Диспергатор-змішувач

Реферат: UA 76799 U UA 76799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області будівельної, хімічної та харчової промисловості, зокрема, до установок для активації мінеральних речовин і одержання суспензії. Відома установка для активації цементу, яка забезпечена установленою на амортизаторах рамою, з вібраторами, герметичною ємністю з розміщеними в ній трубопроводом і гідродинамічним випромінювачем, патрубками для вводу і виводу цементної суспензії і подачі надлишкового тиску [А.С. № 6433466 Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. № 3, 1979 p.]. Недоліками цієї установки є: - потреба в надлишковому тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; - значна витрата води; - значні габарити по висоті. Відома установка для активації цементу, утримуюча герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями, з'єднаними між собою і утворюючими герметичний об'єм, підключений до вакуум-насоса, з установленими в ній по черзі по центру магнітострикційними перетворювачами, мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розміщеними під ними паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій [А.С. СРСР № 1065214, Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. № 1, 1984 p.]. Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування і змішування дисперсної суміші; - низька продуктивність із-за значної довжини шляхів переміщення суспензії; - трудомісткість в виготовленні фігурних секцій; значні витрати води і електроенергії. Відома установка ["Диспергатор" А.С. № 1538936, В28С 5/46, надр, в Б.В. № 4, 1990 p.], яка утримує герметичну ємність із співвісно розміщеними завантажувальним і розвантажувальним патрубками, магнітострикційним перетворювачем з випромінюючою мембраною і привідним валом і забезпечена вигнутим кільцевим відбивачем, ротором, виконаним по формі кульового сектора і розміщеним з проміжком відносно випромінюючої мембрани дзвоникоподібної форми, розміщеної через ущільнюючу прокладку на завантажувальному патрубку, при чому вигнутий кільцевий відбивач закріплений до бокової поверхні напроти проміжку між мембраною і ротором. Недоліками установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в рідині; - недостатня ступінь перемішування суспензії; - складність мембрани і ротора, їх незахищеність від зносу; - недостатня ступінь диспергування з ущільнюючої прокладки, складність її зміни, складність диспергування проміжку між мембраною і ротором; складність в експлуатації. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії [А.С. № 173720, Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. № 32, 1995 p.], який забезпечений закріпленими в днищі магнітострикційними перетворювачами з випромінюючою пластиною, причому вали виконані різношвидкісними, із яких високошвидкісний вал виконаний з кільцевим канавками для входу в них дисків низькошвидкісного вала. Недоліками є: - недостатня ступінь диспергування твердих часток в суспензії і їх перемішування; - відсутність умов для виникнення кавітації, як фактора забезпечення диспергування та перемішування суспензії. Відомий також пристрій ["Змішувач-активатор" А.С. № 1268429, Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. № 41, 1986 p.], який забезпечений ковпаком з вертикальними прорізами установленими в середині корпусу співвісно з ним жорстко змонтованим на валу диском, причому лопатка виконана у вигляді стрічки розділеної по довжині вертикальними стінками на три частини, з яких протилежні крайні ділянки відігнуті вниз на 2/3 ширини лопатки в сторону напрямку кручення. Недоліками є: - недостатня ступінь диспергування і змішування твердих частинок в рідині; - значна висота установки, що не дозволяє розмістити її між дозаторами і змішувальним вузлом; - відсутність ультразвукового випромінювача, що виключає можливість виникнення кавітації; - складність конструкції і ускладнення роботи по ремонту в процесі експлуатації. Відома також установка ["Змішувач-активатор" А.С. № 1250470, Кл. В28С 5/46, надрук. в Б.В. № 30, 1986 р.], в якій кожний змішувальний елемент виконаний у вигляді розміщених одна над другою і з'єднаних між собою чотирикутних пластин, два протилежних кути кожної з яких відігнуті зі створенням відкритої з торців порожнини між пластинами, причому ширина пластини складає половину її довжини, а довжина відігнутої частини пластини складає половину її 1 UA 76799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ширини, при цьому кожний вище розміщений змішувальний елемент повернутий відносно нижче розміщеного на 90°. Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок суспензії; - із-за незбалансованості вузлів установки має місце вібрація її в цілому; - відсутнє ультразвукове поле, яке створює умови для виникнення кавітації; - відсутність відбивача не дає можливості використання додаткового диспергування твердих частинок при співударах; - ненадійно працює вузол приводу; - складність кріплення лопаток на двох валах і в горизонтах потребує значного часу на їх заміну; - установка має значну висоту і не вписується в простір між дозатором і змішувачем. Як найближчий аналог вибрано "Диспергатор-змішувач" [Патент України № 42428, МПК В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 9 за 2001 p.], який забезпечений мембраною з плоским дном і округлими краями, зверненою відкритою частиною вверх і забезпеченою з нижньої сторони магнітострикційним перетворювачем і отворами по його периметру, а в ній співвісно розміщений ротор, який складається з відбивача з плоским дном і округлими краями, поверненою відкритою частиною вниз, на якому з середини жорстко, попарно і симетрично закріплені Ч-подібні лопатки, виконані з листової сталі так, що торцевою частиною з'єднаних листів повернуті за напрямком їх руху, а паралельно розведені листи хвостової частини закриті зверху нахиленою площиною. Недоліками аналога є: - низька якість диспергування твердих частинок композиційних полімерних сумішей; - складність конструкції елементів змішування. Задачею диспергатора-змішувача є підвищення якості диспергування твердих складових і змішування продуктів руйнування з рідкою фазою та удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що диспергатор-змішувач складається з вертикально установленої на амортизаторах циліндричної ємності з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном і кришкою з вхідними патрубками, установленими під кутом до вертикальної осі, з корковими кранами та кожухами, в яких розміщені нагрівальні прилади в теплоізоляційному матеріалі і паралельно їм патрубки з корковими кранами, а також вертикально і центрально розміщеним в підшипниковому вузлі привідним валом, на якому всередині ємності закріплений тарілчастий ротор з відігнутими краями, у основи яких мають місце отвори, а в центральній частині - отвори і кільцеві ребра, верхнє з яких повернуто в сторону стінок ємності, а нижнє повернуто в сторону вала і нахилено під гострим кутом до горизонталі, при цьому нижній кінець вала проходить через конусний отвір, яке повернуте основою вниз, горизонтально і нерухомо установленої з допомогою амортизаційної прокладки і кільцевого упора, плити. На валу рухомо в вертикальному напрямку з допомогою шпонки розміщена плита, яка обертається і забезпечена з нижньої сторони пружинним амортизатором на шайбі, зафіксованій гайкою. Загальними ознаками для диспергатора-змішувача і прототипу є вертикально установлена, на амортизаторах, циліндрична герметична ємність з запірно-роздавальною арматурою, в якій на приводному вертикально установленому валу жорстко закріплений ротор. Конструктивне рішення диспергатора-змішувача має ряд переваг і суттєвих відмінностей у порівнянні з прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: ротор тарілчастої форми з відігнутими краями у основи яких мають місце отвори, а в центральній частині - отвори і кільцеві ребра, верхнє з яких повернуто в сторону стінок ємності, а нижнє повернуто в сторону вала і нахилене під гострим кутом до горизонталі; нижній кінець вала проходить через конусний отвір; на валу рухомо у вертикальному напрямку розміщена плита. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: рухома і нерухома плити; патрубки з нагрівальними елементами захищені теплоізоляційним матеріалом і кожухом; механізм, підпружинюючий нижню плиту. 3. Згідно пп. 1 і 2 у конструктивних рішеннях мають місце нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків взаємодії між ознаками, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей. На фігурі диспергатор-змішувач приведений у поперечному перерізі. Диспергатор-змішувач складається з вертикально установленої на амортизаторах 1 циліндричної ємності 2 з днищем 3, забезпеченим центральним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5 і кришкою 6 з вхідними патрубками 7 і 8, установленими під кутом до вертикальної осі, з корковими кранами 9 і 10 та кожухами 11 і 12, в яких розміщені нагрівальні 2 UA 76799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 прилади 13 і 14 в теплоізоляційному матеріалі 15 і 16 і паралельно їм патрубки 17 і 18 з корковими кранами 19 і 20, а також вертикально і центрально розміщеним в підшипниковому вузлі 21 привідним валом 22, на якому всередині ємності 2 закріплений тарілчастий ротор 23 з відігнутими краями 24, у основи яких мають місце отвори 25, а в центральній частині - отвори 26 і кільцеві ребра, верхнє 27 з яких повернуто в сторону стінок ємності 2, а нижнє 28 повернуто в сторону вала і нахилено під гострим кутом до горизонталі, при цьому нижній кінець вала 22 проходить через конусний отвір 29, яке повернуте основою вниз, горизонтально і нерухомо установленої з допомогою амортизаційної прокладки 30 і кільцевого упора 31, плити 32, а на валу 22 рухомо в вертикальному напрямку з допомогою шпонки 33 розміщена плита 35, яка обертається і забезпечена з нижньої сторони пружинним амортизатором 36 на шайбі 37, зафіксованій гайкою 38. Диспергатор-змішувач працює таким чином. При закритому корковому крані 5, включеному приводі (не показаний) приводного вала 22 та відкритих коркових кранах 9, 10, 19 і 20 в залежності від потреби та включених нагрівальних приладах 13 і 14 по відповідних патрубках 7, 8, 17 і 18 в ємність 2 подаються відповідно суспензії, які потребують їх підігрівання. Якщо сумішей, які підлягають змішуванню і активації менше або не потребують нагрівання, то відповідно перекриваються ті чи інші коркові крани або не включаються нагрівальні прилади 13 і 14. Попадаючи на тарілчастий ротор 23 відцентрова сила та кутове зміщення сприяють ударам твердих частинок суспензії та їх співударам в процесі змішування. Одночасно діє фактор механічної ерозії та різні види тертя. Продукти руйнування при активації змішуються з рідинами суспензій, а ребро 28 і відігнутий край 24 сприяють підсиленню дії змішування і активації суспензій. Проходячи через отвори 25 і 26, які працюють як гідродинамічні випромінювачі, ця дія додатково посилюється, а ребро 29 якісно перемішує суспензію і направляє її до отвору 30, який своєю конфігурацією сприяє подачі її на плиту 32, а продукти руйнування змішуються з рідиною змішаних рідких складових суспензій, поданих по вхідних патрубках 7, 8, 17 і 18. Після заповнення нижньої частини ємності 2 частково або повністю відкривають корковий кран 5 і по вхідному патрубку видаляють готову продукцію. Кранами вхідних патрубків 9, 10, 19 і 20 регулюють об'єм подачі суспензії, в залежності від рецептури і технологічних вимог, і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи аналогічним чином установку промивають, далі виключається привід (не показаний) привідного вала 22 і нагрівальні прилади 13 і 14.) При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Диспергатор-змішувач, що містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну, циліндричної форми ємність, забезпечену запірно-роздавальною арматурою, в середині якої, на вертикальному приводному валу, жорстко закріплений ротор, який відрізняється тим, що він складається з герметичної вертикально установленої на амортизаторах циліндричної ємності з днищем, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном і кришкою з вхідними патрубками, установленими під кутом до вертикальної осі, з корковими кранами та кожухами, в яких розміщені нагрівальні прилади в теплоізоляційному матеріалі і паралельно їм патрубки з корковими кранами, а також вертикально і центрально розміщеним в підшипниковому вузлі привідним валом, на якому всередині ємності закріплений тарілчастий ротор з відігнутими краями, у основи яких мають місце отвори, а в центральній частині - отвори і кільцеві ребра, верхнє з яких повернуто в сторону стінок ємності, а нижнє повернуто в сторону вала і нахилено під гострим кутом до горизонталі, при цьому нижній кінець вала проходить через конусний отвір, яке повернуте основою вниз, горизонтально і нерухомо установленої з допомогою амортизаційної прокладки і кільцевого упора, плити, на валу рухомо в вертикальному напрямку за допомогою шпонки розміщена плита, яка обертається і забезпечена з нижньої сторони, пружинним амортизатором на шайбі, зафіксованій гайкою. 3 UA 76799 U 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 4