Активатор композиційної полімерної суспензії

Реферат: UA 80732 U UA 80732 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної, електротехнічної, харчової, будівельної та інших технологій, зокрема, для установок для активації суспензій диспергуванням твердої фази в дисперсних сумішах та змішування їх з рідкою фазою. Відома установка для активації цементної суспензії (авт. свід. СРСР № 1065214, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 1, 1984 p.), яка містить герметичну ємність, установлену 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 установленим під нею магнітострикційним перетворювачем. Недоліками установки є: - виконання ремонтних робіт по заміні окремих вузлів складне 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 (авт. свід. СРСР № 1451027, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 2, 1989 p.), яка містить установлену 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 (авт. свід. № 1803324, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 11, 1993 p.), який містить установлену на амортизаторах вертикальну герметичну ємність у вигляді корпусу з кришкою і днищем, установлені на кришці по осі корпусу завантажувальний патрубок з корковим краном, штуцери подачі і відведення охолоджуючої рідини, розміщені на боковій поверхні корпусу, установлену центральну оболонку, яка закріплена на боковій внутрішній поверхні корпусу за допомогою упора прогумованої амортизаційної прокладки, концентратор ультразвукових коливань з магнітострикційним перетворювачем, змонтованим по осі корпусу, мембрану з отвором, закріплену на боковій поверхні корпусу за допомогою кільцевих упорів і прогумованої амортизаційної прокладки. Недоліками диспергатора-змішувача є: - наявність тільки одного концентратора ультразвукових хвиль і складність його виготовлення із-за конструктивного поєднання з мембраною; - недостатній ступінь диспергування твердих частинок в суспензії. Відомий також "Змішувач-активатор дисперсних сумішей" по патенту України № 41738, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 8, 2001 p., який містить установлену на амортизаторах ємність з розміщеною в ній на прокладках з пружного матеріалу мембраною, магнітострикційний перетворювач та патрубки з корковими кранами для введення та виведення суспензії, забезпечений кульовою мембраною ультразвукових коливань, симетрично та співвісно розміщеною всередині кульової ємності, нижня півкульова частина якої забезпечена допоміжним патрубком з корковим краном та отворами у верхній частині, а верхня півкульова частина - отворами, нижній з яких виконаний на рівні горизонтальної мембрани, та забезпеченої магнітострикційним перетворювачем, жорстко закріпленим до верхньої сторони отворами по його контуру, що за допомогою упорів та кільцевої амортизуючої та герметизуючої прокладки зафіксована по горизонтальній осі. Недоліками його є значні габарити та невисокий ступінь активації суспензії із-за обмеженої дії кавітації по об'єму установки. Як прототип прийнятий "Активатор суспензій" по патенту України № 26711, МПК В28С 5/46, опубл. в бюл. № 16, 2007 p., який містить ємність, яка вигнутим днищем з вихідним патрубком, забезпеченим корковим краном, розміщеним на амортизаторах, та випуклою кришкою з вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, між якими за допомогою герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально установлені упори, до яких жорстко і симетрично закріплене трубчате кільце з внутрішнім вирізом і отворами по периметру основи магнітострикційного перетворювача, жорстко і симетрично вертикальній осі закріпленого до верхньої горизонтальної мембрани, жорстко з'єднаної по верхній кромці вирізу і центральними отворами, а по нижній кромці вирізу жорстко і горизонтально закріплена нижня мембрана з 1 UA 80732 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 центральним отвором, до якої знизу жорстко і центрально закріплений півкульовий концентратор з центральним отвором. Недоліками прототипу є: - недостатня якість активації складових суміші та їх змішування; - складність виготовлення і монтажу кільцевого циліндричного концентратора. Корисною моделлю поставлена задача створення активатора композиційної полімерної суспензії, який забезпечує підвищення якості активації складових суспензії та удосконалення конструкції установки. Поставлена задача вирішується у активаторі композиційної полімерної суспензії, що містить герметичну вертикально установлену ємність, яка складається з вертикальної циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, та вертикальної нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах і забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок горизонтально установлена мембрана з отворами по периферії та отворами по контуру жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони магнітострикційного перетворювача, які знаходяться в площині центрального отвору концентратора торової форми з отворами, які розміщені на його нижній полиці близько до внутрішньої поверхні жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони пустотного півкульового концентратора з центральним отвором, а до внутрішньої поверхні нижнього концентратора по контуру центрального отвору жорстко і центрально закріплений півкульовий пустотний концентратор з центральним отвором, а з верхньої сторони мембрани жорстко і центрально закріплений верхній концентратор торової форми з верхнім центральним отвором і нижнім центральним отвором, який більше за площину, описану отворами мембрани, до верхньої полиці якого з внутрішньої сторони жорстко і центрально закріплений пустотний півкульовий концентратор з центральним отвором. Загальними конструктивними рішеннями для активатора композиційної полімерної суспензії та базового об'єкта прийнятого за прототип і аналогів є установлена на амортизаторах ємність з розміщеними в ній на герметизуючих і амортизуючих прокладках мембрани магнітострикційного перетворювача та патрубків з корковими кранами для введення і виведення суспензії. Конструктивне рішення виконання цієї установки забезпечує ряд переваг у порівнянні з прототипом і відомими аналогами: 1. Частково нове сполучення ознак, яке вказує на наявність суттєвих відмінностей: циліндрична ємність, яка складається з двох секцій; магнітострикційний перетворювач жорстко і центрально закріплений з нижньої сторони горизонтальної мембрани; горизонтальна мембрана розміщена між двома герметизуючими і амортизуючими прокладками, які установлені між циліндричними секціями. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна і тороподібні мембрани; герметична вертикально установлена на амортизаторах циліндрична ємність; додаткові півкульові мембрани. 3. Заміна одних ознак новими, що теж вказує на наявність суттєвих відмінностей: кільцевий циліндричний концентратор з горизонтальними мембранами всередині замінений на тороподібні мембрани. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і 3, конструктивні рішення забезпечують нові взаємоположення ознак, нові зв'язки і взаємодії між ними, що теж вказує на наявність суттєвих відмінностей. На кресленні зображений активатор композиційної полімерної суспензії в розрізі. Активатор композиційної полімерної суспензії містить герметичну вертикально установлену ємність, яка складається з вертикальної циліндричної секції 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4, та вертикальної нижньої циліндричної секції 5 з днищем 6, установленим на амортизаторах 7 і забезпеченим центральним вихідним патрубком 8 з корковим краном 9, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок 10 і 11 горизонтально установлена мембрана 12 з отворами 13 по периферії та отворами 14 по контуру жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони магнітострикційного перетворювача 15, які знаходяться в площині центрального отвору 16 концентратора 17 торової форми з отворами 18, які розміщені на його нижній полиці близько до внутрішньої поверхні жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони пустотного півкульового концентратора 19 з центральним отвором 20, а до внутрішньої поверхні нижнього концентратора 17 по контуру центрального отвору 16 жорстко і центрально закріплений півкульовий пустотний концентратор 21 з центральним отвором 22, а з верхньої сторони мембрани 12 жорстко і центрально закріплений верхній концентратор 23 торової форми з верхнім центральним отвором 24 і нижнім центральним отвором 25, який більше за площину, 2 UA 80732 U 5 10 15 20 25 описану отворами 14 мембрани 12, до верхньої полиці верхнього концентратора 23 торової форми з внутрішньої сторони жорстко і центрально закріплений пустотний півкульовий концентратор 26 з центральним отвором 27. Активатор композиційної полімерної суспензії працює таким чином. При закритому корковому крані 9, включеному генераторі (не показаний) ультразвукових коливань, під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 15, та відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в верхню циліндричну секцію 1 подають дисперсну суміш у вигляді суспензії, яка підлягає активації шляхом подрібнення твердої фази, збільшення її питомої поверхні і рівномірного змішування продуктів руйнування з рідкою фазою. Через отвір 24 в пустотний півкульовий концентратор 26 суспензія піддається дії фокусуючого ультразвукового поля, випромінюваного внутрішньою поверхнею, та ультразвукового поля, випромінюваного внутрішньою поверхнею верхньої горизонтальної полиці концентратора 23. В ультразвукових полях при наявності турбулентного руху суспензії в ній виникають кавітаційні явища, які є найбільш потужними факторами руйнування твердої фази в рідині. Проходячи через отвір 27, який працює як гідродинамічний випромінювач, суспензія піддається додатковій руйнівній дії твердих частинок за рахунок ударів і співударів, різних видів тертя та наявності механічної ерозії. Далі на суспензію діють ультразвукові поля: верхньої сторони мембрани 12, внутрішньої поверхні концентратора 23 та зовнішньої сторони півкульового концентратора 25 і дія тієї кавітації з тими ж факторами ударів, співударів, тертя та механічної ерозії твердих частинок в рідині. Проходячи через отвір 20 суспензія накопичується в нижній частині ємності і після її заповнення частково або повністю відкривають корковий кран 9 і видаляють готову продукцію. Одночасно корковим краном 4 регулюють об'єм подачі суспензії в ємність і процеси продовжуються в безперервному режимі. Після закінчення роботи аналогічним чином промивають установку і виключають генератор (не показаний) ультразвукових хвиль. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 Активатор композиційної полімерної суспензії, що містить герметичну ємність, установлену на амортизаторах і забезпечену запірно-роздавальною арматурою, в якій на герметизуючих і амортизуючих прокладках розміщені мембрани і магнітострикційний перетворювач, який відрізняється тим, що містить герметичну вертикально установлену ємність, яка складається з вертикальної циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, та вертикальної нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах і забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок горизонтально установлена мембрана з отворами по периферії та отворами по контуру жорстко і центрально закріпленого з її нижньої сторони магнітострикційного перетворювача, які знаходяться в площині центрального отвору концентратора торової форми з отворами, які розміщені на його нижній полиці близько до внутрішньої поверхні жорстко і центрально закріпленого з його нижньої сторони пустотного півкульового концентратора з центральним отвором, а до внутрішньої поверхні нижнього концентратора по контуру центрального отвору жорстко і центрально закріплений півкульовий пустотний концентратор з центральним отвором, а з верхньої сторони мембрани жорстко і центрально закріплений верхній концентратор торової форми з верхнім центральним отвором і нижнім центральним отвором, який більше за площину, описану отворами мембрани, до верхньої полиці верхнього концентратора торової форми з внутрішньої сторони жорстко і центрально закріплений пустотний півкульовий концентратор з центральним отвором. 3 UA 80732 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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