Змішувач-активатор дисперсних сумішей

Реферат: UA 88943 U UA 88943 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області будівельної техніки, харчової, електронної, хімічної та інших технологій, зокрема до установок для активації мінеральних і органічних дисперсних сумішей. Відома установка для активації цементної суспензії по авторському свідоцтву СРСР №1451027, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. №2 за 1989 p., яка утримує 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 з'єднання з вакуумною системою, яка забезпечена лійками, кожна з яких розміщена під мембраною і змонтована на ємності з допомогою кільця і прокладки, розміщеної паралельно осі ємності, тягою з кульовими клапанами, один з яких розміщений у кришці ємності, а кожний з подальших - в днищі мембрани, виконаної тарілчастої форми з перфорованими відгинами, причому кожний перетворювач розміщений на днищі мембрани. Недоліками установки є: недостатній ступінь диспергування твердої фази в суспензії із-зі послідовного розміщення мембран; підвищені затрати електроенергії із-за наявності значної кількості магнітострикційних перетворювачів і механізму управління кульовими клапанами; значні габарити по висоті; перегрівання останнього магнітострикційного перетворювача, що знижує термін його служби; складність заміни останнього магнітострикційного перетворювача. Відома установка для активації цементної суспензії (авт. свід. СРСР №1065214, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 1, 1984 p.), яка утримує герметичну ємність, установлену 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. Відомий також диспергатор-змішувач (авт. свід. №1803324, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 11, 1993 p.), який утримує установлену на амортизаторах вертикальну герметичну ємність в вигляді корпуса з кришкою і днищем, установлені на кришці по осі корпуса завантажувальний патрубок з корковим краном, штуцери подачі і відведення охолоджувальної рідини, розміщені на боковій поверхні корпуса, установлену центрально оболонку, яка закріплена на боковій внутрішній поверхні корпуса з допомогою упора прорезиненої амортизаційної прокладки, концентратор ультразвукових коливань з магнітострикційним перетворювачем, змонтованим по осі корпуса, мембрану з отвором, закріплену на боковій поверхні корпуса при допомозі кільцевих упорів і прорезиненої амортизаційної прокладки. Недоліками диспергатора-змішувача є: наявність тільки одного концентратора ультразвукових хвиль і його складність виготовлення із-за конструктивного поєднання з мембраною; недостатній ступінь диспергування твердих частинок в суспензії. Як прототип прийнятий "Активатор дисперсних суспензій" по патенту України № 48572, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 6, 2010 p., який утримує кулькову ємність, яка складається з півкульової кришки з центральним вхідним патрубком забезпеченим корковим краном та півкульового днища з центральним вихідним патрубком обладнання корковим краном, між якими з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок і консолів зі співпадаючими отворами установлена верхня півкульова мембрана з центральним отвором великого діаметра в верхній частині і жорстко та центрально закріплено тарілчастою мембраною з центральним отвором та отворами, які співпадають з отворами жорстко і центрально закріпленого кільцевого концентратора з боковими отворами з внутрішньої його сторони і вертикальними отворами з нижньої його сторони, який жорстко стикується з нижньою півкульовою мембраною забезпеченою отворами по периметру магнітострикційного перетворювача жорстко і центрально закріпленого з її верхньої сторони, при цьому установка розміщена на амортизаторах. 1 UA 88943 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліками прототипу є: недостатній ступінь активації і змішування складових дисперсних сумішей; складність виготовлення конусного концентратора з поверхнею, яка відповідає зовнішній поверхні кільцевого циліндричного концентратора. Задачею змішувача-активатора дисперсних сумішей є підвищення якості дисперсної суміші і удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що він утримує вертикально установлену герметичну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, та нижньою конусною секцією, повернутою малою основою вниз і забезпеченою днищем. Ємність установлена на амортизаторах, а днище забезпечено вихідним патрубком з корковим краном. Між секціями з допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок горизонтально розміщена мембрана з отворами по периметру та центральним отвором, по краю якого жорстко і центрально з нижньої сторони закріплений пустотний конусний концентратор, повернутий малою основою вниз, яка є вихідним отвором, всередині якого з проміжком до його внутрішньої сторони установлений центральний конусний концентратор, який жорстко закріплений з нижньої сторони між отворами мембрани, торової форми, закріпленої аналогічно концентратові з верхньої сторони мембрани. Мембрана з центральним отвором на верхній її стороні центральної частини забезпечена магнітострикційним перетворювачем, жорстко і центрально закріпленим з внутрішньої сторони її нижньої центральної і горизонтальної полиці, який зверху охоплений півкульовим пустотним конусним концентратором з центральним отвором та отворами у основи його кріплення до мембрани. Спільними ознаками для змішувача-активатора дисперсних сумішей і прототипу є вертикально установлена на амортизаторах циліндрична ємність з запірно-роздавальною арматурою, в якій на горизонтальній мембрані центрально і жорстко закріплені магнітострикційний перетворювач і конусний концентратор. У порівнянні з прототипом конструктивне рішення змішувача-активатора дисперсних сумішей забезпечує ряд переваг, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: ємність установлена на амортизаторах, які опираються на консолі; днище ємності глибоко ввігнуте; конусний концентратор витягнутий по висоті і закріплений центрально з нижньої сторони горизонтальної мембрани; магнітострикційний перетворювач центрально закріплений зверхньої сторони горизонтальної мембрани. 2. Заміна частини ознак другими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: конусний концентратор з округлою верхньою і боковою поверхнею, яка відповідає зовнішній поверхні, яка відповідає зовнішній поверхні кільцевого циліндричного концентратора замінений на конусний концентратор подовженої висоти, який розміщений в пустотному конусному концентраторі і закріплений з нижньої (протилежної) сторони; магнітострикційним перетворювач закріплений з протилежної сторони під півкульовою мембраною; циліндрична ємність замінена на верхню циліндричну і нижню конусну, між якими розміщена горизонтальна мембрана. 3. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: пустотний конусний концентратор; півциліндрична мембрана; мембрана тороподібної форми. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і 3 конструктивні рішення змішувача-активатора дисперсних сумішей забезпечують нові взаємоположення ознак, нові зв'язки і взаємодії між ними. На фігурі змішувач-активатор дисперсних сумішей приведений у перерізі. Змішувач-активатор дисперсних сумішей утримує вертикально установлену герметичну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4, та нижньою конусною секцією 5, повернутою малою основою вниз і забезпеченою днищем 6. Ємність установлена на амортизаторах 7,а днище 6 забезпечено центральним вихідним патрубком 8 з корковим краном 9. Між секціями 1 і 5 з допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок 10 і 11 горизонтально розміщена мембрана 12 з отворами 13 по периметру та центральним отвором 14, по краю якого жорстко і центрально з нижньої сторони закріплений пустотний конусний концентратор 15, повернутий малою основою вниз, яка є вихідним отвором 16, всередині якого з проміжком до його внутрішньої сторони установлений центральний конусний концентратор 17, який жорстко закріплений з нижньої сторони між отворами 18 мембрани 19, торової форми, закріпленої аналогічно концентратові 17 з верхньої сторони мембрани 12. Мембрана 19 з центральним отвором 20 на верхній її стороні центральної частини забезпечена магнітострикційним перетворювачем 21, жорстко і центрально закріпленим з внутрішньої 2 UA 88943 U 5 10 15 20 25 30 сторони її нижньої центральної і горизонтальної полиці, який зверху охоплений півкульовим пустотним конусним концентратором 22 з центральним отвором 23 та отворами 24 біля основи його кріплення до мембрани 19. Змішувач-активатор дисперсних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 9.ю включеному генераторі (не показаний) ультразвукових хвиль, який під'єднаний до магнітострикційного перетворювача 21, і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 подають суспензію, яка підлягає активації шляхом диспергування твердих частинок, збільшення їх питомої поверхні шляхом подрібнення та змішування цих продуктів руйнування з рідкою фазою. Через отвори 20 і 23 суспензія подається на корпус магнітострикційного перетворювача 21, охолоджує його і одночасно піддається дії ультразвукових полів, які випромінюються поверхнею корпуса магнітостриктора 21 і внутрішньої сторони півкульового концентратора 22. При цьому в турбулентних потоках суспензії виникає кавітація, яка є найбільш потужною руйнівною складовою при диспергуванні твердих частинок в рідині. Проходячи через отвори 24, які діють як гідродинамічні випромінювачі, суспензія заповнює внутрішній простір мембрани 19 і піддається ультразвуковій дії полів, випромінюваних її внутрішньою поверхнею та зовнішньою поверхнею півкульового концентратора 22. Дія кавітації продовжується і посилюється механічною ерозією твердих частинок, їх ударів по поверхнях вузлів установки, співударів і аналогічних видів тертя. Проходячи через отвори 18, які теж діють як гідродинамічні випромінювачі, і проходячи проміжком між пустотним конусним концентратором 15 і центральним концентратором 17, дія кавітації в їх ультразвукових полях продовжується з аналогічними наслідками для твердої фази в рідині. Заповнюючи нижню конусну секцію 5, суспензія піддається дії ультразвукових хвиль, які випромінюються зовнішньою стороною концентратора 17 і нижньою стороною мембрани 12, і процеси активації і змішування її складових продовжуються. Аналогічна дія ультразвукових полів має місце в циліндричному секції 1 при її заповненні. Після заповнення ємності частково або повністю відкривають корковий кран 9 і по вихідному патрубку 8 готова продукція видаляється, одночасно краном 4 регулюється об'єм суспензії, яка надходить в ємність по патрубку 3 і процес продовжується в безперервному режимі. По закінченні роботи аналогічним шляхом установка промивається, після чого виключається генератор (не показаний) ультразвукових хвиль. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Змішувач-активатор дисперсних сумішей, що містить вертикально установлену на амортизаторах циліндричну ємність із запірно-роздавальною арматурою, з розміщеною в ній горизонтальною мембраною з центрально і жорстко закріпленими на ній магнітострикційним перетворювачем і конусним концентратором, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену герметичну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, та нижньою конусною секцією, повернутою малою основою вниз і забезпеченою днищем, ємність установлена на амортизаторах, а днище забезпечено центральним вихідним патрубком з корковим краном, між секціями за допомогою кільцевих амортизуючих та герметизуючих прокладок горизонтально розміщена мембрана з отворами по периметру та центральним отвором, по краю якого жорстко і центрально з нижньої сторони закріплений пустотний конусний концентратор, повернутий малою основою вниз, яка є вихідним отвором, всередині якого з проміжком до його внутрішньої сторони установлений центральний конусний концентратор, який жорстко закріплений з нижньої сторони між отворами мембрани, торової форми, закріпленої аналогічно концентратові з верхньої сторони мембрани, мембрана з центральним отвором на верхній її стороні центральної частини забезпечена магнітострикційним перетворювачем, жорстко і центрально закріпленим з внутрішньої сторони її нижньої центральної і горизонтальної полиці, який зверху охоплений півкульовим пустотним конусним концентратором з центральним отвором та отворами у основи його кріплення до мембрани. 3 UA 88943 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