Активатор полімерних суспензій

Реферат: UA 80731 U UA 80731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівельної, електротехнічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, зокрема для активації та змішування твердих частинок з рідиною. Відома установка для активації цементної суспензії (патент України № 4438, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 6-1, 1994 p.), яка забезпечена лійками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована на ємності за допомогою кільця і прокладки, розміщеної паралельно осі ємності, тягою з кульковими клапанами, один з яких розміщений у кришці ємності, а кожен з наступних у днищі мембрани тарілчастої форми з перфорованим відгином, причому кожен перетворювач розміщений на днищі мембрани. Недоліками установки є: - складність конструкції установки; - ненадійність роботи клапанової системи; - недостатня продуктивність установки із-за значної довжини шляху переміщення суспензії; - значні затрати електроенергії при наявності кількох магнітострикційних перетворювачів. Відомий диспергатор-змішувач (патент України № 4437, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 61, 1994 p.), який забезпечений збуджувачем коливань, розміщеним на верхній мембрані і з'єднаним через ковпак з підпружиненою перфорованою чашкою, закріпленою на кришці ємності, а концентратор ультразвукових коливань виконаний секційним, кожна секція розміщена між мембранами однакового діаметра і кривизни. При цьому торець концентратора має випуклу поверхню, з'єднану з робочою поверхнею нижньої мембрани, встановленою за допомогою пружини в ємності. Кожна секція концентратора виконана щонайменше з одним виступом, розміщеним в центральному отворі відповідної мембрани, причому довжина виступу не перевищує половини довжини отвору. Недоліками диспергатора-змішувача є: - недостатня якість змішування складових суспензії; - недостатнє ультразвукове поле для виникнення кавітації, що знижує якісний показник диспергування твердих частинок в рідині. Відомий також диспергатор-змішувач (патент України № 14203, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 22, 1990 p.), який забезпечений додатковими випромінювачами, ємність виконана у формі зрізаного конуса, розміщеного великою основою на амортизаторах, і має на боковій поверхні кільцеві кронштейни, на яких через пружні прокладки розміщені випромінювачі, виконані у вигляді кільцевих п'єзокерамічних перетворювачів, а диски закріплені на вертикальному валу привода співвісно ємності, причому діаметр кожного диска, розміщеного під відповідним кільцевим перетворювачем, менше діаметра останнього. Недоліками диспергатора-змішувача є: - низька продуктивність установки із-за значної, довжини шляху переміщення суспензії; - відсутність кавітації, що знижує якість диспергування твердих частинок та змішування їх з рідиною; - складність конструкції із-за наявності рухомого вузла. Відомий також "Диспергатор" за патентом України № 4819, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 7-1, 1994 p., який забезпечений втулками, розміщеними на боковій поверхні ємності між мембранами, отвори в непарних мембранах розміщені по периферії, а в парних - в центрі, при цьому площина поперечного розрізу центрального отвору дорівнює сумі площин поперечних розрізів отворів по периферії. Недоліками установки є: - низький ступінь диспергування твердих частинок в рідині із-за відсутності кавітації; - недостатня якість змішування складових суспензії з тієї ж причини. Відомий також "Диспергатор-змішувач" за патентом України № 5708, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 7-1 28.12.1994 p., який забезпечений п'єзокерамічним випромінювачем у вигляді пустотної оболонки з фланцеподібним елементом у верхній частині, розміщеній концентрично з основою 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 виконані ввігнутими, а мембрана розміщена під магнітострикційним перетворювачем. Недоліками установки є низький ступінь диспергування твердих частинок суспензії та зміщування продуктів руйнування з рідкою фазою. Як прототип прийнятий "Активатор дисперсних суспензій" по патенту України № 48579, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 6, 2010 p., який містить герметичну вертикально установлену конусну ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, 1 UA 80731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 та днищем, установленим на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, над яким між амортизуючими і герметизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з кільцевим півциліндричним жолобом, забезпеченим центральними отворами, з верхньої сторони якої центрально і жорстко закріплений центральний концентратор з додатковим тарілчастим концентратором, забезпеченим каналами, а з нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплений магнітострикційній перетворювач ультразвукових коливань. Корисною моделлю поставлена задача створення активатора полімерних суспензій, який забезпечує підвищення їх якості та удосконалення конструкції установки. Поставлена задача вирішується тим, що активатор полімерних суспензій містить вертикально установлену ємність, яка складається з кришки, оснащеної центральним вхідним патрубком з корковим краном, та днища, установленого на амортизаторах і забезпеченого центральним вихідним патрубком з корковим краном, між яким за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально установлена мембрана, яка по периферії переходить в форму кільцевого півциліндричного концентратора з центральним отвором, а в центральній частині - в форму півкульового концентратора з центральним отвором великого діаметра, біля основи якого центрально і жорстко закріплена додаткова тарілчаста мембрана з центральним отвором, під якою жорстоко по периметру стикується, між тими ж кільцевими прокладками, основна мембрана тарілчастої форми з отворами по контуру центрально і жорстко закріпленого з її вихідної сторони магнітострикційного перетворювача, до якої аналогічно по периметру закріплена тарілчаста мембрана з центральним отвором. Ознаки активатора полімерних суспензій, які співпадають з ознаками прототипу, є: герметична, вертикально установлена на амортизаторах ємність з запірно-роздавальною арматурою, в якій центрально установлені мембрани, концентратори і магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань. Конструктивні рішення активатора полімерних суспензій забезпечують ряд суттєвих переваг і суттєвих відмінностей у порівнянні з прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: магнітострикційний перетворювач жорстко і центрально закріплений на основній ввігнутій мембрані; ввігнута додаткова мембрана жорстко закріплена на основній мембрані. 2. Введення нових ознак, що теж вказує на наявність суттєвих відмінностей: тарілчаста мембрана з центральним отвором; аналогічна мембрана жорстко і центрально закріплена з нижньої сторони основної мембрани, яка забезпечена центральним отвором. 3. Заміна частини ознак новими, що також свідчить про наявність суттєвих відмінностей: кільцевий півциліндричний концентратор, який повернутий випуклою стороною вверх і який в центральній частині переходить у півкулю, повернуту відкритою частиною вверх, замінену на аналогічний концентратор, повернутий на 180°; кульовий концентратор з додатковою мембраною замінений на тарілчасту мембрану з центральним отвором. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і 3, технічне рішення установки забезпечує нове взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей. На кресленні приведений активатор полімерних суспензій в розрізі. Активатор полімерних суспензій містить вертикально установлену ємність, яка складається з кришки 1, забезпеченої центральним вхідним патрубком 2 з корковим краном 3, та днища 4, установленого на амортизаторах 5 і забезпеченого центральним вихідним патрубком 6 з корковим краном 7, між яким за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок 8 і 9 горизонтально установлена мембрана 10, яка по периферії переходить в форму кільцевого півциліндричного концентратора 11 з центральним отвором 12, а в центральній частині - в форму півкульового концентратора 13 з центральним отвором 14 великого діаметра, біля основи якого центрально і жорстко закріплена додаткова тарілчаста мембрана 15 з центральним отвором 16, під якою жорстоко по периметру стикується, між тими ж кільцевими прокладками 8 і 9, основна мембрана 17 тарілчастої форми з отворами 18 по контуру центрально і жорстко закріпленого з її вихідної сторони магнітострикційного перетворювача 19, до якої аналогічно по периметру закріплена тарілчаста мембрана 20 з центральним отвором 21. Активатор полімерних суспензій працює таким чином. При закритому крані 7 вихідного патрубка 6, ввімкненому високочастотному (не показаний) магнітострикційному перетворювачі 19 і відкритому корковому крані 3 по вихідному патрубку 2 через отвір 14 на додаткову тарілчасту мембрану 15 подається суспензія для її активації і змішування. 2 UA 80731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Активація суспензії полягає в багатократному збільшенню питомої поверхні мінеральних речовин та якісному змішуванні продуктів руйнування з рідиною. Надійшовши на додаткову тарілчасту мембрану 15, суспензія піддається дії ультразвукового поля, випромінюваного її верхньою поверхнею, та концентрованого ультразвукового поля, випромінюваного внутрішньою фокусуючою поверхнею півкульового концентратора 13. В результаті дії ультразвукових полів в турбулентних потоках суспензії виникають явища кавітації, які є потужним деструкторами твердих мінеральних речовин в рідині та активними змішувачами продуктів руйнування цих твердих частинок з рідиною. Дію кавітації доповнюють удари і співудари твердих частинок, їх різні види тертя та механічна ерозія. Пройшовши отвір 16, який діє, як і всі інші отвори, як циліндричний концентратор гідродинамічного випромінювача, суспензія надходить на корпус магнітострикційного перетворювача 19, охолоджує його і одночасно піддається дії ультразвукових коливань, випромінюваних його поверхнею, нижньою поверхнею додаткової тарілчастої мембрани 15, зовнішньою боковою поверхнею півциліндричного кільцевого концентратора 11 та верхньою стороною основної мембрани 17. Через отвори 18 суспензія надходить в простір між нижньою стороною основної мембрани 17 і верхньою стороною тарілчастої мембрани 20, де піддається випромінюваним ними ультразвуковим коливанням. Через центральний отвір 21 тарілчастої мембрани 20 суспензія поступово заповнює ємність і піддається послідовно ультразвуковій дії зовнішньої сторони тарілчастої мембрани 20 та бокової поверхні основної мембрани 17, чим підтримується кавітація в усьому об'ємі ємності. Після заповнення ємності суспензією частково або повністю відкривається корковий кран 7 і по вихідному патрубку 6 видаляють активовану суспензію для подальшого її використання, а установка продовжує працювати у безперервному режимі. При цьому коркові крани 7 і 3 виконують роль регуляторів потоків суспензії, яка видаляється і надходить. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином, а далі вимикають високочастотний генератор (не показано) магнітострикційного перетворювача. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Активатор полімерних суспензій, що містить герметичну вертикально установлену на амортизаторах ємність з запірно-роздавальною арматурою, в якій центрально установлені мембрани, концентратори і магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань, який відрізняється тим, що містить вертикально установлену ємність, яка складається з кришки, оснащеної центральним вхідним патрубком з корковим краном, та днища, установленого на амортизаторах і забезпеченого центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально установлена мембрана, яка по периферії переходить в форму кільцевого півциліндричного концентратора з центральним отвором, а в центральній частині - в форму півкульового концентратора з центральним отвором великого діаметра, біля основи якого центрально і жорстко закріплена додаткова тарілчаста мембрана з центральним отвором, під якою жорстко по периметру стикується, між тими ж кільцевими прокладками, основна мембрана тарілчастої форми з отворами по контуру центрально і жорстко закріпленого з її вихідної сторони магнітострикційного перетворювача, до якої аналогічно по периметру закріплена тарілчаста мембрана з центральним отвором. 3 UA 80731 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