UA146590U - Змішувач-активатор дисперсних сумішей - Google Patents

Abstract

Змішувач-активатор дисперсних сумішей містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність циліндричної форми з запірно-роздавальною арматурою, в якій на горизонтально установленій мембрані жорстко і центрально розміщені концентратори, мембрани і магнітострикційний перетворювач. Змішувач-активатор утримує вертикальну циліндричну ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, і днище, установлене на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, забезпеченим корковим краном, всередині якої на горизонтально установленій мембрані, між герметизуючими і амортизуючими круговими прокладками з верхньої її сторони центрально і жорстко установлений циліндричний концентратор, забезпечений конусною лійкою. До лійки жорстко закріплений перфорований отворами розподілювач суспензії випуклої форми, до торцевої частини якого аналогічно закріплені циліндричні концентратори з загальним дном, перфорованим отворами, яке жорстко і центрально установлене на конусному концентраторі, жорстко і центрально закріпленому на верхній стороні мембрани. Простір між циліндричним концентраторами заповнений кульками (діаметр і матеріал виготовлення яких визначається в залежності від фізико-механічних і структурних властивостей), а з нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплені: магнітострикційний перетворювач, охоплений концентраторами, забезпеченими отворами в границях вертикальної осі, над якими розміщені кульки. При цьому мембрана забезпечена отворами між внутрішньою стінкою ємності і зовнішньою стінкою циліндричного концентратора, отворами між півкульовими концентраторами, отворами між півкульовим концентратором і магнітострикційним перетворювачем.

Description

Корисна модель належить до установок для активації дисперсних сумішей, інтенсифікації процесів диспергування твердих частинок та змішування їх з рідиною, які використовуються в будівельній, електротехнічній, харчовій та ін. промисловості, а також може бути використана для інтенсифікації хімічних процесів, кристалізації в рідині, біологічній обробці рідин.

Відома установка для активації цементу, яка містить установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, герметичну ємність з розташованими в ній трубопроводом і гідродинамічним випромінювачем, патрубками для введення і виведення цементної суспензії і подачі надмірного тиску (а. с Мо 643346, Кл. В28С 5/46, надр, в Б.В. Мо 3, 1973 р.).

Недоліками цієї установки є: потреба в надмірному тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; значна витрата води; значні габарити по висоті.

Відома установка для активації цементної суспензії, яка містить герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями, які з'єднані поміж собою і складають герметичний об'єм, підключені до вакуумного насосу, з установленими в ньому послідовно по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розташованими під ним паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій (а. с. Мо 1065214, Кл. В28С 5/46, опубл. в Б.В. Мо 1, 1984 р.).

Недоліками цієї установки є: недостатній ступінь диспергування суспензії і змішування дисперсної суспензії; низька продуктивність із-за великої протяжності шляхів переміщення суспензії; трудомісткість у виготовленні фігурних секцій; значні витрати води і електроенергії.

Відомий також пристрій для активації цементної суспензії, який забезпечений закріпленими у днищі магнітострикційними перетворювачами з установленою паралельно валам мембраною, випромінюючою ультразвук, причому вали виконані різношвидкісними, з яких високошвидкісний вал виконаний із закріпленими на ньому дисками, що чергуються із шайбами, а низькошвидкісний - у вигляді пустотілого барабана з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного вала (а. с Мо 1175720, Кл. В28С 5/14, опубл. в Б.В. Мо 32, 1985 р.).

Зо Недоліками цього пристрою є: недостатній ступінь диспергування твердих частинок та їх змішування; відсутність умов для утворення явищ кавітації; відсутність умов використання гідродинамічного випромінювання та кавітаційних явищ, супутніх йому при наявності турбулентного руху в суспензії.

Відома також установка для активації цементної суспензії яка забезпечена випромінювачами в кожній секції, які виконані в вигляді вертикально установленої по осі ємності, відкритої з торців трубки з напівциліндричних мембран з прикріпленими до їх зовнішніх стінок магнітострикційними перетворювачами і концентраторами хвиль, який співвісно входить знизу всередину трубки, до торця якого прикріплений магнітострикційний перетворювач з акустичними перегородками, фігурними і кільцевими вставками з пружного матеріалу (а. с. Мо 196276, Кл. В28С 5/14, опубл. в Б.В. Мо 45, 1986 р.).

Недоліками установки є: швидкий знос ущільнюючих фігурних прокладок працюючих в зоні кавітації; низька продуктивність в зв'язку з частими поточними ремонтами; значні затрати електроенергії на живлення шести магнітострикційних перетворювачів; значні габаритні розміри по висоті.

Як найближчий аналог прийнятий "Активатор дисперсних сумішей" по патенту України Мо 33152, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. Мо 11, 2008 р., який утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка забезпечена днищем з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, розміщеним на амортизаторах, і кришкою з центральним вхідним патрубком, забезпеченим корковим краном, під якою між амортизуючими і герметизуючими кільцевими прокладками горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру, жорстко і центрально закріпленого на ній з верхньої сторони магнітострикційного перетворювача, які співпадають з проміжком між жорстко і центрально закріпленими більшими основами з нижньої сторони мембрани - конусним пустотним концентратором з його центральними та боковими отворами, менша основа якого - центральний отвір з проміжком до зовнішньої його поверхні, і співпадає з нижньою стороною днища стакана центрального, і жорстко закріпленого відкритою частиною до нижньої поверхні мембрани, і в якому концентратори розміщені, при цьому до днища стакана центрального жорстко закріплений додатковий конусний концентратор з центральним і боковим отворами, який розміщений в сферичному концентраторі з центральним отвором. Недоліками найближчого аналога є: недостатній ступінь активації складових дисперсних сумішей; складність монтажу і ремонту концентраторів і мембран.

Задачею змішувача-активатора дисперсних сумішей є підвищення якості суміші та удосконалення конструкції установки.

Поставлена задача вирішується тим, що змішувач-активатор дисперсних сумішей утримує вертикальну циліндричну ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, і днище, установлене на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, забезпеченим корковим краном, всередині якої на горизонтально установленій мембрані, між герметизуючими і амортизуючими круговими прокладками, з верхньої її сторони центрально і жорстко установлений циліндричний концентратор, забезпечений конусною воронкою, до якої жорстко закріплений перфорований отворами розподілювач суспензії випуклої форми, до торцевої частини якого аналогічно закріплені циліндричні концентратори з загальним дном, перфорованим отворами, яке жорстко і центрально установлене на конусному концентраторі, жорстко і центрально закріпленому на верхній стороні мембрани, а простір між циліндричним концентраторами заповнений кульками (діаметр і матеріал, виготовлення яких визначається в залежності від фізико-механічних і структурних властивостей).

З нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплені: магнітострикційний перетворювач, охоплений концентраторами, забезпеченими отворами в межах вертикальної осі, над якими розміщені кульки.

Мембрана забезпечена отворами між внутрішньою стінкою ємності і зовнішньою стінкою циліндричного концентратора, отворами між півкульовими концентраторами, отворами між півкульовим концентратором і магнітострикційним перетворювачем.

Сумісними ознаками для змішувача-активатора дисперсних сумішей та прототипу є вертикально установлена на амортизаторах герметична ємність циліндричної форми із запірно- роздавальною арматурою, в якій на горизонтально установленій мембрані центрально та жорстко закріплені концентратори, мембрани і магнітострикційний перетворювач ультразвукових коливань.

Зо Конструктивні рішення змішувача-активатора дисперсних сумішей у порівнянні з найближчим аналогом суттєво відрізняються, основними з цих відмінностей є: 1. Частково нові сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана розміщена між днищем і циліндричним корпусом; магнітострикційний перетворювач жорстко і центрально закріплений з нижньої сторони горизонтальної мембрани; циліндричні концентратори забезпечені дном з отворами. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: кільцева конусна воронка; випукла мембрана; півкульові концентратори, установлені з проміжками; кульки у півкульових і кільцевих циліндричних концентраторах. 3. Заміна одних ознак іншими, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: пустотні конусні концентратори прототипу замінені на циліндричні з днищами і півкульові концентратори із розміщеними у них кульками. 4. Враховуючи пп. 1, 2 і З, конструктивні рішення установки забезпечують нові взаємоположення ознак і нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей між найближчим аналогом і змішувачем-активатором дисперсних сумішей.

На кресленні приведений змішувач-активатор дисперсних сумішей у перерізі.

Змішувач-активатор дисперсних сумішей утримує вертикальну циліндричну ємність 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком 4 з корковим краном 3, і днище 5, установлене на амортизаторах 6, з центральним вихідним патрубком 7, забезпеченим корковим краном 8, всередині якої на горизонтально установленій мембрані 9, між герметизуючими і амортизуючими круговими прокладками 10 ії 11, з верхньої її сторони центрально і жорстко установлений циліндричний концентратор 12, забезпечений конусною воронкою 13, до якої жорстко закріплений перфорований отворами 14 розподілювач 15 суспензії випуклої форми, до торцевої частини якого аналогічно закріплені циліндричні концентратори 16, 17 і 18 з загальним дном 19, перфорованим отворами 20, яке жорстко і центрально установлене на конусному концентраторі 21, жорстко і центрально закріпленому на верхній стороні мембрани 9, а простір між циліндричним концентраторами 16, 17 і 18 заповнений кульками 22 (діаметр і матеріал виготовлення яких визначається в залежності від фізико-механічних і структурних властивостей).

З нижньої сторони мембрани 9 центрально і жорстко закріплені: магнітострикційний перетворювач 23, охоплений концентраторами 24, 25 і 26, забезпеченими отворами 27, 28 і 29 в границях вертикальної осі, над якими розміщені кульки 30.

Мембрана 9 забезпечена отворами 31 між внутрішньою стінкою ємності 1 ї зовнішньою стінкою циліндричного концентратора 12, отворами 32 між півкульовими концентраторами 24 і 25, отворами 33 між півкульовим концентратором 26 і магнітострикційним перетворювачем 23.

Змішувач-активатор дисперсних сумішей працює таким чином.

При закритому корковому крані 8, включеному генераторі (не показаний) ультразвукових хвиль, під'єднаному до магнітострикційного перетворювача 23, і відкритому корковому крані З по вхідному патрубку 4 на розподілювач 15 подається суміш твердих дисперсних частинок з рідиною, яка підлягає активації шляхом диспергування цих частинок, збільшення їх питомої активної поверхні і змішування продуктів руйнування твердої фази з рідиною.

На розподілювачі 15 суміш піддається ультразвуковому опромінюванню і, проходячи через отвори 14, які діють як гідродинамічні випромінювачі, попадає в зону дії циліндричних концентраторів 16, 17 і 18. В зоні дії ультразвукових полів цих фіксуючих концентраторів і при наявності турбулентного руху в суспензії виникають кавітаційні явища, які є найбільш потужними факторами диспергування і змішування складових суміші. Ці дії доповнюють удари і співудари твердих частинок, аналогічні види тертя та механічна ерозія. Проходячи через отвори, дія кавітації підсилюється гідродинамічним випромінюванням. На поверхні мембрани 9 суспензія піддається дії ультразвукового поля верхньої сторони мембрани 9. Під мембраною діють ультразвукові поля нижньої сторони мембрани 9, корпусу магнітострикційного перетворювача 23 і напівкульових концентраторів 24, 25 і 26 почергово. Особлива роль призначена кулькам 22 і 30, які в цьому випадку, виконують роль вібраційного млина і додатково подрібнюють тверді частинки в процесі хаотичної вібрації. Заповнюючи ємність, дія кавітації підтримується в ультразвукових полях зовнішніх сторін циліндричного концентратора 12, конусної воронки 13, півкульового концентратора 24 та поверхнями мембрани 9.

Після заповнення ємності 1 частково або повністю відкривають корковий кран 8 і видаляють готову продукцію по патрубку 7, а корковим краном З регулюють подачу суміші в ємність 1 по вхідному патрубку 4 і процес продовжується в безперервному режимі.

Зо Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином і виключають генератор (не показаний) ультразвукових хвиль, під'єднаний до магнітострикційного перетворювача 23.

При відновленні роботи процеси повторюються.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Змішувач-активатор дисперсних сумішей, що містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність циліндричної форми з запірно-роздавальною арматурою, в якій на горизонтально установленій мембрані жорстко і центрально розміщені концентратори, мембрани і магнітострикційний перетворювач, який відрізняється тим, що він утримує вертикальну циліндричну ємність з кришкою, забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном, і днище, установлене на амортизаторах, з центральним вихідним патрубком, забезпеченим корковим краном, всередині якої на горизонтально установленій мембрані, між герметизуючими і амортизуючими круговими прокладками з верхньої її сторони центрально і жорстко установлений циліндричний концентратор, забезпечений конусною лійкою, до якої жорстко закріплений перфорований отворами розподілювач суспензії випуклої форми, до торцевої частини якого аналогічно закріплені циліндричні концентратори з загальним дном, перфорованим отворами, яке жорстко і центрально установлене на конусному концентраторі, жорстко і центрально закріпленому на верхній стороні мембрани, а простір між циліндричним концентраторами заповнений кульками (діаметр і матеріал виготовлення яких визначається в залежності від фізико-механічних і структурних властивостей), а з нижньої сторони мембрани центрально і жорстко закріплені: магнітострикційний перетворювач, охоплений концентраторами, забезпеченими отворами в границях вертикальної осі, над якими розміщені кульки, при цьому мембрана забезпечена отворами між внутрішньою стінкою ємності і зовнішньою стінкою циліндричного концентратора, отворами між півкульовими концентраторами, отворами між півкульовим концентратором і магнітострикційним перетворювачем.