Активатор-змішувач композиційних полімерних дисперсних сумішей

Активатор-змішувач композиційних полімерних дисперсних сумішей містить установлену на амортизаторах герметичну ємність з запірнороздавальною арматурою зі встановленими в ній п'єзокерамічним випромінювачем і магнітострикційним перетворювачем, мембраною і концентратором, який відрізняється тим, що він утримує горизонтально і паралельно установлені дві циліндричні ємності, які забезпечені розміщеними знизу центральними вхідними патрубками з корковими кранами та вихідним патрубком з корковим краном, установленим по дотичній до ємності з зовнішньої сторони та щільно прилягаючими з їх внутрішньої сторони п'єзокерамічними випромінювачами і тефлоновими циліндрами, обидві ємності забезпечені з верхньої сторони циліндричними конусними отворами, повернутими великою основою до центрів ємностей, до яких стикуються U 2 (19) 1 3 - відсутність концентраторів ультразвукових хвиль, що зменшує ступінь диспергування твердих частинок в суспензії в процесі кавітації; - наявність вакуумної системи. Відомий також диспергатор-змішувач [а.с. № 1803324, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 11, 1993 p.], який утримує установку на амортизаторах вертикальну герметичну ємність у вигляді корпуса з кришкою і з днищем, установлені на кришці по осі корпуса завантажувальний патрубок з корковим краном, штуцери подачі і відведення охолоджувальної рідини, розміщені на боковій поверхні корпуса, установлену по осі корпуса оболонку, яка закріплена на боковій внутрішній поверхні корпуса з допомогою упора прорезиненої амортизаційної прокладки, концентратор ультразвукових коливань 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 [а.с. № 1620309, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 2, 1991 p.], який утримує установку на амортизаторах вертикальну герметичну ємність, по осі якої по різні сторони перегородки змонтовані магнітострикційний перетворювач і основний концентратор ультразвукових коливань у вигляді зрізаного конуса зі сферичною верхньою частиною, закріплений на стінках ємності додатковий концентратор, розміщений з проміжком і коаксіально основному, у вигляді оболонки, запірно-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. Як прототип прийнятий «Диспергаторзмішувач» за патентом України № 5708, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 7-1, 1994 p., який утримує п'єзокерамічний випромінювач у вигляді пустотної оболонки з фланцеподібним елементом у верхній частині, розміщеній концентрично основній і виконаній з тефлонового матеріалу, причому магнітострикційний перетворювач закріплений до нижньої торцевої поверхні концентратора ультразвукових коливань, верхня торцева поверхня якого виконана по формі гіперболоїда обертання з отворами на периферії, а отвір в мембрані розміщений в центральній частині при цьому нижня торцева поверхня концентратора і робоча поверхня мембрани виконані ввігнутими, а мембрана розміщена під магнітострикційним перетворювачем. Недоліками прототипу є: - значний об'єм невикористаного об'єму ємності, що збільшує габарити установки; 61156 4 - недостатня якість активації полімерної дисперсної суміші із-за короткого шляху її переміщення в кавітаційній зоні; - складність виконання ремонтних робіт в процесі експлуатації установки. Загальним для прототипу і активаторазмішувача композиційних полімерних дисперсних сумішей є установлена на амортизаторах герметична ємність із запірно-роздавальною арматурою зі змонтованими в ній п'єзокерамічним випромінювачем і магнітострикційним перетворювачем та мембраною і концентратором. Задачею активатора-змішувача композиційних полімерних дисперсних сумішей є удосконалення конструкції установки та підвищення якості суспензії. Задача вирішується тим, що активаторзмішувач композиційних полімерних дисперсних сумішей утримує горизонтально і паралельно установлені дві циліндричні ємності, які забезпечені розміщеними знизу центральними вхідними патрубками з корковими кранами та вихідним патрубком з корковим краном, установленим по дотичній до ємності з зовнішньої сторони та щільно прилягаючими з їх внутрішніх сторін п'єзокерамічними випромінювачами і тефлоновими циліндрами, обидві ємності забезпечені з верхньої сторони центральними конусними отворами, повернутими великою основою до центрів ємностей, до яких стикуються отвори щілинної порожнини, утвореної паралельно розміщеними і вигнутою вверх додатковою мембраною, закріпленою на ємностях кутовим кільцевим упором, та випромінюючою мембраною магнітострикційного перетворювача, яка центрально приєднана до цих ємностей кутовим упором через кільцеву прокладку і складається з магнітострикційного пакета з обмоткою і текстолітової накладки, а випромінююча мембрана з'єднана з магнітострикційним перетворювачем має вивід провідників, забезпечений гумовою прокладкою з бандажем, вхідним та вихідним патрубками для підключення системи охолодження, при цьому в циліндричних ємностях центрально і симетрично установлені центральні циліндричні п'єзокерамічні випромінювачі, які складаються з зовнішньої та внутрішньої тефлонових трубок, між якими щільно затиснутий п'єзокерамічний випромінювач з допомогою кільцевих упорів, розміщених на внутрішніх сторонах кришок, зафіксованих в горизонтальному положенні з допомогою ребер і основи, а сама установка розміщена на вертикально установлених амортизаторах і обмежена від бокових переміщень горизонтально установленими амортизаторами. Конструктивне рішення виконання активаторазмішувача композиційних полімерних дисперсних сумішей забезпечує ряд переваг у порівнянні з відомими аналогами і прототипом, суттєвими ознаками яких є: 1. Частково нове поєднання ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтально установлені циліндричні ємності обладнані п'єзокерамічними випромінювачами; внутрішні тефлонові трубки з п'єзокерамічними випромінювачами по осі циліндричних ємностей; 5 магнітострикційний перетворювач винесений за межі ємностей; додаткова мембрана з випромінюючою мембраною, кільцевою прокладкою, з допомогою кутового і кільцевого упора утворюють щілинну порожнину, з'єднуючу конусні отвори. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: щілинна порожнина; конусні отвори; кутовий кільцевий упор; кільцева прокладка; кільцеві упори; ребра; основа; горизонтально розміщені амортизатори. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: п'єзокерамічний випромінювач ультразвукових хвиль і пустотна оболонка з тефлонового матеріалу замінена на циліндричні тефлонові циліндри з аналогічними циліндричними п'єзокерамічними випромінювачами; магнітострикційний перетворювач ультразвукових хвиль з концентратором, верхня торцева поверхня якого виконана по формі гіперболоїда обертання замінений на магнітострикційний перетворювач з випромінюючою мембраною, яка з додатковою мембраною і додатковими вузлами утворюють щілинну порожнину, з'єднуючу конусні отвори циліндричних ємностей; центральний вихідний патрубок замінений на вихідний патрубок виконаний по дотичній до ємності. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і 3 в активаторізмішувачі композиційних полімерних дисперсних сумішей мають місце нові взаємоположення ознак і нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фіг. 1 приведений поперечний розтин активатора-змішувача композиційних полімерних дисперсних сумішей; на фіг. 2 - вид збоку з місцевими розтинами. Активатор-змішувач композиційних полімерних дисперсних сумішей утримує горизонтально і паралельно установлені дві циліндричні ємності 1 і 2, які забезпечені розміщеними знизу центральними вхідними патрубками 3 і 4 з корковими кранами 5 і 6 та вихідним патрубком 7 з корковим краном 8, установленим по дотичній до ємності 2 з зовнішньої сторони та щільно прилягаючими з їх внутрішніх сторін п'єзокерамічними випромінювачами 9 і 10 і тефлоновими циліндрами 11 і 12. Обидві ємності 1 і 2 забезпечені також з верхньої сторони центральними конусними отворами 13, повернутими великою основою до центрів ємностей, до яких стикуються отвори 14 щілинної порожнини 15, утвореної паралельно розміщеними і вигнутими вверх додатковою мембраною 16, закріпленою на ємностях 1 і 2 кутовим кільцевим упором 17, та випромінюючою мембраною 18 магнітострикційного перетворювача 19, яка центрально приєднана до цих ємностей кутовим кільцевим упором 20 через кільцеву прокладку 21. Магнітострикційний перетворювач 19 складається з магнітострикційного пакета 22 і текстолітової накладки 24. Випромінююча мембрана 18 з'єднана з магнітострикційним перетворювачем 19 через гумову прокладку 25 виступом 26. Магнітострикційний 61156 6 перетворювач 19 має вивід провідників 27, забезпечений гумовою прокладкою з бандажем 28, вхідним 29 та вихідним 30 патрубками для підключення системи охолодження. В ємності 1 і 2 центрально і симетрично установлені центральні циліндричні п'єзокерамічні випромінювачі, які складаються з зовнішньої 31 та внутрішньої 32 тефлонових трубок, між якими щільно запресований п'єзокерамічний випромінювач 33 з допомогою кільцевих упорів 34 і 35, розміщених на внутрішніх сторонах кришок 36 і 37, зафіксованих в горизонтальному положенні з допомогою ребер 38 і основи 39, а сама установка розміщена в амортизаторах 40 і 41. Активатор-змішувач композиційних полімерних дисперсних сумішей працює таким чином. При відкритих коркових кранах 5 і 6, закритому корковому крані 8 і включених високочастотних генераторах (не показані), під'єднаних до магнітострикційного перетворювача і п'єзокерамічних випромінювачів по вхідних патрубках 3 і 4 подається під надлишковим тиском суспензія, яка підлягає активації в ультразвуковому полі. Поступаючи в простір між тефлоновими циліндрами 11 і 12 та циліндрами зовнішніх тефлонових трубок, суспензія піддається дії зустрічних ультразвукових полів, які випромінюються фокусуючими ультразвук п'єзокерамічними випромінювачами 33. В цих ультразвукових полях, при наявності турбулентного руху, виникає кавітація, яка є потужним фактором диспергування твердих частинок в рідині. Додатковими факторами руйнування твердих частинок в ультразвукових полях є механічна ерозія, тертя цих частинок між собою і поверхнями вузлів установки. Проходячи через щілинну порожнину 15 суспензія піддається дії ультразвукового поля випромінюючої мембрани 18 магнітострикційного перетворювача 19, де названі фактори активації суспензії посилюються. Для максимального використання ультразвукового поля в щілинній порожнині 15 корковий кран 6 закривають або відкривають частково для подачі в установку добавок до суспензії. В такому випадку суспензія проходить активацію в першій циліндричній ємності 1, а потім в другій циліндричній ємності 2 з добавками, які, разом з продуктами руйнування твердих частинок, якісно змішуються з рідкою фазою дією кавітаційних явищ та турбулентних потоків. Після заповнення циліндричних ємностей 1 і 2 частково або повністю відкривають корковий кран 8 і видаляють готову продукцію. Одночасно корковими кранами 5 і 6 регулюють об'єм подачі суспензії в ємності 1 і 2 і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним чином і виключаються генератори (не показані) ультразвукових хвиль. При відновленні роботи процеси повторюються. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 61156 8 Підписне Тираж 24 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