Активатор композиційних полімерних суспензій

Реферат: UA 84780 U UA 84780 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, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 6-1, 1994 р.), 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 клапанної системи; - недостатня продуктивність установки з-за значної довжини шляху переміщення суспензії; - значні затрати електроенергії при наявності кількох магнітострикційних перетворювачів. Відомий диспергатор-змішувач (патент України № 4437, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 6-1, 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 секційно; 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 мінімально 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, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 22, 1990), 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 приводу 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. Як найближчий аналог прийнятий "Активатор суспензії" за патентом України № 68549, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 2, 2004 p., який забезпечений мембраною, розміщеною горизонтально під кришкою за допомогою амортизуючих і герметизуючих прокладок, забезпеченою отворами по периметру центрально і жорстко закріпленого своєю великою основою пустотного зрізаного конусного концентратора ультразвукових коливань зі скосом і відкритою нижньою частиною малої основи, всередині якого центрально і жорстко закріплений великою основою з нижньої сторони мембрани центральний конусний концентратор ультразвукових коливань з закругленою вершиною, на якому жорстко закріплені концентратори тарілчастої форми: перший від мембрани і всі непарні повернуті опуклою стороною вгору; другий - з отвором в крайній зоні від місця їх кріплення, і усі парні з такими ж отворами опуклою стороною вниз, при цьому їх діаметри зменшуються зверху вниз у відповідності зі зменшенням діаметра паралельного концентратора так, що проміжок між ними і внутрішньою поверхнею пустотного концентратора залишається постійною величиною, а діаметри непарних тарілчастих концентраторів забезпечують аналогічний проміжок у 2,5 разу більшим. Недоліками найближчого аналога є: - недостатній ступінь активації суспензії композиційних полімерних складових; - складність конструктивного вузла - центральний конусний концентратор і мембрана. Задачею активатора композиційних полімерних суспензій є підвищення її якості та удосконалення конструкції установки. Поставлена задача вирішується тим, що активатор композиційних полімерних суспензій містить герметичну вертикально установлену ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном та днищем з центральним вихідним патрубком, 1 UA 84780 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обладнаним корковим краном, над яким між круговими амортизуючими і герметизуючими прокладками горизонтально розміщена мембрана з ввігнутою центральною частиною, на якій з верхньої сторони жорстко закріплений нульовий концентратор, у відкритій верхній частині якого центрально жорстко закріплений лійкоподібний пустотний конусний концентратор з центральним отвором в закругленій вершині повернутій вниз, а в нижній його частині з внутрішньої сторони аналогічно закріплений магнітострикційний перетворювач, навколо основи якого мають місце отвори, які співпадають з аналогічними отворами мембрани і отворами в верхній частині концентратора, а з верхньої сторони мембрани центрально, навколо кульової мембрани, закріплений кільцевий концентратор, трапецеїдального розтину перед і за яким розміщені в ній отвори, а з нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплені: центральний кільцевий концентратор на її ввігнутій стороні і послідовно з проміжками кільцеві концентратори трапецеїдального розтину і зменшеної висоти від центральної осі. Установка розміщена на амортизаторах. Спільними ознаками для активатора композиційних полімерних суспензій та найближчого аналога є герметична, вертикально установлена на амортизаторах ємність циліндричної форми із запірно-роздавальною арматурою, в якій на мембрані центрально і жорстко закріплені магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань і концентратор. Конструктивні рішення активатора композиційних полімерних суспензій у порівнянні з найближчим аналогом забезпечують ряд суттєвих переваг, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: мембрана ввігнута в центральній частині і розміщена горизонтально над днищем; до горизонтальної частини мембрани з верхньої і нижньої її сторін центрально і жорстко закріплені кільцеві концентратори трапецеїдального поперечного перерізу; магнітострикційний перетворювач центрально і жорстко закріплений до нижньої внутрішньої сторони кульового концентратора. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: пустотний конусний концентратор з отвором в округлій вершині і повернутий відкритою основою вверх; центрально установлений у ввігнутій мембрані кульовий концентратор; кільцеві концентратори трапецеїдального поперечного перерізу з верхньої і нижньої сторони мембрани. 3. Заміна частини ознак іншими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: повнотілий конусний концентратор горизонтальної мембрани замінений на пустотний концентратор, центрально і жорстко закріплений у отворі кульового концентратора; різнонахилені шайбоподібні мембрани, закріплені на конусному концентраторові, замінені кільцевими концентраторами трапецеїдального поперечного розтину; магнітострикційний перетворювач, закріплений на верхній стороні мембрани, розміщеної під кришкою, замінений на магнітостриктор, закріплений в нижній внутрішній частині кульового концентратора, яка центрально і жорстко закріплена на мембрані, розміщеній над днищем. 4. Враховуючи викладене в пп. 1, 2 і 3, активатор композиційних полімерних суспензій забезпечує нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодію між ними, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей. На кресленні приведений активатор композиційних полімерних суспензій в розтині. Активатор композиційних полімерних суспензій містить герметичну вертикально установлену ємність 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4 та днищем 5 з центральним вихідним патрубком 6 обладнаним корковим краном 7, над яким між круговими амортизуючими і герметизуючими прокладками 8 і 9 горизонтально розміщена мембрана 10 з ввігнутою центральною частиною 11, на якій з верхньої сторони жорстко закріплений нульовий концентратор 12, в відкритій верхній частині якого центрально жорстко закріплений лійкоподібний пустотний конусний концентратор 13 з центральним отвором 14 в закругленій вершині, повернутій вниз, а нижній його частині з внутрішньої сторони аналогічно закріплений магнітострикційний перетворювач 15, кругом основи якого мають місце отвори 16, які співпадають з аналогічними отворами 17 мембрани 10 і отворами 18 в верхній частині концентратора 12, а з верхньої сторони мембрани 10 центрально, кругом кульової мембрани 12, закріплений кільцевий концентратор 19, трапецеїдального розтину перед і за яким розміщені в ній отвори 20 і 21, а з нижньої сторони мембрани 10 центрально і жорстко закріплені: центральний кільцевий концентратор 22 на її ввігнутій стороні 11 і послідовно з проміжками кільцеві концентратори 23 і 24 трапецеїдального і розтину і зменшеної висоти від центральної осі. Установка розміщена на амортизаторах 25. Активатор композиційних полімерних суспензій працює таким чином. При закритому корковому крані 7 вихідного патрубка 6, ввімкнутому ультразвуковому генераторі (не показаний) магнітострикційного перетворювача 15 і відкритому корковому крані 4 2 UA 84780 U 5 10 15 20 по вхідному патрубку 3 в лійкоподібний конусний концентратор 13 подають суспензію для її активації шляхом багатократного збільшення питомої площі твердої фази і якісного змішування продуктів руйнування твердих частинок з рідиною. В лійкоподібному концентраторі 13 суспензія піддається дії сфокусованого ультразвукового поля випромінюваного його внутрішньою поверхнею, а при виході з нього через отвір 14, який діє як циліндричний випромінювач, вона надходить на корпус магнітострикційного перетворювача 15, охолоджує його і піддається дії ультразвукових полів самого корпуса і сформованого внутрішньою поверхнею кульового концентратора 12. Під дією ультразвукових полів в турбулентному русі суспензії виникають кавітаційні явища, які є потужними джерелами руйнування твердих частинок в рідині і активного змішування їх з рідиною. Кавітаційну руйнівну дію доповнюють удари і співудари цих частинок, аналогічні види тертя та механічна ерозія. Проходячи отвори 16 і співпадаючі з ними отвори 17, які діють аналогічно отвору 14, заповнюючи ємність знизу вверх, суспензія піддається дії ультразвукових полів всіх концентратів 22, 23, 24 і 19 мембрани 10 та зовнішньої сторони кульової мембрани 12 і адекватно на її складові діє кавітація та другі фактори активації. Після заповнення ємності 1 частково або повністю відкривають корковий кран 7 і по вихідному патрубку 6 видаляють активовану суспензію для подальшого використання, а установка працює у безперервному режимі. При цьому коркові крани 4 і 7 виконують функції регуляторів об'ємів суспензії, що надходить в ємність 1 для активації і видалюваної з неї активованої суспензії. Після закінчення роботи установки, аналогічним чином її промивають і вимикають ультразвуковий генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 15. При відновлюванні роботи, процеси повторюються. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 Активатор композиційних полімерних суспензій, що містить герметичну, вертикально установлену на амортизаторах, ємність циліндричної форми з запірно-роздавальною арматурою, в якій жорстко і центрально закріплені магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань і концентратор, який відрізняється тим, що він містить герметичну вертикально установлену ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном та днищем з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, над яким між круговими амортизуючими і герметизуючими прокладками горизонтально розміщена мембрана з ввігнутою центральною частиною, на якій з верхньої сторони жорстко закріплений кульовий концентратор, у відкритій верхній частині якого центрально жорстко закріплений лійкоподібний пустотний конусний концентратор з центральним отвором в закругленій вершині, повернутій вниз, а в нижній його частині, з внутрішньої сторони, аналогічно закріплений магнітострикційний перетворювач, навколо основи якого мають місце отвори, які співпадають з аналогічними отворами мембрани і отворами в верхній частині концентратора, а з верхньої сторони мембрани центрально, навколо кульової мембрани, закріплений кільцевий концентратор трапецеїдального перерізу, перед і за яким розміщені в ній отвори, а з нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплені: центральний кільцевий концентратор на її ввігнутій стороні і послідовно з проміжками кільцеві концентратори трапецеїдального розрізу і зменшеної висоти від центральної осі; установка розміщена на амортизаторах. 3 UA 84780 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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