Електрогідравлічний активатор-змішувач складових композиційних сумішей

Реферат: UA 76657 U UA 76657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі хімічної, полімерної, електротехнічної, харчової, будівельної та інших технологій, зокрема до установок для активації суспензій, диспергування твердої фази в сумішах та змішування їх з рідиною. Відома установка для активації цементної суспензії (ав. св. СРСР №1065214, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №1, 1984 p.), яка утримує герметичну ємність, встановлену основою на амортизаторах з розміщеними всередині неї одна під одною секціями з випромінювачами і запірно-роздавальну арматуру для введення і виведення цементної суспензії, при цьому секції забезпечені симетрично розміщеними відносно осі установки горизонтальною мембраною з встановленим під нею магнітострикційним перетворювачем. Недоліками установки є: - виконання ремонтних робіт по заміні вузлів складене із-за наявності секцій, розміщених одна над одною; - відсутні концентратори ультразвукових хвиль, що зменшує ступінь диспергування твердих частинок в кавітаційній зоні; - наявність охолоджувальної системи. Відома установка для активації цементної суспензії (ав. св. СРСР №1451027, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №2, 1984 p.), яка утримує встановлену на амортизаторах, ємність з розміщеними послідовно в ній на кільцевих прокладках з пружного матеріалу мембранами, забезпеченими магнітострикційними перетворювачами, патрубки для введення і виведення суспензії і штуцер для з'єднання з вакуумною системою. Недоліками установки є: - складність конструкції, що викликає труднощі в процесі експлуатації; - відсутність концентраторів ультразвукових хвиль, що зменшує ступінь диспергування твердих частинок в суспензії в процесі кавітації; - наявність вакуумної системи. Відомий також "Диспергатор- змішувач" (ав. св. СРСР №1803324, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №11, 1993 p.), який утримує встановлену на амортизаторах вертикально геометричну ємність у вигляді корпуса з кришкою і днищем, встановлені на кришці по осі корпуса завантажувальний патрубок з корковим краном, штуцери подачі і відведення охолоджуючої рідини, розміщені на боковій поверхні корпуса, встановлену центрально оболонку, яка закріплена на боковій внутрішній поверхні корпуса за допомогою упора прогумованої 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 прогумованої амортизаційної прокладки. Недоліками диспергатора-змішувача є: - наявність тільки одного концентратора ультразвукових хвиль і його складність виготовлення із-за конструктивного поєднання з мембраною; - недостатній ступінь диспергування твердих частинок в суспензії. Відомий також "Диспергатор- змішувач" по патенту України №60420, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. №10, 2003 p., який забезпечений гідродинамічними випромінювачами, ємність виконано із секцій з розміщеною між ними шайбою з виступаючою всередину частиною, а кожна мембрана виконана із двох частин з утворенням камер, опуклі частини мембран, кожна з яких звернена в протилежні сторони контактують з мембранами сусідньої камери, причому в зоні контакту мембран виконані отвори, в яких за допомогою прокладок і гайки розміщені гідродинамічні випромінювачі, а кільцева прокладка має поперечний розтин у вигляді швелера, між полицями якої розміщені плоскі кінці мембрани, при цьому нижня полиця швелера спирається на виступну частину шайби, а нижня мембрана нижньої камери днища ємності і має отвір, в якому розміщений вільний кінець патрубка для видалення суспензії, причому патрубок введення суспензії закріплений на зовнішній стороні верхньої частини мембрани верхньої камери, в якій розміщений центрально і жорстко закріплений магнітострикційний перетворювач, при цьому діаметр мембрани середньої камери відповідає внутрішньому діаметру шайби. Недоліком установки є: - недостатній ступінь диспергування твердих частинок в рідині і якісного змішування продуктів руйнування з рідиною; - гідродинамічні випромінювачі потребують подачі суспензії в ємність під надлишковим тиском; - складність в заміні гідродинамічних випромінювачів, яка пов'язана з інтенсивним їх зносом в процесі роботи. Як прототип прийнятий "Електрогідравлічний активатор" по патенту України №68643, Кл. В28С 5/46, опубл, в Бюл. №8, 2004 p., який утримує ємність до внутрішньої сторони якої закріплений верхній півциліндр зі шліцьовою поверхнею, повернутою до центру ємності та отвором, який співпадає з вхідним патрубком і аналогічний нижній півциліндр з 1 UA 76657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отвором, який співпадає з вихідним патрубком та кришками з упором, в яких зафіксовані круглі стрижні, розміщені по спіралі так, що починаючи з найближчого до центру першого стрижня, кожний черговий по лінії руху проти годинникової стрілки, віддалений на однакову величину від центра і з однаковими проміжками між собою, а по осі ємності установлені провідники електродів, які в центрі ємності утворюють між собою проміжок, а протилежні їх кінці з'єднані з генератором електричних імпульсів та пультом керування. Недоліками прототипу є: - недостатня якість активації твердої фази складових композиційних сумішей та змішування продуктів їх руйнування; - складність зміни стрижневої системи в процесі експлуатації. Загальними для електрогідравлічного активатора-змішувача складових композиційних сумішей і прототипу є циліндрична ємність, встановлена на амортизаторах і забезпечена кришками, електроди та запірно-роздавальна арматура. Задача корисної моделі є вдосконалення конструкції установки та підвищення якості суміші. Задача вирішується тим, що електрогідравлічний активатор-змішувач складових композиційних сумішей утримує вертикально встановлену герметичну ємність з днищем, встановленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном та кришкою з нахиленим до вертикальної осі вхідним патрубком, обладнаним корковим краном, по осі якої жорстко закріплений електрод, під'єднаний до генератора імпульсних струмів та пульта керування, до горизонтального встановленої верхньої перегородки з отворами так, що його струмонесучий сердечник встановлений з проміжком до сферичного виступу нижньої горизонтальної перегородки з отворами в центральній частині та отворами по периферії з проміжком до внутрішньої сторони ємності, при цьому між верхньою і нижньою горизонтальними перегородками вертикально, симетрично і центрально до вертикальної осі закріплені у відповідних пазах V-подібні елементи так, що зімкнуті сторони елемента повернуті до центра, а розведені його сторони розміщені з проміжками до периферійних отворів. Конструктивне рішення виконання електрогідравлічного активатора-змішувача складових композиційних сумішей забезпечує ряд переваг і суттєвих відмінностей у порівнянні з відомими аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: кришка забезпечена нахиленим до вертикальної осі патрубка з корковим краном, а днище центральним патрубком з корковим краном; один із електродів встановлений вертикально і жорстко закріплений до верхньої горизонтальної перегородки, а другим електродом служить сферичний виступ нижньої горизонтальної перегородки. 2. Введення нових ознак, що теж вказують на наявність суттєвих відмінностей: верхня горизонтальна перегородка з отвором та вертикально, жорстко і центрально закріпленим електродом; нижня горизонтальна перегородка з отворами та сферичними виступом, який виконує функції електрода; V-подібні елементи між верхньою і нижньою горизонтальними перегородками. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: стрижневі елементи розміщені по спіралі горизонтально замінені на V-подібні елементи розміщені центрально і симетрично вертикальній осі; один із елементів замінений сферичним виступом по осі нижньої горизонтальної перегородки; упори бокових кришок горизонтальної ємності замінені на верхню і нижню горизонтальні перегородки вертикально встановленої ємності. 4. Згідно з пп 1, 2 і 3 конструктивне рішення електрогідравлічного активатора-змішувача складових композиційних сумішей забезпечує наявність нового взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На фігурі 1 приведений електрогідравлічний активатор-змішувач композиційних сумішей в перерізі; на фігурі 2 - поперечний переріз. Електрогідравлічний активатор-змішувач складових композиційних сумішей утримує вертикально встановлену герметичну циліндричну ємність 1 з днищем 2, встановленим на амортизаторах 3, забезпеченим центральним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5 та кришкою 6 з нахиленим до вертикальної осі вхідним патрубком 7 обладнаним корковим краном 8, по осі якої жорстко закріплений електрод 9, під'єднаний до генератора імпульсних струмів 10 та пульта керування 11, до горизонтально встановленої верхньої перегородки 12 з отворами 13 так, що його струмонесучий сердечник 14 установлений з проміжком до сферичного виступу 15 нижньої горизонтальної перегородки 16 з отворами 17 в центральній частині та отворами 18 по периферії з проміжком до внутрішньої сторони стінки ємності 1, при цьому між верхньою 12 і нижньою 16 перегородками вертикально і симетрично закріплені у відповідних пазах V-подібні 2 UA 76657 U 5 10 15 20 25 30 елементи 19 так, що зімкнуті сторони елемента повернуті до центра, а розведені його сторони розміщені з проміжками до периферійних отворів 18. Електрогідравлічний активатор-змішувач складових композиційних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 5 вихідного патрубка 4 і відкритому корковому крані 8 по вхідному патрубку 7 в ємність 1 подають суспензію для її активації, яка полягає в багатократному збільшенні питомої поверхні твердої частини і якісному змішуванні продуктів їх руйнування з рідиною. При досягненні суспензією рівня вище середини ємності 1 по висоті вмикають генератор імпульсних струмів 10 з пульта керування 11. При цьому між струмонесучим сердечником 14 електрода 9 і сферичним виступом 15 заземленим через пульт управління 11, в процесі електричного розряду виникає плазмовий канал з високою щільністю енергії, який при його розширенні викликає ударні хвилі в суспензії та гідропотоки з одночасною дією звукової, ультразвукової, світлової та інших видів енергії, які притаманні електрогідравлічному ефекту. На значній швидкості суспензія проходить між V-подібними елементами 19, сприяючи руйнуванню твердих частин в процесі їх ударів і співударів, аналогічних видів тертя та механічної ерозії. Змінюючи напрямки переміщення і завихрення потоків суспензії забезпечує якісне змішування продуктів руйнування твердої фази з рідиною. Проходячи через отвори 18 і 17 в нижній перегородці 16, які діють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, в нижній частині ємності 1 над днищем виникають явища кавітації, які мають місце між нижньою 16 і верхньою 12 перегородкам, виникаючи в турбулентних потоках суспензії під дією ультразвукових полів і є найбільш потужними деструкторами твердої фази і змішувачами цих складових суспензії. При повному заповненні ємності 1 суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по вихідному патрубку 4 видаляють активовану суспензію для її подальшого використання, а установка продовжує працювати безперервному режимі. При цьому коркові крани 8 і 5 виконують роль регуляторів об'ємів суспензії, що надходить в ємність 1 для її активації і видаленої після її активації. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином, після чого вимикають генератор імпульсивних струмів 10. При відновлені роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Електрогідравлічний активатор-змішувач складових композиційних сумішей, що містить циліндричну ємність, встановлену на амортизаторах і забезпечену кришками, електроди та запірно-роздавальну арматуру, який відрізняється тим, що він утримує вертикально встановлену герметичну циліндричну ємність з днищем, встановленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном та кришкою з нахиленим до вертикальної осі вхідним патрубком, обладнаним корковим краном, по осі якої жорстко закріплений електрод, під'єднаний до генератора імпульсних струмів та пульта керування, до горизонтально встановленої верхньої перегородки з отворами так, що його струмонесучий сердечник встановлений з проміжком до сферичного виступу нижньої горизонтальної перегородки з отворами в центральній частині та отворами по периферії з проміжком до внутрішньої сторони ємності, при цьому між верхньою і нижньою горизонтальними перегородками вертикально, симетрично і центрально до вертикальної осі закріплені у відповідних пазах V-подібні елементи так, що зімкнуті сторони елемента повернуті до центра, а розведені його сторони розміщені з проміжками до периферійних отворів. 3 UA 76657 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4