RU2021120C1

RU2021120C1 - Mixer-activator

Info

Publication number: RU2021120C1
Authority: RU
Inventors: Василий Иванович Гуйтур
Original assignee: Василий Иванович Гуйтур
Priority date: 1991-12-29
Filing date: 1991-12-29
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: construction material. SUBSTANCE: mixer-activator has vessel cover, bottom, charging and discharge pipes, shaft with disks, disk-shaped emitter, locking and distributing fittings. Mixer-activator is further provided with sleeve-type membrane having bottom, to which magnetostrictor is attached, and central conical concentrator, to which are secured plate-type emitters with convex sides turned upward. Plate-type emitters are disposed between disk-type emitters in spaced relation with respect to them, with disk-type emitters being in downward inclined position. Upper disk-type emitter is disposed in spaced relation between disks secured on shaft, with convex side of disks being oriented downward. Shaft has pulley and is mounted in thrust bearing connection of charging pipe and bearing connection disposed in the center of cover. Shaft has central and radial openings and is connected with charging pipe. EFFECT: simplified construction and wider operational capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительной техники, в частности к установкам для диспергирования минеральных веществ, применяемых в промышленности строительных материалов. The invention relates to the field of construction equipment, in particular to installations for dispersing minerals used in the construction materials industry.

Известно устройство для активации цемента, содержащее установленную на основании посредством амортизаторов раму с вибраторами, герметическую емкость с размещенными в ней трубопроводом и гидродинамическим излучателем, патрубками для ввода и вывода цементной суспензии и подачи избыточного давления. A device for activating cement is known, which comprises a frame with vibrators installed on the base by means of shock absorbers, a hermetic container with a pipeline and a hydrodynamic emitter placed in it, pipes for introducing and discharging the cement slurry and supplying excess pressure.

Известно также устройство для активации цементной суспензии, содержащее установленную на основание посредством амортизаторов раму с вибраторами, внутри которой размещена на амортизаторах емкость, выполненная в виде расположенных друг под другом воронкообразных секций, днище каждой из которых соединено с трубопроводом, а его гидродинамический излучатель установлен с зазором относительно нижележащей стороны секции. Емкость обеспечена также патрубками для ввода и вывода суспензии и обеспечения избыточного давления. A device for activating a cement slurry is also known, which comprises a frame with vibrators mounted on the base by means of shock absorbers, inside of which a container is placed on the shock absorbers, made in the form of funnel-shaped sections located under each other, the bottom of each of which is connected to the pipeline, and its hydrodynamic emitter is installed with a gap relative to the underlying side of the section. The tank is also provided with nozzles for input and output of the suspension and providing excessive pressure.

Недостатками указанных изобретений является то, что они предназначены для диспергирования минеральных веществ при наличии значительного избыточного давления, обеспечивающего работу гидродинамических излучателей и значительного расхода воды в процессе получения ультразвуковых колебаний. The disadvantages of these inventions is that they are intended for dispersion of mineral substances in the presence of significant excess pressure, ensuring the operation of hydrodynamic emitters and a significant flow of water in the process of obtaining ultrasonic vibrations.

Известна также установка для активации цементной суспензии, которая содержит герметическую емкость на амортизаторах, обеспеченную фигурными секциями, соединенными между собой и образующими герметичный объем, подключенный к вакуум-насосу, с установленными преобразователями с мембранами и пьезокерамич- ескими излучателями с тефлоновыми трубками, расположенными под ними параллельно наклонными стенками фигурных секций. There is also known an installation for activating a cement slurry, which contains a sealed container on shock absorbers, provided with curly sections interconnected and forming a sealed volume connected to a vacuum pump, with transducers installed with membranes and piezoceramic emitters with Teflon tubes located under them parallel to the inclined walls of the figured sections.

Недостатками указанной установки являются:
недостаточная степень диспергирования и перемешивания смеси;
весьма трудоемкая в изготовлении емкость (фигурные секции);
низкая производительность из-за большей протяженности перемещения суспензии;
значительный расход электроэнергии.The disadvantages of this installation are:
insufficient degree of dispersion and mixing of the mixture;
very laborious in the manufacture of capacity (curly sections);
low productivity due to the greater length of the movement of the suspension;
significant power consumption.

Известно также устройство для активации цементной суспензии, которое снабжено закрепленными в днище магнитострикционным преобразователем с параллельно валам излучающей пластиной, причем валы выполнены разноскоростными, из которых высокоскоростной вал выполнен с закрепленными, а низкоскоростной - в виде пустотелого барабана с кольцевыми канавками для входа дисков высокоскоростного вала. A device for activating a cement slurry is also known, which is equipped with a magnetostrictive transducer fixed to the bottom and with a radiating plate parallel to the shafts, the shafts being made at different speeds, of which the high-speed shaft is fixed and the low-speed shaft is in the form of a hollow drum with ring grooves for entering the high speed shaft disks.

Недостатки устройства заключается в недостаточной степени диспергирования твердых частиц и их перемешивания; отсутствии условий для получения кавитационных воздействий на процессы диспергирования и перемешивания. The disadvantages of the device is the insufficient degree of dispersion of solid particles and their mixing; the absence of conditions for obtaining cavitation effects on the processes of dispersion and mixing.

Известен также диспергатор-смеситель, содержащий концентратор ультразвуковых колебаний, снабженный установленными по высоте и закрепленными на нем тарельчатыми перфорированными криволинейными мембранами с увеличением радиуса кривизны в сторону магнитострикционного преобразователя, причем герметичная емкость выполнена в виде соединенных цилиндрической и расположенной над ней конической оболочек с постоянным зазором между внутренней поверхностью емкости и торцами мембран. A disperser-mixer is also known, which contains an ultrasonic vibrations concentrator, equipped with height-mounted and fixed dish-shaped perforated curved membranes with an increase in the radius of curvature towards the magnetostrictive transducer, the sealed container made in the form of a connected cylindrical and conical shells located above it with a constant gap between the inner surface of the container and the ends of the membranes.

Недостатками этой установки являются:
недостаточная степень диспергирования и смешивания суспензии;
нестандартность тарельчатых мембран;
сложность в изготовлении емкости.The disadvantages of this installation are:
insufficient dispersion and mixing of the suspension;
non-standard dish-shaped membranes;
difficulty in manufacturing containers.

В качестве базового объекта (прототипа) принят диспергатор-смеситель, который снабжен дополнительными излучателями, емкость выполнена в форме усеченного конуcа, установленного большим основанием на амортизаторах, а имеет на боковой поверхности кольцевые кронштейны, на которых через упругие прокладки размещены излучатели, выполненные в виде кольцевых пьезокерамических преобразователей, а диски закреплены на вертикальном валу привода соосно емкости, причем диаметр каждого диска, размещенного над соответствующим кольцевым преобразователем, меньше диаметра последнего. As a base object (prototype), a disperser-mixer is adopted, which is equipped with additional emitters, the tank is made in the form of a truncated cone mounted on a shock absorber with a large base, and has ring brackets on the side surface on which radiators made in the form of ring emitters are placed piezoelectric transducers, and the disks are mounted on the vertical drive shaft coaxially with the capacitance, the diameter of each disk placed above the corresponding annular transducer body less than the diameter of the latter.

Недостатком прототипа является:
недостаточная степень диспергирования и смешивания суспензии;
необходимость обеспечения установки вакуумной системой;
нестандартность криволинейных перфорированных мембран;
сложность изготовления корпуса, состоящего из цилиндрической и конической оболочек.The disadvantage of the prototype is:
insufficient dispersion and mixing of the suspension;
the need to ensure installation by a vacuum system;
non-standard curved perforated membranes;
the complexity of manufacturing a body consisting of a cylindrical and conical shells.

Целью изобретения является повышение качества суспензии за счет повышения степени дисперсности твердых частиц и степени смешивания, а также совершенствования конструкции установки. The aim of the invention is to improve the quality of the suspension by increasing the degree of dispersion of solid particles and the degree of mixing, as well as improving the design of the installation.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен смеситель-активатор, общий вид. The invention is illustrated in the drawing, which shows a mixer-activator, General view.

Смеситель-активатор состоит из вертикально установленной цилиндрической емкости 1 с днищем 2, с разгрузочным патрубком 3. Внутри емкости 1 посредством амортизирующих и герметизирующих прокладок 6 и 7 установлена мембрана 8 стаканного типа, на днище 9 которой закреплен магнитострикционный преобразователь 10 с отверстиями 11 по его контуру. Внутри мембраны 8 центрально установлен концентратор 12 конусного типа с жестко закрепленными на нем тарельчатыми излучателями 13, повернутыми выпуклой стороной вверх и размещенными с зазором между наклоненными вниз шайбообразными излучателями 14, жестко установленными на внутренней поверхности мембраны 8, кроме первой сверху, которая с двух сторон с зазором охвачена аналогичными тарельчатыми дисками 15, повернутыми выпуклой стороной вниз и жестко закрепленными на приводном валу 16 со шкивом 17, установленном в упорном узле 18 загрузочного патрубка 19 и подшипниковом узле 20 центрально установленного на крышке 21. Вал 16 выполнен с центральным отверстием 22, сообщающий патрубок 19 и отверстия перфорации 23, выполненной на валу над верхними поверхностями тарельчатых излучателей 15. The activator mixer consists of a vertically mounted cylindrical tank 1 with a bottom 2, with a discharge pipe 3. Inside the tank 1, a cup-type membrane 8 is installed by means of shock-absorbing and sealing gaskets 6 and 7, on the bottom 9 of which a magnetostrictive transducer 10 with holes 11 is fixed along its contour . A cone-type concentrator 12 is centrally installed inside the membrane 8, with plate-shaped radiators 13 rigidly fixed on it, turned convex side up and placed with a gap between the washer-shaped radiators 14 tilted down, rigidly mounted on the inner surface of the membrane 8, except for the first one, which is on top of both sides the gap is covered by similar disk disks 15, turned convex side down and rigidly mounted on the drive shaft 16 with a pulley 17 mounted in the thrust node 18 of the boot p the nozzle 19 and the bearing assembly 20 centrally mounted on the cover 21. The shaft 16 is made with a Central hole 22, which communicates the pipe 19 and the holes of the perforation 23 made on the shaft above the upper surfaces of the dish emitters 15.

Смеситель-активатор работает следующим образом. The mixer-activator operates as follows.

При закрытом пробковом кране 4, включенном генераторе ультразвуковых колебаний (не показан), подключенном к магнитострикционному преобразователю 10 и включенном приводе (не показан) приводного вала 16 п загрузочному патрубку 19 в отверстие 22 вала 16 подается суспензия, которая через отверстия перфорации 23 поступает на поверхность вращающихся тарельчатых дисков 15, которыми в процессе перемешивания подается на внутреннюю поверхность мембраны 8 стаканного типа и на наклонные поверхности двух первых шайбообразных излучателей 14, где подвергается ультразвуковой обработке. При этом суспензия вторично тщательно перемешивается в процессе перебрасывания ее по схеме: первый вращающийся тарельчатый диск 15 - первый шайбообразный излучатель 14 - второй вращающийся тарельчатый диск 15 - второй шайбообразный излучатель 14 и одновременное наложение перемещения суспензии, поступающей на второй вращающийся тарельчатый диск 15 с последующим перемещением на второй шайбообразный излучатель 14. When the cork valve 4 is closed, the ultrasonic oscillation generator (not shown) is turned on, connected to the magnetostrictive transducer 10 and the drive (not shown) is turned on to the drive shaft 16, the loading pipe 19 is fed into the hole 22 of the shaft 16, which through the perforation holes 23 enters the surface rotating disk disks 15, which, during mixing, are supplied to the inner surface of the glass-type membrane 8 and to the inclined surfaces of the first two washer-shaped radiators 14, where it exposes ultrasonic treatment. In this case, the suspension is thoroughly mixed for the second time in the process of transferring it according to the scheme: the first rotating disk disk 15 - the first washer-shaped emitter 14 - the second rotating disk-shaped disk 15 - the second washer-shaped emitter 14 and simultaneously superimposing the movement of the suspension entering the second rotating disk-shaped disk 15 with subsequent movement on the second washer-shaped emitter 14.

В процессе турбулентного движения суспензии в ультразвуковом поле возникают кавитационные процессы, которые являются основным фактором диспергирования твердых частиц и смешивания продуктов разрушения с жидкостью. Одновременно положительно действуют на повышение качества суспензии соударения твердых частиц, ударение и трение их о металлические детали установки. In the process of turbulent movement of the suspension in an ultrasonic field, cavitation processes occur, which are the main factor in the dispersion of solid particles and mixing of the destruction products with a liquid. At the same time, they have a positive effect on improving the quality of the suspension of collisions of solid particles, their stress and friction on the metal parts of the installation.

Далее, суспензия поступает на выпуклую сторону тарельчатого излучателя 13 концентратора 12, где подвергается тем же воздействиям в зоне действия усиленного ультразвукового поля и перемещается по схеме: тарельчатый излучатель 13 - шайбообразный излучатель 14 - концентратор 12 - тарельчатый излучатель 13 и т.д. Further, the suspension enters the convex side of the dish-shaped emitter 13 of the concentrator 12, where it undergoes the same effects in the zone of action of the amplified ultrasonic field and moves according to the pattern: dish-shaped emitter 13 - washer-shaped emitter 14 - concentrator 12 - dish-shaped emitter 13, etc.

Из последнего шайбообразного излучателя 14 суспензия поступает на внутреннюю поверхность мембраны 9 стаканного типа, где опять подвергается воздействию кавитации и других факторов в ультразвуковом поле днища 9, мембраны 8, концентратора 12 и нижней поверхности последнего шайбообразного излучателя 14. From the last washer-shaped emitter 14, the suspension enters the inner surface of the glass-type membrane 9, where it is again exposed to cavitation and other factors in the ultrasonic field of the bottom 9, the membrane 8, the concentrator 12, and the lower surface of the last washer-shaped emitter 14.

Через отверстия 11 в днище 8 мембраны 9, работающими как гидродинамические излучатели, суспензия поступает на днище 2 емкости 1. При этом, заполняя емкость 1, охлаждает магнитострикционный преобразователь 10 и подвергается дополнительному ультразвуковому и кавитационному воздействия в звуковом поле, излучаемом поверхностями днища 9, мембраны 8 и нижними поверхностями шайбообразных 14 и тарельчатых 13 излучателей. Ультразвуковое поле концентратора 12 используется максимально, а при полном заполнении емкости 1 суспензией (определяется опытным путем) максимально используется центробежная сила, создаваемая тарельчатыми дисками 15. Through holes 11 in the bottom 8 of the membrane 9, operating as hydrodynamic emitters, the suspension enters the bottom 2 of the tank 1. At the same time, filling the tank 1, cools the magnetostrictive transducer 10 and is subjected to additional ultrasonic and cavitation effects in the sound field emitted by the surfaces of the bottom 9 of the membrane 8 and the lower surfaces of the washer-shaped 14 and dish-shaped 13 emitters. The ultrasonic field of the concentrator 12 is used to the maximum, and when the tank 1 is completely filled with a suspension (determined experimentally), the centrifugal force created by the disk disks 15 is used to the maximum.

При подъеме уровня суспензии над тарельчатыми дисками 15 полностью или частично открывается пробковый кран 4, который в дальнейшем служит регулятором подачи суспензии в емкость 1, и по патрубку 3 суспензия удаляется. Процессы активации и смешивания суспензии продолжаются в непрерывном цикле. When the suspension level rises above the disk disks 15, the plug valve 4 opens fully or partially, which subsequently serves as a regulator of the suspension supply to the container 1, and the suspension is removed through the pipe 3. The processes of activation and mixing of the suspension continue in a continuous cycle.

По окончании работы аналогичным образом производится промывка установки, по завершении которой выключается генератор ультразвуковых волн (не показан), подключенный к магнитострикционному преобразователю 10 и привод (не показан) приводного вала 16. At the end of the work, the installation is flushed in a similar way, at the end of which the ultrasonic wave generator (not shown), connected to the magnetostrictive transducer 10 and the drive (not shown) of the drive shaft 16, is turned off.

При возобновлении работы процессы повторяются. When resuming work, the processes are repeated.

Claims

MIXER-ACTIVATOR containing a vertical sealed container mounted on shock absorbers with loading and unloading nozzles with a bottom and a cover, shut-off and distributing valves, a shaft with disks located in the container along its axis, fixed by means of a bearing connection in the cover, washer-shaped emitters, shock-absorbing and sealing gaskets , thrust bearing connection, characterized in that it is provided with a pulley located on the shaft, attached to the container and to the lid by means of shock absorbing and sealing cup-type membrane gaskets with a cone concentrator and disk disks mounted on the inner surface of the membrane bottom and with a magnetostrictive transducer mounted on the outer surface of the membrane bottom, and washer-shaped emitters are made dish-shaped and mounted on the inner surface of the membrane with its concave surface toward the lid moreover, the upper washer-shaped emitter is located with a gap between the disk plates of the shaft with a concave surface in the direction of kr flanges, and subsequent emitters - between the concentrator disks rigidly connected to the latter and the convex surface placed on it along the height of the container toward the cover, the shaft being hollow with radial holes located above the concave surface of each disk connected to it and connected to the loading nozzle by thrust bearing connection, while the membrane is made with holes along the perimeter of the Converter.