Установка для активації композиційної полімерної суспензії

Реферат: UA 90611 U UA 90611 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до будівельної, електротехнічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, зокрема до установок для активації та змішування дисперсних твердих частинок з рідиною. Відома "Установка для активації цементу", яка містить установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, герметичну ємність з розміщеним в ній трубопроводом з гідродинамічними випромінювачами, патрубками для введення і виведення цементної суспензії 2 та подачі надлишкового тиску [авт. св. № 643346, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 3, 1979 p.]. Недоліками цієї установки є: потреба в надлишковому тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; значна потреба у воді чи іншій рідині; значні габарити по висоті, що ускладнює розміщення активатора в технологічній лінії. Відома "Установка для активації цементної суспензії", яка містить герметичну ємність на амортизаторах, і забезпечена фігурними секціями, з'єднаними між собою, які створюють герметичний об'єм, підключений до вакуумної системи, з розміщеними в ньому по черзі горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розміщеними під ними 3 паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій [авт. св. № 1065214, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 1, 1984 р.]. Недоліками цієї установки є: недостатня міра диспергування і перемішування суспензії, так як із-за значної довжини переміщення суміші, не щільного прилягання до поверхні мембран і каскадних переходів від одного випромінювача до другого має місце локалізації цієї суміші, накопичення її в одному місці і відсутність в другому, накладання ультразвукових хвиль; підвищена складність виготовлення фігурних секцій; низька продуктивність із-за великої протяжності шляху переміщення суспензії; значна втрата електроенергії для живлення декількох п'єзокерамічних випромінювачів та декількох магнітострикційних перетворювачів, а також води для її охолодження. Відома "Установка для активації цементної суспензії", яка містить герметичну ємність, установлену на основу за допомогою амортизаторів, рами з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах ємність, виконана у вигляді розміщених одна над одною і лійкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений з проміжком відносно нижчележачої сторони секції. Ємність забезпечена також патрубками для введення і виведення цементної суспензії і подачі 3 надлишкового тиску [авт. свід. № 874378, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 39 за 1981 p.]. Недоліками цієї установки є: недостатня міра чергування суміші, наприклад, цементної суспензії, із-за довгого шляху переміщення і каскадних переходів від одного випромінювача до іншого; низька продуктивність по тій же причині і недостатня дія ультразвукового поля на тверді частини суспензії. 4 Відома також "Установка для активації цементної суспензії" [авт. св. № 1451027, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 2 за 1989 p.], яка містить установлену на амортизаторах ємність з розміщеними послідовно в ній мембранами з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцером з'єднаним з вакуумною системою. Установка 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 в кришці ємності, а кожна з наступних - в днищі мембрани, виконаної тарілчастої форми з перфорованим відгином, причому кожний перетворювач розміщений на днищі мембрани. Недоліками установки є: недостатній ступінь змішування складових суспензії, так як лійки не піддаються дії ультразвукових коливань і практично створюють умови для розшарування суміші; штуцер приєднаний до вакуумної системи, розміщений так, що не сприяє створенню різниці тиску, необхідного для посилення роботи гідродинамічних випромінювачів; із-за наявності великої кількості прокладок з пружного матеріалу знижується ступінь надійності установки в роботі, а заміна їх складна, так як потребує повного розбирання установки; кулькові клапани ускладнюють конструкцію установки; наявність магнітострикційних перетворювачів викликає значну потребу в електроенергії, ускладнює конструкцію установки і надійність її в роботі. 1 UA 90611 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як найближчий аналог прийнятий "Активатор мінеральних речовин" по патенту України № 69193, МПК В28С 5/26, опубл. в Бюл. № 8, 2012 p., який складається з герметичної ємності, об'ємної рами, забезпеченої вібратором вертикальних коливань, установленим по вертикальній осі в нижній його частині, вібраторами горизонтальних коливань, симетрично установленими по обидві її сторони, яка розміщена на амортизаторах. В ємності установлений трубчатий п'єзокерамічний випромінювач, всередині якого проходить труба для подачі суспензії. Аналогічна труба і п'єзокерамічний випромінювач мають місце в верхній герметичній ємності. П'єзокерамічні випромінювачі охолоджуються рідиною. Труба для подачі суспензії забезпечена патрубком з корковим краном та вихідними патрубками. Верхня ємність забезпечена трубопроводами з корковими кранами і вихідним патрубком. Недоліками найближчого аналога є: недостатній ступінь активації складових композиційних полімерних матеріалів; нерівномірне змішування активованих складових суспензій. Задачею установки для активації композиційної полімерної суспензії є підвищення її якості і удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що установка для активації композиційної полімерної суспензії містить вертикально установлену циліндричну ємність з конусним днищем, забезпеченим вихідним патрубком з корковим краном, до якого підведена труба, ємність розміщена в рамі, установленій на амортизаторах, і забезпечена механічним вібратором вертикальних коливань, який жорстко і центрально закріплений до неї знизу. В ємності центрально розміщений привідний вал з лопатями, забезпечений приводом. З зовнішньої сторони симетрично закріплені механічні вібратори горизонтальних коливань, між ними аналогічно закріплені в отворах п'єзокварцові перетворювачі, кожний з яких містить кварцову пластину, розміщену у повітряній камері, яка виходить в середовище суспензії, і пластиною передає в неї ультразвукові коливання. Кварцова пластина притискується кільцем з контактним штирем, який упирається в ізолятор з провідником від контурної котушки, яка розміщена в камері контурної котушки, забезпеченої отвором, ізолятором з виводом проводів та патрубком для з'єднання з джерелом тиску. Ємність забезпечена кришкою з патрубком обладнаним корковим краном, який з'єднаний з трубопроводом для подачі суспензії та трубопроводом з корковим краном і патрубком для з'єднання ємності з вакуумною системою (не показана). Загальними ознаками установки для активації композиційної полімерної суспензії є герметична, вертикально установлена на амортизаторах ємність з запірно-роздавальною арматурою, яка забезпечена джерелами випромінювання високочастотних коливань і низькочастотними механічними вібраторами. Конструктивні рішення установки для активації композиційної полімерної суспензії забезпечують ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з найближчим аналогом, основними з яких є: 1. Введення нових ознак, що указує на наявність суттєвих відмінностей: вал з лопатями і приводом; циліндрична ємність (розміщена в рамі) з конусною нижньою її частиною. 2. Заміна частини ознак іншими, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: п'єзокерамічний випромінювач з тефлоновою трубкою у найближчому аналогу замінений на кварцовий перетворювач; ємність з двох секцій у найближчому аналогу замінена на циліндричну ємність з конусним дном. 3. Частково нове сполучення ознак теж указує на наявність суттєвих відмінностей: п'єзокварцові перетворювачі ультразвукових коливань розміщені у отворах ємності по її середині; вал з лопатями установлений центрально. 4. Конструктивні рішення установки для активації композиційної полімерної суспензії забезпечують нові положення ознак, нові зв'язки і взаємодії між ознаками. На фіг. 1 приведена установка для активації композиційної полімерної суспензії у розрізі, на фіг. 2 - п'єзокварцовий перетворювач. Установка для активації композиційної полімерної суспензії містить вертикально установлену циліндричну ємність 1 з конусним днищем 2, забезпеченим вихідним патрубком 3 з корковим краном 4, до якого підведена труба 5, ємність 1 розміщена в рамі 6, установленій на амортизаторах 7, і забезпечена механічним вібратором вертикальних коливань 8, який жорстко і центрально закріплений до неї знизу. В ємності 1 центрально розміщений привідний вал з лопатями 9, забезпечений приводом 10. З зовнішньої сторони симетрично закріплені механічні вібратори горизонтальних коливань 11, між ними аналогічно закріплені в отворах п'єзокварцові перетворювачі 12, кожний з яких містить кварцову пластину 13, розміщену у повітряній камері 14, яка виходить в середовище суспензії 15, і пластиною 16 передає в неї ультразвукові 2 UA 90611 U 5 10 15 20 25 30 коливання. Кварцова пластина 13 притискується кільцем 17 з контактним штирем 18, який упирається в ізолятор 19 з провідником від контурної котушки 20, яка розміщена в камері 21 контурної котушки, забезпеченої отвором 22, ізолятором 23 з виводом проводів та патрубком 24 для з'єднання з джерелом тиску. Ємність 1 забезпечена кришкою 25 з патрубком 26, обладнаним корковим краном 27, який з'єднаний з трубопроводом 28 для подачі суспензії та трубопроводом 29 з корковим краном 30 і патрубком 31 для з'єднання ємності 1 з вакуумною системою (не показана). Установка для активації композиційної полімерної суспензії працює таким чином. Через патрубок 26 при відкритому корковому крані 27 і закритому корковому крані 4 по трубопроводу 28 в ємність 1 подають суспензію 15. Одночасно включаються привод (не показаний) вала з лопатями 9, вібратори 8 і 11, вакуум-насос, приєднаний трубопроводом 29 до патрубка 31, відкривається корковий кран 30 і включається високочастотний вібратор (не показаний), приєднаний до п'єзокварцових перетворювачів 12, та джерело тиску, приєднане до патрубка 24. Під дією вертикально і горизонтально направлених механічних коливань, забезпечених вібраторами 8 і 11, перемішування суспензії лопатями при обертанні вала 9, дії вакууму і ультразвукових полів, випромінюваних пластинами 16 п'єзокварцових перетворювачів 12, в турбулентному русі суспензії виникають явища кавітації, які є потужними джерелами деструкції твердих частинок в ній і змішувачами продуктів руйнування цих частинок з рідкою фазою. Одночасно діють також фізико-механічні фактори руйнування цих твердих частинок: їх удари і співудари, різні види тертя і механічна ерозія. Значне збільшення питомої поверхні твердої фази та якісне змішування їх з рідиною відповідним чином підвищує активність суспензії в цілому. Суспензією заповнюють ємність 1 до розрахункового рівня, після чого відкривають частково або повністю корковий кран 4 і по трубопроводу видаляють активовану суспензію для подальшого використання. Одночасно корковим краном 27 регулюють об'єм подачі суспензії в ємність 1 по патрубку 26, і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установки її промивають аналогічним чином, а далі виключають привод (не показаний) вала 9, вакуумну систему (не показана), приєднану до патрубка 31, вібратори 8 і 11, високочастотний генератор (не показаний), приєднаний до п'єзокварцових перетворювачів 12 і джерело тиску, приєднане до патрубка 24. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Установка для активації композиційної полімерної суспензії, що містить герметичну вертикально установлену на амортизаторах ємність з запірно-роздавальною арматурою, яка забезпечена джерелами випромінювання ультразвукових коливань і механічними низькочастотними вібраторами, яка відрізняється тим, що містить вертикально установлену циліндричну ємність з конусним днищем, забезпеченим вихідним патрубком з корковим краном, до якого підведена труба, ємність розміщена в рамі, установленій на амортизаторах, і забезпеченій механічним вібратором вертикальних коливань, який жорстко і центрально закріплений до неї знизу, при цьому в ємності центрально розміщений привідний вал з лопатями, забезпечений приводом, з тієї ж зовнішньої сторони симетрично закріплені механічні вібратори горизонтальних коливань, а між ними аналогічно розміщені в отворах п'єзокварцові перетворювачі, кожний з яких містить кварцову пластину, розміщену у повітряній камері, яка виходить в середовище суспензії, і пластиною передає в неї ультразвукові коливання, кварцова пластина притискується кільцем з контактним штирем, який упирається в ізолятор з провідником від контурної котушки, яка розміщена в камері контурної котушки, забезпеченої отвором, ізолятором з виводом проводів та патрубком для з'єднання з джерелом тиску. 3 UA 90611 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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