Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей

Реферат: UA 95516 U UA 95516 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівельної, хімічної та харчової галузей промисловості, зокрема до установок для диспергування мінеральних речовин, які застосовуються в цих галузях промисловості. Відомий пристрій для активації цементу, що містить установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, геометричну ємність з розміщеними в ній трубопроводом і гідродинамічним випромінювачем, патрубками для вводу цементної суспензії і подачі надлишкового тиску (а. с. № 643346, МПК В28С 5/46, опубл. в Б. В. № 3, 1979 p.). Недоліками цієї установки є: недостатній ступінь диспергування мінеральних речовин, значні витрати води і енергетичних ресурсів, швидке зношення трубопроводів і недосконалість конструкції. Відомий пристрій для активації цементної суспензії, що містить встановлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах ємність, виконана у вигляді розміщених один над одним лійкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений із зазором відносно нижче лежачої сторони секції. Ємність забезпечена також патрубками для вводу і виводу цементної суспензії і надлишковим тиском (а. с. № 874378, МПК В28С 5/46, 1981 p.). Недоліком цього пристрою є те, що він призначений для диспергування мінеральних речовин при наявності значного тиску, який забезпечує роботу гідродинамічних випромінювачів і значних витрат води в процесі одержання ультразвукових коливань. Відома установка для активації цементної суспензії, що містить герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями, з'єднаними між собою і утворюючими герметичний об'єм, підключений до вакуум-насосу, з установленими в ньому почергово горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розміреними під ними паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій (а. с. СРСР №065214, МПК В28С 5/46, 1984 р.). Недоліками вказаної установки є: - недостатній ступінь диспергування і перемішування суспензії, тому що через довгий шлях переміщення, нещільне прилягання до поверхні мембран і каскадних переходів від одного випромінювача до іншого має місце її локалізація, скупчення її в одному місці і відсутність в іншому, накладка ультразвукових хвиль, що призводить до їх затухання; - трудомісткі для виготовлення фігурні секції; - низька продуктивність від великої довжини шляху переміщення суспензії; - значні витрати електроенергії, яка використовується декількома п'єзокерамічними випромінювачами і магнітострикційними перетворювачами; - ті ж затрати води для їх охолодження. Відомий пристрій для активації цементної суспензії, який забезпечений закріпленим в днищі корпусу магнітострикційним перетворювачем з розміщеною паралельно валам випромінюючою пластиною, а вали виконані різношвидкісними, причому високошвидкісний вал виконаний із закріпленими на ньому лисками, які чергуються з шайбами, а низькошвидкісний - у вигляді пустотілого барабана з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала (а. с. СРСР № 1175720, МПК В28С 5/14, 1985 p.). Недоліками пристрою є: - недостатній ступінь диспергування мінеральних частинок; - недостатня однорідність активізованої суспензії. Як прототип прийнятий "Диспергатор мінеральних речовин" по патенту України № 42319 МПК В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 9, 2001 р.), який забезпечений вертикально установленою за допомогою кільцевої герметизуючої і амортизуючої прокладки, розміщеною між кільцевим упором і кільцевим вкладишем круглою дисковою мембраною, до якої симетрично і співвісно жорстко прикріплені з однієї сторони магнітострикційний випромінювач, а з іншої - циліндр з горизонтальними полицями, жорстко закріпленими до його внутрішньої сторони, при цьому непарні полиці коротші циліндра із вільними кінцями, а парні - з відігнутими кінцями, у формі борту верхнього рівня непарних полиць, і утворюють зазор з вільними їх кінцями і кришкою та мають отвори біля основи. Вільний кінець циліндра зафіксований кришкою, яка має патрубок з пробковим краном на рівні нижньої внутрішньої його стінки, за допомогою кільцевої амортизуючої прокладки. Недоліками прототипу є: - недостатня активація твердих частинок у рідині; - мала ефективність роботи горизонтальних мембран. Задачею диспергатора складових композиційних полімерних сумішей є підвищення її якості і удосконалення конструкції установки. 1 UA 95516 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задача вирішується тим, що диспергатор складових композиційних полімерних сумішей утримує вертикально установлену герметичну ємність з днищем, забезпеченим центральним патрубком з корковим краном, установленим на амортизаторах, на якому між герметизуючими та амортизуючими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периферії, на якій центрально і жорстко знизу установлений магнітострикційний перетворювач, а зверху жорстко закріплені лотки, нахилені почергово в одну і другу сторони, які складаються з прямокутної нахиленої мембрани із закругленими в різні сторони протилежними кінцями: нижній - меншим радіусом, а верхній - більшим, за винятком першої укороченої нахиленої мембрани, яка закінчується до меншого закруглення, і бокових бортів, жорстко і перпендикулярно закріплених до мембран з других двох сторін, перпендикулярно закругленням та вертикально і жорстко закріпленими до горизонтальної мембрани та кожної нахиленої мембрани стойками, які верхніми фланцями розміщені між двома амортизаційними прокладками під кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном. Загальними ознаками диспергатора складових композиційних полімерних сумішей і прототипу є: герметична ємність, установлена на амортизаторах, забезпечена запірнороздавальною арматурою, в якій розміщені мембрани і магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань з мембраною. Конструктивні рішення диспергатора складових композиційних полімерних сумішей забезпечують ряд переваг і суттєвих відмінностей, у порівнянні з прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове поєднання ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: герметична ємність прямокутного поперечного розрізу; ємність, установлена вертикально; магнітострикційний перетворювач, закріплений на горизонтальній плоскій мембрані з її нижньої сторони. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: лотки з нахиленими прямокутними мембранами, протилежні кінці яких закруглені; стойки у вигляді стрижнів, які працюють як концентратори в сукупності з мембранами. 3. Заміна частини ознак новими, що теж підтверджує наявність суттєвих відмінностей: горизонтальні мембрани замінені на нахилені почергово в різні сторони; горизонтально розміщена циліндрична мембрана замінена на вертикальну прямокутну поперечного розрізу; вертикальна мембрана круглої форми з магнітострикційним перетворювачем замінена на горизонтально установлену прямокутну мембрану з аналогічним перетворювачем ультразвукових коливань. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і 3, конструктивні рішення диспергатора складових композиційних полімерних сумішей забезпечують значні переваги і суттєві відмінності від прототипу - нові взаємоположення ознак, нові зв'язки і взаємодії між ознаками. На Фіг. 1 приведений диспергатор складових композиційних полімерних сумішей у поздовжньому розрізі; на Фіг. 2 - поперечний розріз установки, приведеної на Фіг. 1. Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей утримує вертикально установлену герметичну ємність 1 з днищем 2, забезпеченим центральним патрубком 3 з корковим краном 4, установленим на амортизаторах 5, на якому між герметизуючими і амортизуючими прокладками 6 і 7, горизонтально установлена мембрана 8 з отворами 9 по периферії, на якій центрально і жорстко знизу установлений магнітострикційний перетворювач 10, а зверху жорстко закріплені лотки 11, нахилені почергово в одну і другу сторони, які складаються з прямокутної нахиленої мембрани 12 з закругленими в різні сторони протилежними кінцями 13, меншим радіусом, а верхній 14 - більшим, за винятком першої укороченої нахиленої мембрани 15, з однаковими закругленими кінцями 16, та нижньої укороченої нахиленої мембрани 17, яка закінчується до меншого закруглення, і бокових бортів 18, жорстко і перпендикулярно закріплених до мембрани з других двох сторін, перпендикулярно закругленим та вертикально і жорстко закріпленими до горизонтальної мембрани 8, і кожної нахиленої мембрани 12 стойками 19, які верхніми фланцями 20 розміщені між двома амортизаційними прокладками 21 і 22, під кришкою 23 з центральним вхідним патрубком 24, забезпеченим корковим краном 25. Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей працює таким чином. При закритому корковому крані 4 вихідного патрубка 3, включеному генераторі (не показаний) високочастотних коливань та відкритому корковому крані 25, по вхідному патрубку 24, в ємність подають суспензію. При переміщенні суспензії зверху вниз під дією власної маси по прямокутних нахилених мембранах 12, на неї діють ультразвукові поля. При цьому створюються умови виникнення в ультразвукових полях кавітаційних явищ в процесі руху суспензії, що сприяє руйнуванню 2 UA 95516 U 5 10 15 мінеральних твердих частинок в кавітаційних зонах. Могутня руйнуюча дія кавітації підсилюється ударами і співударами цих частинок, тертям їх між собою і з металевими поверхнями вузлів установки. При проходженні суспензії через отвори 9, які працюють як гідродинамічні випромінювачі, та дії верхнього та нижнього ультразвукового поля мембрани 8, дії кавітації на тверду фазу в рідині посилюються. Одночасно, заповнюючи нижню частину ємності 1, суспензія охолоджує магнітострикційний перетворювач 10 і додатково попадає під дію ультразвукового поля випроміненого його корпусом. Далі частково або повністю відкривається корковий кран 4, і по вихідному патрубку 3 видаляється готова продукція. Одночасно корковим краном 25 регулюється об'єм суспензії, яка поступає по патрубку 24 так, щоб цей об'єм дорівнював об'єму видаленої продукції, і процес продовжується в безперервному режимі. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним шляхом і виключається генератор (не показаний) високочастотних коливань, підключений до магнітострикційного перетворювача 10. При відновленні роботи процеси повторюються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Диспергатор складових композиційних полімерних сумішей, що містить герметичну ємність із запірно-роздавальною арматурою, установлену на амортизаторах, з розміщеними в ній мембранами, і магнітострикційний перетворювач з мембраною ультразвукових коливань, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену герметичну ємність з днищем, забезпеченим центральним патрубком з корковим краном, установленим на амортизаторах, на якому між герметизуючими та амортизуючими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периферії, на якій центрально і жорстко знизу установлений магнітострикційний перетворювач, а зверху жорстко закріплені лотки, нахилені почергово в одну і другу сторони, які складаються з прямокутної нахиленої мембрани з закругленими в різні сторони протилежними кінцями: нижній - меншим радіусом, а верхній - більшим, за винятком першої укороченої нахиленої мембрани, яка закінчується до меншого закруглення, і бокових бортів, жорстко і перпендикулярно закріплених до мембран з других двох сторін, перпендикулярно закругленням та вертикально і жорстко закріпленими до горизонтальної мембрани і кожної нахиленої мембрани стойками, які верхніми фланцями розміщені між двома амортизаційними прокладками під кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном. 3 UA 95516 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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