Змішувач-диспергатор

Реферат: UA 77092 U UA 77092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі хімічної, харчової, будівельної промисловості, зокрема до пристроїв для активації суспензії і диспергування їх твердої фази. Відомий пристрій для активації цементу, який містить встановлену на основі за допомогою амортизаторів, раму з вібраторами, герметичну ємність з розміщеними у ній трубопроводом і гідродинамічним випромінювачем, патрубками для введення та виведення цементної суспензії і подачі надлишкового тиску (а. с. СРСР № 643345, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б.В. № 3, 1979 p.). Недоліками цієї установки є: потреба у надлишковому тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; значні витрати води; значні габарити по висоті. Відомий пристрій для активації цементної суспензії, який містить герметичну ємність на амортизаторах, що забезпечена фігурними секціями, поєднаними між собою і утворюючими герметичний об'єм, підключений до вакуум-насоса, з розміщеними у ньому по черзі горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами та п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, що розміщені під ними паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій (а. с. СРСР № 1065214, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б.В. № 1, 1984 p.). Недоліками цієї установки є: недостатній ступінь диспергування та перемішування суміші; трудомістка робота для виготовлення ємності (фігурні секції); складне кріплення мембрани; недостатній ступінь диспергування твердих частинок. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії по а. с. СРСР № 1502358, Кл. В28С 5/46, надр, в Б. В. № 31 за 1989 p., робочий орган якого забезпечено додатковим випромінювачем та поєднаним великою основою з основним полем зрізаним конусом, що має механізми регулювання та корки з горловинами, осі яких розташовані у площині більшої основи конусів, причому кожний гідродинамічний випромінювач розміщено на стороні горловини, спрямованої до приводу, на якій встановлено випромінювач з ввігнутою поверхнею, який звернуто до осі вала, а додатковий випромінювач розміщено на валу приводу, ввігнута поверхня якого звернута до бічної стінки ємності. Недоліками пристрою є: складність конструкції; відсутність магнітострикційного перетворювача, що виключає можливість виникнення кавітації; складність експлуатації. Пристрій для диспергування мінеральних речовин по а. с. СРСР № 1276517, Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. № 46 за 1986 p., камера якого забезпечена рухомою втулкою, встановленою на горизонтально розміщеній нерухомій осі, що має повздовжній канал та радіальні отвори, а гідродинамічні випромінювачі встановлено попарно симетрично на рухомій втулці, перпендикулярно її осі й тангенціально на камері напроти кільцевого випромінювача. Недоліками пристрою є: недостатній ступінь диспергування твердих частинок та змішування твердих частинок у рідині; складність конструкції пристрою, що ускладнює експлуатаційне обслуговування. Як прототип прийнятий патент України № 14204 "Диспергатор", опубл. в Б.В. № 2, 1997 p., який забезпечений ввігнутим кільцевим віддзверкалювачем, а вал - ротором, виконаним по формі кульового сектора і розміщеним з проміжком відносно мембрани дзвоноподібної форми, розміщеної через ущільнюючу прокладку на завантажувальному патрубку, причому ввігнутий кільцевий віддзверкалювач закріплений до бокової поверхні ємності напроти проміжку між мембраною і ротором. Недоліком прототипу є: недостатня якість диспергування твердої фази і ступінь змішування продуктів руйнування твердих частинок з рідиною. Спільними ознаками з прототипом змішувач-диспергатор має: герметичну ємність з завантажувальним і розвантажувальним патрубками, магнітострикційний перетворювач з випромінювачем ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру. Задача змішувача-диспергатора є підвищення якості суспензії та вдосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що змішувач-диспергатор утримує вертикально встановлену герметичну ємність з днищем, розміщеним на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном який має вертикальні прорізи, а його верхній кінець 1 UA 77092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 різьбу для з'єднання з різьбою каналу циліндричного віддзеркалювача з округлим верхнім кінцем у вигляді півкулі та основу, нижня поверхня якої відповідає формі верхньої поверхні днища і забезпечена одним або більше кільцевим каналами та центральною розточкою, діаметр якої в два і більше рази перевищує діаметр різьбового каналу, при цьому утворені ребра находяться з проміжком до верхньої сторони днища, який регулюється шляхом обертання патрубка в різьбовому з'єднанні, а до кришки жорстко і центрально з верхньої її сторони закріплений короб магнітострикційного перетворювача з вхідним і вихідним патрубками під'єднаними до системи охолоджування (не показана) та центральним вхідним патрубком з корковим краном, нижній кінець якого через кільцеву герметизуючу і амортизуючу прокладку з'єднаний з центральним каналом конусного концентратора ультразвукових коливань, який жорстко і центрально закріплений до нижньої сторони кришки з допомогою герметизуючої і амортизуючої кільцевої прокладки, торець якого забезпечений жорстко і симетрично закріпленими котушками магнітострикційного перетворювача. При цьому нижній кінець концентратора виконаний у вигляді дзвона, внутрішня поверхня якого з проміжним відповідає зовнішній поверхні віддзеркалювача і його округленій верхній частині і установленій з проміжком до верхньої поверхні основи. Конструктивне рішення виконання змішувача-диспергатора забезпечує ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: сферичний випромінювач ультразвукових коливань закріплений на концентраторі ультразвукових хвиль а магнітострикційний перетворювач винесений за межі ємності над кришкою; концентратор забезпечений центральним каналом, який співпадає з аналогічним каналом вхідного патрубка; віддзеркалювач циліндричної форми з округлим верхнім кінцем у вигляді півкулі; основа віддзеркалювача має кільцеві канали та центральну розточку діаметр якої більше різьбового каналу; нижній кінець концентратора виконаний у вигляді дзвона. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: концентратор ультразвукових коливань, нижня частина якого виконана у вигляді дзвона, нижня поверхня якого виконує роль випромінювача в сторону віддзеркалювача; магнітострикційний перетворювач жорстко і центрально закріплений на верхній частині концентратора за межами ємності; віддзеркалювача верхньою поверхнею повторює форму випромінювача і розміщений з проміжком за нього. 3. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: випромінююча мембрана замінена на концентратор ультразвукових коливань нижня випромінююча частина якого має форму дзвона; вихідний патрубок замінений на аналогічний з прорізами; магнітострикційний перетворювач з випромінюючої мембрани перенесений на концентратор. 4. Приведені суттєві відмінності у пунктах 1, 2 і 3 в конструктивних рішеннях змішувачадиспергатора забезпечують нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків. На фігурі змішувач-диспергатор приведений у поперечному перерізі. Змішувач-диспергатор утримує вертикально установлену герметичну ємність 1 з днищем 2, розміщеним на амортизаторах 3, забезпеченим центральним вихідним патрубком 4 з корковим краном 5, який має вертикальні прорізи 6, а його верхній кінець різьбу для з'єднання з різьбою каналу 7 циліндричного віддзеркалювача 8 з округлим верхнім кінцем 9 у вигляді півкулі та основу 10, нижня поверхня якої відповідає формі верхньої поверхні днища 2 і забезпечена одним або більше кільцевим каналами 11 та центральною розточкою 12, діаметр якої в два і більше рази перевищує діаметр різьбового каналу 7, при цьому утворені ребра 13 знаходяться з проміжком до верхньої сторони днища 2, який регулюється шляхом обертання патрубка 4 в різьбовому з'єднанні, а до кришки 14 жорстко і центрально з верхньої її сторони закріплений короб магнітострикційного перетворювача 15 з вхідним 16 і вихідним 17 патрубками, під'єднаними до системи охолоджування (не показана) та центральним вхідним патрубком 18 з корковим краном 19, нижній кінець якого через кільцеву герметизуючу і амортизуючу прокладку 20 з'єднаний з центральним каналом 21 конусного концентратора 22 ультразвукових коливань, який жорстко і центрально закріплений до нижньої сторони кришки 15 за допомогою герметизуючої і амортизуючої кільцевої прокладки 23, торець якого забезпечений жорстко і симетрично закріпленими котушками 24 і 25 магнітострикційного перетворювача. При цьому нижній кінець концентратора 22 виконаний у вигляді дзвона 26, внутрішня поверхня якого з проміжним 27 відповідає зовнішній поверхні віддзеркалювача 8 і його округленій верхній частині 9 і установленій з проміжком 28 до верхньої поверхні основи 10. Змішувач-диспергатор працює таким чином: 2 UA 77092 U 5 10 15 20 25 При закритому корковому крані 5 вхідного патрубка 4, ввімкненому високочастотному генераторі (не показаний) під'єднаний до системи охолодження до патрубків 16 і 17 та відкритому корковому крані 19 по вхідному патрубку 18 в центральний канал 21 конусного концентратора 22 подають суспензію для її диспергування і змішування. Активація суспензії диспергуванням полягає в багатократному збільшенню питомої поверхні твердої фази і подальшого якісного змішування продуктів руйнування з рідиною. Під дією ультразвукових коливань в каналі 21 і в подальшому її переміщенні виникають явища кавітації. Які є потужними деструкторами твердої в рідині і активними змішувачами продуктів руйнування з рідиною. Дію кавітації доповнюють удари і співудари твердих частинок. Їх тертя та механічна ерозія. При переміщенні суспензії по каналу 21 концентратора 22, він діє як циліндричний концентратор зі збільшенням потужності ультразвукового поля, і відповідно кавітації, зверху вниз. В проміжках 27 і 28 суспензія піддається дії ультразвукового поля випромінюваного нижнього внутрішньою стороною концентратора 22 у вигляді дзвона 26. Заповнюючи ємності 1 знизу вверх суспензія піддається ультразвукових полів випромінюваних зовнішньою стороною конусного концентратора 22, чим підтримується дія кавітації і в периферійній зоні ємності. Після заповнення ємності 1 суспензією частково або повністю відкривають корковий кран 5 і видаляють суспензію для її подальшого використання, твердь частини якої пройшли проміжок між верхньою стороною днища 2 та ребрами 13 основи 10, а установка продовжує працювати в безперервному режимі. При цьому регуляторами об'ємів подачі і видалення суспензії служать коркові крани 5 і 19. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином, а далі, вимикають високочастотний генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 24 і 25 та від'єднують охолоджувальну систему від патрубків 16 і 17. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 Змішувач-диспергатор, що містить герметичну ємність з завантажувальним і розвантажувальним патрубками, магнітострикційний перетворювач з випромінювачем ультразвукових коливань та запірно-роздавальну арматуру, який відрізняється тим, що він утримує вертикально встановлену герметичну ємність з днищем, розміщеним на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, який має вертикальні прорізи, а його верхній кінець різьбу для з'єднання з різьбою каналу циліндричного віддзеркалювача з округлим верхнім кінцем у вигляді півкулі та основу, нижня поверхня якої відповідає формі верхньої поверхні днища і забезпечена одним або більше кільцевим каналами та центральною розточкою, діаметр якої в два і більше рази перевищує діаметр різьбового каналу, при цьому утворені ребра находяться з проміжком до верхньої сторони днища, який регулюється шляхом обертання патрубка в різьбовому з'єднанні, а до кришки жорстко і центрально з верхньої її сторони закріплений короб магнітострикційного перетворювача з вхідним і вихідним патрубками під'єднаними до системи охолоджування та центральним вхідним патрубком з корковим краном, нижній кінець якого через кільцеву герметизуючу і амортизуючу прокладку з'єднаний з центральним каналом конусного концентратора ультразвукових коливань, який жорстко і центрально закріплений до нижньої сторони кришки за допомогою герметизуючої і амортизуючої кільцевої прокладки, торець якого забезпечений жорстко і симетрично закріпленими котушками магнітострикційного перетворювача, при цьому нижній кінець концентратора виконаний у вигляді дзвона, внутрішня поверхня якого з проміжним відповідає зовнішній поверхні віддзеркалювача і його округленій верхній частині і установленій з проміжком до верхньої поверхні основи. 3 UA 77092 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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