Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей

Реферат: UA 86657 U UA 86657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Установка належить до області будівельної, електротехнічної, хімічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, зокрема до установок для диспергування, активації і змішування дисперсних сумішей. Відомий пристрій для активації цементної суспензії по авт. свід. СРСР № 1175720, М. Кл. В28С 5/46 в Б. В. № 32 за 1985 p., який забезпечений закріпленими у днищі магнітострикційними перетворювачами з установленою паралельно валам випромінюючою ультразвук пластиною, причому вали виконані різношвидкісними, з яких високошвидкісний вал виконаний із закріпленими на ньому дисками, що чергуються із шайбами, а низькошвидкісний - у вигляді пустотілого барабана з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала. Недоліками цього пристрою є: - недостатній ступінь диспергування твердих часток та їх зміщування; - відсутність умов для утворення явищ кавітації; - відсутність умов використання гідродинамічного випромінювача та кавітаційних явищ супутніх йому при наявності турбулентного руху суспензії. Відома установка для активації цементної суспензії, що містить герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями, з'єднаними між собою й утворюючими герметичний об'єм, підключений до вакуум-насоса, із встановленими в ній по черзі горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розташованими під ними паралельно похилими стінками фігурних секцій (авт. св. СРСР № 1065214, М. Кл В28С 5/46, опубл в Б. В. № 1 за 1984 p.). Недоліками цієї установки є: - недостатній ступінь диспергування і перемішування сумішей; - установка трудомістка у виготовленні ємності (фігурних секцій); - низька продуктивність (через велику довжину переміщення суспензії); - значна витрата електроенергії. Відомий також диспергатор-змішувач по авт. св. СРСР № 1544586, М. Кл. В28С 5/46, опубл. у Б. В. № 7 за 1990 p., який забезпечений гідродинамічними випромінювачами і магнітострикційними перетворювачами, стаканом, з'єднаним за допомогою еластичного шлангу з патрубками для подачі суспензії і встановленим по осі ємності, що має овальний поперечний переріз, уздовж великої осі якого на бічній поверхні стакана опозитивно і симетрично закріплені магнітострикційні перетворювачі, а уздовж малої осі по твірній склянки змонтовані гідродинамічні випромінювачі. Недоліками цієї установки є: - значна витрата електроенергії; - складність конструктивних елементів; - низький коефіцієнт корисної дії гідродинамічних випромінювачів. Відома також "Установка для активації цементу" по авт. св. СРСР № 643346, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 3 за 1979 p., яка утримує раму з амортизаторами і установлену на ній ємність, під якою розміщені вібратори, яка забезпечена пневмонагнітаючою і вакуумутворюючою системами з запірно-роздавальною арматурою, ємність виконана у вигляді герметичних секцій, з'єднаних між собою трубопроводами, які забезпечені гідродинамічними випромінювачами з пневмонагнітаючими та вакуумоутворюючими системами, а вібратори розміщені на рамі у взаємно перпендикулярних площинах. Недоліками цієї установки є: - недостатній ступінь активації суспензії та змішування продуктів диспергації твердих частинок з рідиною; - недосконалість конструкції установки. Як прототип прийнятий патент України № 54792, МПК В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 3 за 2003 p., який складається з об'ємної рами, яка змонтована на амортизаторах, до якої жорстко прикріплені вібратори, а всередині об'ємної рами на амортизаторах розміщена герметична ємність, всередині якої жорстко закріплені лійкоподібні секції з твірними, у верхній частині яких підведений трубопровід з корковим краном для подачі суспензії з бункера і повітряний провід з корковим краном для подачі стиснутого повітря, а в нижній частині - трубопровід з корковим краном для підключення ємності до вакуум-насоса і трубопровід з корковим краном для видалення активованої суспензії. В кожній із лійкоподібних секцій на кінці трубопроводу установлений гідродинамічний випромінювач. Недоліками прототипу є: - значні габарити установки по висоті; 1 UA 86657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - недостатня якість диспергування твердих частинок суспензії із-за відсутності умов для створення кавітаційних зон. Задачею диспергатора складових композиційних полімерних сумішей є підвищення якості їх диспергування і удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що диспергатор складових композиційних полімерних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, яке установлене на амортизаторах, та кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, під якою між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру магнітострикційного перетворювача, жорстко і центрально закріпленого з нижньої сторони, та циліндрична мембрана, що примикає по периметру фланцем до її нижньої сторони. До внутрішньої сторони циліндричної мембрани жорстко і паралельно закріплені конусоподібні пустотні концентратори, повернуті закругленими вершинами донизу, які забезпечені у верхній їх частині отворами і центральним отвором кожний. Загальними ознаками для диспергатора складових композиційних полімерних сумішей і прототипу є вертикально установлена, на амортизаторах, циліндрична ємність із запірнороздавальною арматурою і лійкоподібними мембранами, жорстко закріпленими одна над одною до її внутрішньої поверхні. Конструктивні рішення диспергатора складових композиційних полімерних сумішей у порівнянні з прототипом забезпечує ряд переваг і суттєвих відмінностей, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: коливання конусоподібним (лійкоподібним) мембранам передаються від горизонтальної мембрани і забезпечені центральним отвором; циліндрична мембрана жорстко і вертикально кріпиться до горизонтальної мембрани. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана установлена між двома кільцевими амортизуючими і герметизуючими прокладками; циліндрична мембрана жорстко закріплена до горизонтальної мембрани; магнітострикційний перетворювач, як джерело ультразвукової вібрації. 3. Заміна ознак більш досконалими, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: низькочастотні вібратори горизонтальних і вертикальних коливань замінені на магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань. 4. Враховуючи викладене в пп. 1, 2 і 3, конструктивне рішення диспергатора складових композиційних полімерних сумішей забезпечує нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ними. На кресленні приведений диспергатор складових композиційних полімерних сумішей у повздовжньому перерізі. Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей утримує вертикально установлену циліндричну ємність 1 з днищем 2, забезпеченим центральним вихідним патрубком 3 з корковим краном 4, яке установлене на амортизаторах 5, та кришкою 6 з центральним вхідним патрубком 7, забезпеченим корковим краном 8, під якою між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками 9 горизонтально установлена мембрана 10 з отворами 11 по периметру магнітострикційного перетворювача 12, жорстко і центрально закріпленого з нижньої сторони, та циліндрична мембрана 13, що примикає по периметру фланцем до її нижньої сторони. До внутрішньої сторони циліндричної мембрани 13 жорстко і паралельно закріплені конусоподібні пустотні концентратори 14, повернуті закругленими вершинами донизу, які забезпечені у верхній їх частині, отворами 15 і центральним отвором 16 кожний. Установка для диспергації складових композиційних полімерних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 4, включеному високочастотному генераторові (не показаний), приєднаному до магнітострикційного перетворювача 12, і відкритому корковому крані 8 по вхідному патрубку 7 в ємність 1 подають суспензію для активації шляхом значного збільшення питомої поверхні твердих частинок в процесі їх руйнування. Надходячи на мембрану 10, суспензія піддається дії ультразвукового поля, випромінюваного її верхньою стороною, що в турбулентних потоках рідкої фази суспензії викликає явища кавітації, які є потужними факторами деструкції твердої фази в рідині і змішування продуктів руйнування з цією ж рідиною. Одночасно діють додаткові фактори руйнування твердих частинок в процесі їх ударів і співударів, різного виду тертя та механічної ерозії. Проходячи через отвори 11, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, суспензія охолоджує магнітострикційний перетворювач 12 і піддається дії 2 UA 86657 U 5 10 15 ультразвукових полів корпуса магнітостриктора 12 і верхньої сторони конусного концентратора 14, а проходячи через отвір 16 і 15, які діють аналогічно отворам 11, суспензія попадає під дію ультразвукових полів, випромінюваних зовнішньою стороною першого концентратора 14, внутрішньою стороною аналогічного другого концентратора 14 та внутрішньою стороною циліндричної мембрани 13 і т. д. Після останнього концентратора 14 суспензія поступово заповнює ємність 1 і одночасно піддається дії ультразвукових полів, які випромінює зовнішня сторона останнього конусного концентратора 14 та зовнішня сторона циліндричної мембрани 13, що сприяє підтриманню умов виникнення кавітації у всьому об'ємі ємності 1. Після заповнення ємності 1 суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 4 і видаляють активовану суспензію для подальшого використання. Одночасно корковим краном 8 регулюють об'єм суспензії, яка надходить на активацію, і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи аналогічним чином промивають установку, після чого виключають високочастотний генератор (не показаний). При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей, що містить вертикально установлену на амортизаторах циліндричну ємність з запірно-роздавальною арматурою і лійкоподібними мембранами, жорстко закріпленими одна над одною до її внутрішньої поверхні, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену циліндричну ємність з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, яке установлене на амортизаторах, та кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, під якою між герметизуючими і амортизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру магнітострикційного перетворювача, жорстко і центрально закріпленого з нижньої сторони, та циліндрична мембрана, що примикає по периметру фланцем до її нижньої сторони, а до внутрішньої сторони циліндричної мембрани жорстко і паралельно закріплені конусоподібні пустотні концентратори, повернуті закругленими вершинами донизу, які забезпечені у верхній їх частині отворами і центральним отвором кожний. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3