Активатор дисперсних сумішей

Активатор дисперсних сумішей містить вертикально установлену на амортизаторах циліндричну ємність зі сферичними кришкою і днищем, забезпеченими центральними патрубками з корковими кранами, горизонтальну мембрану з магнітострикційним перетворювачем, центральний і кругові концентратори, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену герметичну і 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, забезпеченим 3 Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок і їх перемішування; - відсутність умов для виникнення явищ кавітації; - відсутність умов для використання гідродинамічного випромінювача і кавітаційних явищ, супроводжуючих його при наявності турбулентного руху суспензії. Відома установка для диспергування мінеральних речовин, яка забезпечена роз'ємними пустотілими концентраторами ультразвукових хвиль, які виконані у вигляді усічених конусів, у верхній частині на консолях діагонально розміщені вібратори ультразвукових хвиль (а.с. СРСР №1224143, Кл. В28С 5/46, 1985 p.). Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок і їх змішування; - значні габарити по висоті, особливо, якщо концентраторів більше 2-3; - низька ступінь використання об'єму ємності; - потреба в охолоджуючій системі. Відомий також «Активатор цементної суспензії» (а. с. СРСР №1673478, Кл. В28С 5/46, 1989 р.) забезпечений установленою на основі за допомогою амортизаторів ємністю з вібратором, тефлоновою трубкою, яку охоплює п'єзокерамічний випромінювач, вхідним, з'єднаним з джерелом тиску і вихідним патрубками, причому трубка виконана спірально і розміщена всередині ємності, вхідний і вихідний патрубки з'єднані відповідно з початком і кінцем тефлонової трубки, а ємність заповнена охолоджуючою рідиною. Недоліками активатора є: - недостатня ступінь змішування і диспергування твердих частинок у суспензії; - інтенсивний знос випромінювача на поворотах; - необхідність надлишкового тиску і вібрації низьких частот. Відомий також патент України №52977, «Змішувач-активатор» (Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №1, 2003 р.) який утримує установлену на основі за допомогою амортизаторів ємність, з сферичною кришкою і днищем, завантажувальний та розвантажувальний патрубки, горизонтально закріплену за допомогою амортизуючої кільцевої прокладки мембрану з магнітострикційним випромінювачем, концентратори ультразвукових коливань у вигляді співвісно і концентрично розміщених пустотілих конічних оболонок із закругленими вершинами з перепускними отворами, запірно-роздавальну арматуру, який забезпечений додатковими розвантажувальними патрубками, один із кінців кожного з яких розміщений за днищем, а другий зв'язаний з кожним наступним, від внутрішнього концентратором, причому мембрани концентраторів виконані з центральним отвором, а випромінювач розміщений на мембрані з кришкою, вершини концентраторів спрямовані вбік днища, при цьому перепускні отвори розміщені на кожному концентраторі, наступному від внутрішнього, у верхній частині конічної поверхні, а кожен додатковий розвантажува 49637 4 льний патрубок з'єднаний з концентратором біля центрального отвору. Недоліками змішувача-активатора є низька якість активації дисперсних сумішей в процесі подрібнення твердої фази кавітацією та змішування продуктів руйнування з рідиною. В якості прототипу прийнятий «Активатор» по патенту України №24902, М. Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №11, 2006 p., який утримує вертикально установлену герметичну циліндричну ємність з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком і корковим краном, яка розміщена на амортизаторах з кришкою з центральним вхідним патрубком з корковим краном, під якою між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками горизонтально розміщена мембрана з отворами по периферії та жорстко і центрально установленим магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань з верхньої сторони, а під нею між аналогічними прокладками установлена півкульова мембрана з магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань, жорстко і центрально закріпленим в нижній її частині з внутрішньої сторони, по периметру якого симетрично розміщені отвори, над яким жорстко і центрально основою закріплений перфорований отворами оболонковий конусний концентратор з ввігнутими сторонами, паралельно яким з проміжком між концентратором і між собою жорстко і центрально закріплені додаткові ввігнуті концентратори з отворами, які нижньою стороною закріплені до внутрішньої сторони півкульової мембрани, а з верхньої сторони до тарілчатого концентратора з центральним отвором. Недоліками прототипу є: - недостатня якість активації дисперсних сумішей; - високі енергетичні затрати (два магнітострикційні перетворювачі ультразвукових коливань). Задачею активатора дисперсних сумішей є зниження енергетичних затрат і удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що активатор дисперсних сумішей утримує вертикально установлену герметичну і 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, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими, з допомогою кругових герметизуючих і амортизуючих прокладок, горизонтально установлені фланці зі співпадаючими отворами, після яких перший переходить в верхню півциліндричну мембрану з отворами в крайній нижній грані зі сторони вертикальної осі, до внутрішньої поверхні якої жорстко і центрально закріплені кільцеві концентратори прямокутної форми, а другий фланець переходить в аналогічну нижню півциліндричну кільцеву мембрану, співпадаючою з верхньою, з центральними отворами, та жорстко і центрально закріпленими аналогічними кільцевими концентраторами, а протилежні сторони півциліндричної кільцевої мембрани переходять в горизонтальну мембрану, до верхньої сторони якої 5 жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач, а до її нижньої сторони аналогічно закріплені вигнуті кільцеві концентратори та дзвоноподібний центральний концентратор. Загальними ознаками аналогів і прототипу з активатором дисперсних сумішей є вертикально установлена, на амортизаторах, герметична і циліндрична ємність зі сферичними кришкою і днищем, забезпеченими центральним патрубками з корковим краном, горизонтальна мембрана з магнітострикційним перетворювачем, центральний і кругові концентратори. Конструктивне рішення виконання активатора дисперсних сумішей забезпечує ряд суттєвих відмінностей ознак у порівнянні з аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: циліндрична ємність складається з двох циліндричних секцій; горизонтальна мембрана по периметру переходить в нижню півциліндричну мембрану; центральний концентратор дзвоноподібної форми. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: верхня півциліндрична кільцева мембрана; кільцеві концентратори; нижня півциліндрична кільцева мембрана; кільцеві концентратори; вигнуті кільцеві концентратори. 3. Заміна частини ознак новими, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: центральний пустотний конусний концентратор замінений на центральний дзвоноподібний концентратор; додаткові ввігнуті концентратори з отворами та тарілчастий концентратор до якого вони жорстко закріплені замінений вигнутими кільцевими концентраторами; два магнітострикційні перетворювачі замінені на один. 4. Суттєві відмінності ознак приведених в пп. 1, 2 і 3 забезпечують в новому конструктивному рішенні активатора дисперсних сумішей нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фігурі приведений активатор дисперсних суспензій в поперечному розтині. Активатор дисперсних сумішей утримує герметичну вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції 1 з кришкою 2 забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4 та нижньої циліндричної секції 5 з днищем 6, установлених на амортизаторах 7, забезпеченим центральним вихідним патрубком 8 з корковим краном 9, між якими, з допомогою кругових герметизуючих і амортизуючих прокладок 10 і 11, горизонтально установлені фланці 12 і 13 зі співпадаючими отворами 14, після яких переходить в верхню півциліндричну мембрану 15, з отворами 16 в крайній нижній грані зі сторони вертикальної осі, до внутрішньої поверхні якої жорстко і центрально закріплені кільцеві концентратори 17 і 18 прямокутної форми, а другий фланець 13 переходить в аналогічну нижню півциліндричну кільцеву мембрану 19, співпадаючою з верхньою, з централь 49637 6 ними отворами 20 та жорстко з центрально закріпленими аналогічними кільцевими концентраторами 21 і 22, а протилежні сторони півциліндричної кільцевої мембрани 19 переходять в горизонтальну мембрану 23, до верхньої сторони якої жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач 24, а до її нижньої сторони аналогічно закріплені вигнуті кільцеві концентратори 25 і 26 та дзвоноподібний центральний концентратор 27. Активатор дисперсних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 9 вихідного патрубка, ввімкнутому ультразвуковому генераторові (не показаний) магнітострикційного перетворювача 24 та відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в ємність подають суспензію для її активації шляхом багатократного збільшення питомої поверхні твердих частинок та якісного змішування їх з рідиною. Поступивши на корпус магнітострикційного перетворювача 24 суспензія охолоджує його і піддається дії ультразвукових полів його корпуса та внутрішньої поверхні верхньої півциліндричної кільцевої мембрани 15. Під дією ультразвукових полів в турбулентному русі суспензії виникають явища кавітації, які є потужними факторами деструкції твердих частинок в рідині та активного змішування продуктів руйнування їх з рідиною. Кавітаційну дію підсилюють удари і співудари твердих частинок, аналогічні види тертя та механічна ерозія. Пройшовши отвори 16, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія попадає під дію концентраторів 17, 18, 21 і 22 і адекватну дію кавітації і других факторів подрібнення твердих частинок, а пройшовши отвори 20 і по мірі заповнення ємності суспензія послідовно в нижній циліндричній секції 5 піддається дії ультразвукових полів випромінених зовнішньою стороною нижньої півциліндричної кільцевої мембрани 19, обома сторонами кільцевих концентраторів 25 і 26 та дзвоноподібного центрального концентратора 27 і нижньою стороною горизонтальної мембрани 23, а в верхній секції зовнішніми сторонами верхньої півциліндричної кільцевої мембрани 15. При досягненні суспензією рівня грані верхньої півциліндричної кільцевої мембрани 15 частково або повністю відкривають корковий кран 9 і по вихідному патрубку 8 видаляють активовану суспензію для подальшого використання. При цьому коркові крани 4 і 9 виконують функції регуляторів об'ємів поступаючої суспензії для її активації і видалення активованої суспензії в процесі безперервної роботи установки. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином і вимикають ультразвуковий генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 24. При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 49637 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