Диспергатор

Диспергатор, що містить установлену на амортизаторах герметичну ємкість, розміщений у ній магнітострикційний перетворювач, патрубки для введення і виведення суспензії, який відрізняється тим, що він забезпечений привідним валом, на який жорстко насаджений ротор зі шліцами на поверхні, під кришкою ємкості за допомогою герметизуючих і амортизуючих про Винахід відноситься до області хімічної, електротехнічної та будівельної техніки, зокрема, до установок для диспергування і змішування мінеральних речовин, які застосовуються у промисловості будівельних матеріалів Відомий пристрій для активації цементної суспензії, що містить установлену на підставу за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, усередині якої розміщена на амортизаторах ємкість, виконана у виді розташованих друг під другом воронкоподібних секцій днище кожної з яких з'єднане з трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений із зазором відносно нижележачої сторони секції Ємкість забезпечена також патрубками для введення і виведення цементної суспензії і забезпечення надлишкового тиску, (а с СРСР № 874378, Кп В28С 5/46, опубл у Б И , № 39 за 1981Чрдоліками зазначеного винаходу є те, що він призначений для диспергирования мінеральних речовин при наявності значного тиску, що забезпечує роботу гідродинамічних випромінювачів і значної витрати води в процесі одержання ультразвукові коливань Відома установка для активації цементної суспензії, що містить герметичну ємкість на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями, з'єднаними між собою й утворюючими герметичний об'єм, підключений до вакуумнасосу, із встановле кладок і у верхній частині встановлена перегородка з центральним отвором для вільного проходження привідного вала і завантажувальним отвором навколо нього у центральній частині, з якою зв"язаний спіральний концентратор ультразвукових хвиль з зафіксованим його початком на круглому штирі, отворами перед ним у нижній його частині, який жорстко закріплений на увігнутій верхній стороні мембрани, забезпеченій розвантажувальними отворами між внутрішньою стінкою ємкості і початковою частиною спірального концентратора і магнітострикційним перетворювачем на опуклій нижній стороні, яка встановлена за допомогою кільцевої прокладки на упорах ними в ньому по черзі горизонтально по центрі магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками розташованими під ними паралельно похилим стінкам фігурних секцій Недоліками зазначеної установки є - недостатній ступінь диспергирования і перемішування суміші, дуже трудомістка в виготовленні ємкість (фігурні секції), - низька продуктивність через значну довжину переміщення суспензії, - значна витрата електроенергії Відомий також пристрій для активації цементної суспензії по а с СРСР №1175720, Кп В28С 5/46, опубл у Б И № 32 за 1985 р , який забезпечений закріпленими в днищі магнітострикційним перетворювачем паралельно валам випромінюючою пластичною, причому вали виконані різношвидкісними, між якими високошвидкісний вал виконаний із закріпленими на ньому дисками, що чергуються із шайбами, а низькошвідкисний - у виді пустотілого барабана з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала Недоліками його є - недостатній ступінь диспергирования твердих часток і перемішування суспензії, - відсутність умов для створення найбільш сильного диспергатора твердих часток - явища кавітації, 00 00 ю 52881 - відсутність умов для використання гідродинамічного випромінювання і кавітаційних явищ супутніх йому при наявності турбулентного руху суспензії Відомий також "Змішувач-диспергатор" по а с СРСР № 1629204, М Кл В28С 5/46 опубл у Б И № 7 за 1991 р, який забезпечений сегментними елементами з поперечним перерізом серпоподібної форми, закріпленими односторонньо на внутрішній поверхні ємкості і зовнішньої поверхні барабана, і додатковим магнітострикційним перетворювачем, розміщеним на ємкості діаметрально основному в горизонтальній площині Недоліками установки є - недостатня площа зіткнення суспензії з мембраною, що знижує ефективність використання ультразвукового поля, - підвищена витрата енергії У якості базового об'єкта /прототипу/ прийнята "Установка для активації суспензії" по а с СРСР №1473961, МКл В28С 5/46 опубл у БИ №15 за 1989 р, яка забезпечена горизонтально встановленим ротором, охоплюваним ексцентрично розміщеним корпусом у виді витка спіральної поверхні з перекритими краями, на якій радіально змонтовані магнітострикційні перетворювачі, а патрубок для введення суспензії встановлений тангенціально в МІСЦІ максимального зазора між ротором та поверхнею спіралі При цьому внутрішній край спіралі виконаний зі скосом під кутом 35-45° убік від ротора, а кромки зовнішнього краю закруглені Ознаками прототипу, що зберігається з заявленим винаходом є вертикально розміщена циліндрична ємкість, центрально розміщений магнітострикційний перетворювач та вихідних і вхідний патрубки Недоліками базового об'єкту (прототипу) є - недостатня площа мембрани, що знижує ефективність використання ультразвукового поля і ступінь диспергування твердих часток у рідині кавітацією - підвищена витрата електроенергії для живлення трьох магнітострикційних перетворювачів і вакуумну систему, - недостатній ступінь змішування продуктів диспергування твердих часток з рідиною через значний об'єм ємкості відносно мембрани, -складність виготовлення мембрани Задачею диспергатора є підвищення якості диспергування і змішування суспензії, зниження енергоємності й удосконалювання конструкції Ціль досягається тим, що установка забезпечена приводним валом на який жорстко насаджений ротор зі шліцами на поверхні, під кришкою якої, за допомогою герметизуючих прокладок, що амортизують, на верхній частині ємкості встановлена перегородка з центральним отвором для вільного проходження привідного вала і завантажувальних отворів довкола нього в центральній частині, до якої стикується спіральний концентратор ультразвукових хвиль із зафіксованим його початком на круглому штирі й отворами перед ним у нижній його частині, який жорстко закріплений на увігнутій верхній стороні мембрани, яка забезпечена розвантажувальними отворами між внутрі шньою стінкою ємкості і початковою частиною спірального концентратора і магнітострикційним перетворювачем на опуклій нижній стороні, що установлена за допомогою кільцевої прокладки на упорах Конструктивне рішення диспергатора забезпечує ряд переваг у порівнянні з відомими технічними рішеннями і прототипом 1 Частково нове сполучення ознак - поверхня ротора забезпечена шліцами, що дозволило різко збільшити тиск на суспензію, - спіральний концентратор ультразвукових хвиль забезпечив зближення суспензії з випромінюючою поверхнею, чим досягається підвищення ступеня диспергування твердих часток і їхньому ретельному змішуванню в кавітаційних зонах, - мембрана опуклої форми працюючи як концентратор ультразвукових хвиль, у напрямку перпендикулярному хвилям концентратора, підсилює кавітацію, ультразвукову обробку суспензії, - перегородка з центральним отвором і завантажувальними OTBopaMv довкола нього в центральній частині 2 Заміна частини ознак новими - ротор із гладкою поверхнею - на ротор зі шліцами, - патрубок з'єднаний гнучким шлангом - на звичайний патрубок 3 Використання більш конкретних ознак - отвору в нижній частині перед штирем кріплення концентратора, - розвантажувальні отвори в мембрані /між внутрішньою стінкою ємкості та початковою частиною спірального концентратора/ 4 Нове взаємоположення ознак - магнітострикційний перетворювач на опуклій стороні мембрани замість магнітострикційних на одному витку спіралі, - вхідний патрубок на кришці - замість патрубка тангентальне приєднаного до витка спіралі мембрані, - концентратор ультразвукових коливань жорстко кріпиться до мембрани замість фіксування одного витка спіралі /мембрани/ до стінок ємності йш 5 Через наявність частково нового сполучення ознак, заміні частини ознак-новими і використання більш конкретних ознак мають місце нові типи зв'язків І взаємодії між ознаками і нові форми ознак На фіг 1 приведений диспергатор по вертикальній осі, а на фіг 2 - поперечний розтин по середині установки Диспергатор складається з вертикально встановленої герметичної циліндричної ємкості 1 установленої на амортизаторах 2, яка забезпечена нижньою кришкою 3 з центрально встановленим розвантажувальним патрубком 4 з корковим краном 5 і верхньою кришкою 6 із завантажувальним патрубком 7 з корковим краном 8 і центрально розміщеним підшипниковим вузлом 9 із приводним валом 10 на який насаджений ротор 11 зі шліцами 12 на поверхні, під якою, за допомогою герметизуючих і амортизуючих прокладок 12 і 14 на верхній частині ємкості 1 установлена перегородка 15 з центральним отвором для вільного проходження 52881 приводного вала 10 і завантажувальними отворами 16 довкола нього в центральній частині, до якої стикується спіральний концентратор 17 ультразвуковиххвиль із зафіксованим його початком на круглому штирі 18 і отворами 19 перед ним у нижній частині, що жорстко закріплений на увігнутій верхній стороні мембрани 20 забезпеченої розвантажувальними отворами 21 між внутрішньою стінкою ємкості 1 і початковою частиною спірального концентратора 17 і магнітострикційним випромінювачем на опуклій нижній стороні 22, що встановлена за допомогою кільцевої прокладки 23 на упорах 24 Диспергатор працює в такий спосіб При відкритому корковому крані 8, закритому корковому крані 5, включеними приводом /не показаний/ приводного вала 10 і генератором (не показаний) магнітострикційного випромінювача 22, по завантажувальному патрубку 7 подають суспензію, яка поступає на перегородку 15, де піддається першій обробці ультразвуком, а потім через завантажувальні отвори 16 надходить у зону між кінцем концентратора і ротором 1 1 , що шліцевими виступами 12 перекачує її між стінками спірального концентратора 17, де піддається інтенсивній обробці ультразвуковим полем і кавітацією, а потім через розвантажувальні отвори 2 1 , що працюють як гідродинамічні випромінювачі, надходять у зону між опуклою стороною мембрани 18 і днищем 3, де омиваючи магнітострикційний випромінювач 22, його прохолоджує і піддається черговій ультразвуковій обробці В міру нагромадження суспензії і заповнення ємкості включають у роботу, як гідродинамічні випромінювачі, отвори 19 Після ПОВНОГО заповнення ємкості цілком або частково відкривається корковий кран 5, що працює як регулятор, і суспензія по патрубку 4 видаляється і процес продовжується в неперервному режимі По закінченні роботи аналогічним чином диспергатор промивається, після чого виключається привід /не показаний/ привідного вала 10 Диспергатор у лабораторному варіанті випробуваний у Міжвідомчої НІЛ МДПУ в умовах ідентичних іспитам установки - прототипу по а с № 1473961 при диспергуванні Ольшанського портландцементу При диспергуванні низькомарочного цементу з питомою поверхнею 2650см 2 /г протягом 1,5хв питома поверхня збільшувався до 3950см 2 /г, замість 3630см 2 /г на установці - прототипі, а протягом 2хв - 4150 см 2 /г, замість 3720см 2 /г Аналогічні іспити цементів підвищених марок з питомою поверхнею 4000 см 2 /г показали через 1,5 хв ВІДПОВІДНО, 5550см 2 /г замість 5220см 2 /г, а через 2,0хв - 5750см 2 /г замість 5730см 2 /г Таким чином, у першому випадку підвищення питомої поверхні відповідало 8,8 і 11,5%, а в другому 6,3 і 7 , 1 % 52881 /О ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24