Змішувач-активатор

Змішувач-аісгиватор, який містить установлену на амортизаторах ємність, розміщені послідовно в ній мембрани з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцер для з'єднання з вакуумною системою, який відрізняється тим, що він забезпечений розміщеною СПІВВІСНО всередині ємності мембраною стаканного типу, установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу, і кільцевою прокладкою з пружного матеріалу, установленою в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани, з отворами по периметру, жорстко закріплено магнітострикційний перетворювач, а в середині циліндричної частини мембрани послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершинами, з гідродинамічними випромінювачами по периметру Винахід відноситься до будівельної, електротехнічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, зокрема, до установок для активації та змішування дисперсних твердих частинок з рідиною Відома установка для активації цементу, яка утримує установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, герметичну ємність з розміщеними в ній трубопроводом з гідродинамічними випромінювачами, патрубками для введення і виведення цементної суспензії та подачі надлишкового тиску (автсвід № 643346, Кп 2 В28С 5/46, опубл в БВ №3, 1979р ) Недоліками цієї установки є - потреба в надлишковому тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів, - значна потреба у воді чи ІНШІЙ рідині, - значні габарити по висоті, що ускладнює розміщення активатора в технологічній лінії Установка для активації цементної суспензії, яка утримує герметичну ємність на амортизаторах, і забезпечена фігурними секціями, з'єднаними між собою, які створюють герметичний об'єм, підключений до вакуумної системи, з розміщеними в ньому по черзі горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розміщеними під ними паралельно нахиленим стінам фігурних секцій (авт свід № 1065214, Кп 3 В28С 5/46, опубл в БВ №1,1984р ) Недоліками цієї установки є - недостатня міра диспергування і перемішування суспензії, так як із-за значної довжини переміщення суміші, не щільного прилягання до поверхні мембран і каскадних переходів від одного випромінювача до другого має місце локалізація цієї суміші, накопичення м" в одному МІСЦІ І відсутність в другому, накладання ультразвукових хвиль, - підвищена складність виготовлення фігурних секцій, - низька продуктивність із-за великої протяжності шляху переміщення суспензії, - значна витрата електроенергії для живлення декількох п'єзакерамічних випромінювачів та декількох магнітострикційних перетворювачів, а також води для їх охолодження Відома також "Установка для активації цементної суспензії", яка утримує герметичну ємність, установлену на основу за допомогою амортизаторів, рами з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах ємність, виконана у вигляді розміщених одна над одною воронкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений з проміжком відносно нижче лежачої сторони секції Ємність забезпечена також патрубками для введення і виведення цементної суспензії і подачі надлишкового тиску (авт свід № 874378, Кп 3 В28С 5/46, опубл в БВ №39 за 1981 (О ю 52964 p ) Недоліками цієї установки є - недостатня міра диспергування суміші, наприклад, цементної суспензії, із-за довгого шляху переміщення і каскадних переходів від одного випромінювача до іншого, - низька продуктивність по тій же причині і недостатньої дії ультразвукового поля на тверді частини суспензії В якості прототипу прийнято авт, свід № 4 1451027, Кл В28С 5/46, опубл в БВ №2 за 1989 р '"Установка для активації цементної суспензії", яка утримує установлену на амортизаторах ємність, з розміщеними послідовно в ній мембранами з магаїтострикційними перетворювачами патрубками для введення й виведення суспензії і штуцером з'єднання з вакуумною системою Установка забезпечена воронками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована на ємності з допомогою кільця і прокладки, розміщеної паралельно осі ємності тягою з кульковими клапанами, один з яких розміщений в кришці ємності, а кожна з чергових - в днищі мембрани, виконаної тарільчатої форми з перфорованим відгином, причому кожний перетворювач розміщений на днищі мембрани Недоліками прототипу є - недостатня ступінь змішування складових суспензій, так як воронки не піддаються дії ультразвукових коливань і практично створюють умови для розшаровування суміш (вода зі ЩІЛЬНІСТЮ 1г/см і цемент - 3,1 г/см3), - штуцер приєднаний до вакуумної системи розміщений так, що не сприяє створенню різниці тиску, необхідного для посилення роботи гідродинамічних випромінювачів, - через наявність великої КІЛЬКОСТІ прокладок з пружного матеріалу знижується ступінь надійності установки в роботі, а заміна їх складна, так як потребує повного розбирання установки, - кульові клапани ускладнюють конструкцію установки, - наявність магнітострикційних перетворювачів викликає значну потребу в електроенергії, ускладнює конструкцію установки і надійність їх в роботі Завданням винаходу є інтенсифікація процесів змішування і активації суспензії, підвищення надійності роботи установки, спрощення її конструкції і економія енергетичних ресурсів Завдання досягається тим, що змішувачактиватор забезпечений установленою на амортизаторах ємністю з розміщеними послідовно в ній мембранами з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцером для з'єднання з вакуумною системою забезпечений створеною всередині ємності мембраною стаканого типу і установленої між прокладкою з пружного матеріалу, яка розміщена на кільцевому упорі, з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу і кільцевою прокладкою з пружного матеріалу, установленій в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани, з отворами по периметру, жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач, а всередині циліндричної и частини послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершками, з гідродина мічними випромінювачами по периметру Конструктивне рішення виконання змішувачаактиватора забезпечує ряд переваг винаходу, який подається, в порівнянні з відомими аналогами і прототипом 1 Суттєва ознака " забезпечений розміщеною СПІВВІСНО всередині ємності мембраною стаканного типу і установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу і кільцевою прокладкою із пружного матеріалу установленою в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач " Таким чином, в даному винаході має місце перехід від звичайної мембрани до так званого концентратора ультразвукових хвиль зі змінним внутрішнім профілем - ступінчатим (днище - стінки циліндра) Відомо, ЩО такі концентратори забезпечують збільшення амплітуди коливального зміщення частинок (коливальної швидкості частинок) в низькочастотному ультразвуковому діапазоні Принцип дії концентратора оснований на збільшенні амплітуди коливального збільшення частинок в результаті зменшення його поперечного розтину (днище-стінка) у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ законом збереження КІЛЬКОСТІ руху Нове конструктивне рішення забезпечує можливість одержання високих інтенсивностей ультразвукових полів, які діють на тверду речовину Характерно, що ультразвук всередині циліндричних стінок фокусується, чим забезпечується підвищена Й Г ДІЯ ОО Концентратором ультразвуку забезпечується збільшення інтенсивності амплітуди коливального зміщення частинок і одночасно усувається і ряд недоліків аналогів і прототипу - підвищилась надійність конструкції в експлуатації, так як прокладки швидко замінюються верхня - простим зняттям кришки, нижня -знаття кришки і підняття всієї системи мембран з магнітострикційними перетворювачами без розбирання, - підвищилась надійність установки в конструктивному плані - створена жорстка конструкція, - знизились витрати електроенергії один магнітострикційний перетворювач замість декількох, - по тій же причині установка стала простіша в експлуатації 2 Суттєва ознака " кільцевому упорі, з вертикально розміщеними отворами " Таке конструктивне рішення дозволяє забезпечувати вакуумування (через штуцер 4 приєднаний до вакуумного об'єму) суспензії знизу, що, в свою чергу, різко збільшує різницю тиску зверху вниз і забезпечує надійну роботу гідродинамічних випромінювачів Крім цього, вакуумний об'єм між стінами мембрани стаканного типу інтенсивного випромінювання ультразвукових хвиль і ємністю гарантує безпеку роботи обслуговуючого персоналу 3 Суттєва ознака " всередині циліндричної и частини послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершинами, з гідравлічними випромінювачами по периметру" 52964 Наявність циліндричної мембрани стаканного мембрани 18, які мають конусну форму, поєднану типу, яка є (в даному типі концентратора) фокусуу вершиш із сферичною, і по периметру гідродиючою ультразвук, дозволило жорстко з'єднати стінамічні випромінювачі 19 На днищі 20 СПІВВІСНО нки циліндра додатковими мембранами Це забезЄМНОСТІ 1 розташований патрубок 21, для вивепечило різке збільшення площини випромінювання дення суспензії, з корковим краном 22 ультразвукових хвиль, чим підвищило активацію Змішувач-активатор працює таким чином суспензії і перемішування в турбулентних потоках При закритому корковому крані 22 і відкритих В свою чергу, наявність ультразвукового поля і коркових кранах 5 і 17 по патрубку 16 під надлиштурбулентного руху викликало кавітаційні явища, ковим тиском подають суспензію з одночасним які ще більше підсилюють диспергування твердих включенням вакуумної системи (не показана), підчастинок і змішування їх з рідкою фазою ключеної до патрубка 4, і генератора ультразвукових хвиль - до магнітострикційного перетворювача Таким чином, запропоноване конструктивне 12 рішення дозволяє забезпечити - надійність роботи конструкції за рахунок жорСуспензія, яка поступає на головну мембрану сткості мембрани стаканного типу, 18, піддається ультразвуковій обробці і вакуумуванню, проходить через гідродинамічні випромі- інтенсифікацію процесів активації та змішунювачі 19 першої мембрани 18, де додатково підвання суспензії дається ультразвуковій обробці, і так далі, поки не Наявність отворів по периферії днища мемпоступить на днище 10 додаткової мембрани, пісбрани стаканного типу і розміщення штуцера приля чого, проходячи через відтулини 11, які працюєднаного до вакуумної системи у верхній частиш ють як гідродинамічні випромінювачі нагромаджуємності є конструктивною необхідністю ється на днище 20 ємності 1, охолоджує при цьому На фігурі наведений поперечний розтин змімагнітострикційний перетворювач 12 шувача-акти ватора Змішувач-активатор складається із ємності 1, Одночасно на всіх стадіях ультразвукового діустановленої на амортизаторах 2, у верхній частияння на суспензію зі сторони мембран 18 і додатні стінки 3 має місце штуцер 4, з'єднаний з вакуумкової мембрани у вигляді циліндричної оболонки 9 ною системою, з корковим краном 5, а в нижній і днища 10, отворів 11 і гідродинамічних випромічастині концентрично на внутрішній її поверхні нювачів 19 виникають кавітаційні явища, які посижорстко закріплений кільцевий упор 6 з вертикалюють процеси диспергування твердих частинок льними отворами 7, на якому через амортизаційну суспензії прокладку 8 установлена мембрана у вигляді циВідкриттям (повним або частковим) коркового ліндричної оболонки 9 і днища 10 з отворами 11, крану 22 і аналогічним регулюванням введення виконаними по периметру магнітострикційного суспензії краном 17 забезпечується наповнення перетворювача 12, закріпленого знизу днища 10 нижньої частини ємності 1 до рівня, необхідного Мембрана зверху притиснена кільцевою амортидля охолодження магнітострикційного перетворюзаційною прокладкою 13, розташованою в жорстко вача 12 закріплених обмежувачах 14 до нижньої сторони По закінченню роботи виключається вакуумна кришки 15 з СПІВВІСНО розташованим патрубком 16, система перекриттям коркового крану 5 і виключадля введення суспензії, з корковим краном 17 ється магнітострикційний перетворювач 12 Усередині оболонки 9 жорстко закріплені - головні rt./J /S ФІГ. 52964 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24