному рішенні установки для активації і змішування складових композиційної суміші мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків між ознаками. На фігурі приведена установка для активації і змішування складових композиційної суміші. Установка для активації і змішування складових композиційної суміші утримує вертикально 5 установлену конусну ємність 1 з кришкою 2, на якій симетрично розміщені завантажувальні патрубки 3, 4 і 5 з корковими кранами 6, 7 і 8 та днищем 9 з центральним розвантажувальним патрубком 10, забезпеченим корковим краном 11, розміщеним на амортизаторах 12. Над днищем 9 горизонтально установлена мембрана 13 між круговими герметизуючими та амортизуючими прокладками 14 і 15, з нижньої сторони якої жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач 16 та кругова конусна мембрана 17, а над нею аналогічно закріплені два конусних оболонкових концентратори 18 і 19, перший з яких забезпечений жорстко закріпленими з внутрішньої сторони додатковими горизонтальними мембранами 20 консольного типу, а друга - такими ж додатковими горизонтальними мембранами 21 консольного типу з зовнішньої сторони з проміжками до мембрани 20. В середині концентратора 19 жорстко закріплені горизонтальні непарні мембрани 22 з отворами 23 по периферії і горизонтальні парні мембрани 24 з центральними отворами 25. По контуру магнітострикційного перетворювача 16 мембрана 13 забезпечена отворами 26, між оболонковими концентраторами 18 і 19 - отворами 27 та між оболонковим концентратором 18 і внутрішньою стінкою ємності 1 - отворами 28. Установка для активації і змішування складових композиційної суміші працює таким чином. При закритому корковому крані 11, відкритих коркових кранах 6, 7 і 8 та включеному високочастотному генераторі (не показаний), під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 16 по вхідних патрубках 3, 4 і 5 подають різні види суспензії, які підлягають змішуванню між собою, активації твердих частинок шляхом збільшення активної питомої площі методом подрібнення та змішування продуктів руйнування твердої фази зі змішаною рідкою фазою. Суспензії, які поступають по вхідних патрубках 3 і 5, піддаються дії ультразвукових полів внутрішньої сторони оболонкового концентратора 19, а переливаючись по додатковим горизонтальним мембранам - консолям 20 і 21 і їх ультразвуковим полям. В цих ультразвукових полях різного напря 48581 6 мку, в процесі турбулентного руху суспензій, виникають кавітаційні явища, які є потужними факторами змішування рідких суспензій та подрібнення твердих частинок в рідині, а потім змішування продуктів руйнування з рідиною. Суспензія, яка поступає через вхідний патрубок 4 на додаткову горизонтальну мембрану 22, піддається дії ультразвукових полів верхньої сторони цієї мембрани та внутрішньої сторони оболонкового концентратора 19. Проходячи через периферійно розміщені отвори 23, які діють як гідродинамічні випромінювачі, та циліндричні концентратори, на додатковій горизонтальній мембрані 24 суспензія переміщується до центрального отвору 25, а на неї діють нові ультразвукові поля і так до отворів 26 мембрани 13. Руйнівна дія кавітації на тверді частинки та процеси змішування продуктів руйнування аналогічні з вище описаними. Змішані і активовані суспензії, які поступали по вхідних патрубках З і 5, та суспензія, яка оступала по вхідному патрубку 4 через отвори 26 і 27, які теж працюють як гідродинамічні випромінювачі і циліндричні концентратори, піддаються дії ультразвукових полів, які випромінюються нижньою стороною мембрани 13, корпусом магнітострикційного перетворювача 16, та нижньою конусною мембраною 17, забезпечують змішування всіх суспензій та їх активацію в сукупному стані. На всьому шляху переміщенні композиційної суспензії дія кавітації підсилюється механічною ерозією твердих частинок, їх ударами по поверхнях вузлів установки, співударами та аналогічними видами тертя. Після заповнення суспензіями ємності і частково або повністю відкривають корковий кран 11 і по вихідному патрубку 10 видаляють готову продукцію. Одночасно кранами 6, 7 і 8 регулюють об'єм подачі суспензії по вхідних патрубках 3, 4 і 5 і процес продовжується б безперервному режимі. Після закінчення роботи аналогічним шляхом промивають установку і виключають високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 48581 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