UA30439U - Ультразвуковий активатор-змішувач - Google Patents

Abstract

Ультразвуковий активатор-змішувач, який містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність, забезпечену кришкою, днищем, і запірно-роздавальну арматуру, мембрану з магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань та концентратор ультразвукових хвиль, причому він забезпечений вертикально установленою конусною ємністю з кришкою, обладнаною центральним вхідним патрубком з корковим краном, і днищем, установленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, на яке, за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально, під більшою основою конусної ємності, установлена мембрана з отворами, розміщеними по периметру магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань, жорстко і центрально закріпленого на її нижній стороні, а на верхній стороні жорстко і центрально закріплені концентратори ультразвукових хвиль пружинного типу конусної форми, зовнішні контури яких паралельні стінкам ємності і розміщуються з проміжками один в одному.

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до будівельної, електротехнічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, 2 зокрема, до установок для активації та змішування дисперсних твердих частинок з рідиною.

Відома установка для активації цементу, яка утримує установлену на основі за допомогою амортизаторів раму з вібраторами, герметичну ємність з розміщеними в ній трубопроводом з гідродинамічними випромінювачами, патрубками для введення і виведення цементної суспензії та подачі надлишкового тиску (авт. свід Мо 643346, Кл.? В28С 5/46, опубл. в Б.В. Мо3, 1979р.). 70 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.

Установка для активації цементної суспензії яка утримує 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 чЧерзі горизонтально по центру магнітострикційними перетворювачами з мембранами і п'єзокерамічними випромінювачами з тефлоновими трубками, розміщеними під ними паралельно нахиленим стінам фігурних секцій (авт. свід. Мо 1065214, Кл? В28С 5/46, опубл. В Б.В. Мо1, 1984р.. Недоліками цієї установки є: | | Й | Й - 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 локалізація 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 витрата електроенергії для живлення декількох п'єзакерамічних випромінювачів та декількох магнітострикційних перетворювачів, а також води для їх охолодження.

Відома також "Установка для активації цементної суспензії", яка утримує герметичну ємність, установлену б зр на основу за допомогою амортизаторів, рами з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах ємність, виконана у вигляді розміщених одна над одною воронкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з «а трубопроводом, а його гідродинамічний випромінювач установлений з проміжком відносно нижче лежачої сторони секції. Ємність забезпечена також патрубками для введення і виведення цементної суспензії і подачі - надлишкового тиску (авт. свід. Мо 874378, Кл.З В28С 5/46, опубл. в Б.В. Мо39 за 1981 р.1. («в»)

Недоліками цієї установки є: с - недостатня міра диспергування суміші, наприклад, цементної суспензії; - із-за довгого шляху переміщення і каскадних переходів від одного випромінювача до іншого; - низька продуктивність по тій же причині і недостатньої дії ультразвукового поля на тверді частини суспензії.

Відома також, по авт. свід. Мо 1451027, Кл.7 В28С 5/46, опубл. в Б.В. Мо2 за 1989 р., "Установка для « 70 активації цементної суспензії", яка утримує установлену на амортизаторах ємність, з розміщеними послідовно в ш-в с ній мембранами з магнітострикційними перетворювачами патрубками для введення й виведення суспензії і й штуцером з'єднання з вакуумною системою. Установка забезпечена воронками, кожна з яких розміщена під «» мембраною і змонтована на ємності з допомогою кільця і прокладки, розміщеної паралельно осі ємності тягою з кульковими клапанами, один з яких розміщений в кришці ємності, а кожна з чергових - в днищі мембрани, виконаної тарілчастої форми з перфорованим відгином, причому кожний перетворювач розміщений на днищі з мембрани.

Недоліками установки є: о - недостатня ступінь змішування складових суспензій, так як воронки не піддаються дії ультразвукових с» коливань і практично створюють умови для розшаровування суміші (вода зі щільністю 1 г/см" і цемент -3, г/см); - штуцер приєднаний до вакуумної системи розміщений так, що не сприяє створенню різниці тиску, і необхідного для посилення роботи гідродинамічних випромінювачів;

Ге! - 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; кульові клапани ускладнюють конструкцію установки; наявність магнітострикційних перетворювачів викликає значну потребу в електроенергії, ускладнює конструкцію установки і надійність їх в роботі.

Завданням корисної моделі є інтенсифікація процесів змішування і активації суспензії, підвищення с надійності роботи установки, спрощення її конструкції і економія енергетичних ресурсів.

В якості прототипу прийнятий змішувач-активатор по патенту України Мо5964, Кл. В28С 5/46, опубл. В Бюл.

Мої, 2003Зр., який забезпечений розміщеною співвісно всередині ємності мембраною стаканного типу, бо установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу, і кільцевою прокладкою з пружного матеріалу, установленою в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани. З отворами по периметру, жорстко закріплено магнітострикційний перетворювач, а в середині циліндричної частини мембрани послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними 65 вершинами, з гідродинамічними випромінювачами по периметру.

Недоліками прототипу є:

- низька ефективність роботи гідродинамічних випромінювачів; - недостатній ступінь активації твердих частинок в рідині із-за низької інтенсивності і не у всьому об'ємі кавітації; - складність заміни гідродинамічних випромінювачів.

Загальними ознаками для ультразвукового активатора-змішувача і прототипу є вертикально установлена ємність на амортизаторах, яка забезпечена днищем, кришкою, запірно-роздавальною арматурою, мембраною з магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань та концентратор ультразвукових хвиль.

Конструктивне рішення виконання ультразвукового активатора-змішувача забезпечується суттєвими 7/о Відмінними ознаками, у порівнянні з аналогами і прототипом: 1. Заміна частини ознак новими, що вказує на наявність суттєвих ознак - мембрана з жорстко і центрально закріпленим на її верхній стороні концентратором ультразвукових хвиль пружинного типу конусної форми, зовнішні форми яких паралельні до стінок і розміщуються з проміжками один в одному.

Таке конструктивне рішення багаторазово посилює концентрацію ультразвукових полів між пружинами і /5 бтворює кращі умови для виникнення кавітаційних явищ в турбулентному русі суспензії, які є найбільш потужними деструкторами твердої фази в рідині і змішувачами продуктів руйнування з рідкою фазою. Значне збільшення питомої поверхні твердої фази, в свою чергу, забезпечує підвищення активності суспензії, як якісного її показника. При цьому слід враховувати наявність ударів і співударів твердих частинок, їх тертя і механічну ерозію. 2. Частково нове сполучення ознак, що теж вказує на наявність суттєвих ознак - декілька концентраторів ультразвукових хвиль пружинного типу, які конструктивно відрізняються від концентраторів прототипу і аналогів, і при цьому забезпечують якісні показники виражені в значному підсиленні ультразвукових полів, а далі й кавітації.

Таке принципово нове технічне рішення забезпечило спрощення конструкції установки і її удосконалення.

В цьому випадку має місце не тільки нове сполучення ознак, а і введення нової ознаки.

З. Згідно з пп. 1 і 2, в конструктивних рішеннях ультразвукового активатора-змішувача мають місце нові - взаємоположення ознак та нові типи зв'язку між ними.

Ультразвуковий активатор - змішувач фіг.1 утримує вертикально установлену конусну ємність 1 з кришкою 2, забезпеченою центральним вхідним патрубком З з корковим краном 4 і днищем 5, установленим на Ф зо амортизаторах 6, забезпеченим центральним вихідним патрубком 7 з корковим краном 8, на яке, за допомогою герметизуючих і амортизуючих кільцевих прокладок 9 і 10 горизонтально, під більшою основою конусної ємності со

І, установлена мембрана 11 з отворами 12, розміщеними по периметру магнітострикційного перетворювача 13 « ультразвукових коливань, жорстко і центрально закріпленого на її нижній стороні а на її верхній стороні жорстко і центрально закріплені концентратори ультразвукових хвиль пружинного типу конусної форми, зовнішні /С2 зв Контури яких паралельні до стінок ємності 1: зовнішній 14 фіг.14, внутрішній 15 фіг.;5 та один чи більше с проміжних 16 фіг.З, фіг.4.

Ультразвуковий активатор-змішувач працює таким чином.

При закритому корковому крані 8, ввімкненому високочастотному генераторові (не показаний), під'єднаним до магнітострикційного перетворювача 13 і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку З в ємність 1 « подають суспензію для її активації і змішування складових. з с Попадаючи в зону найбільш концентрованих ультразвукових полів внутрішнього пружинного концентратора 15, проміжних пружинних концентраторів 16 та зовнішнього пружинного концентратора 14 в турбулентних з потоках суспензії виникають явища кавітації, які є потужними диспергаторами твердої фази в рідині і якісними змішувачами продуктів руйнування твердих частинок з рідиною. Одночасно деструктивну дію кавітації на тверді частинки доповнюють удари і співудари цих частинок, різні види їх тертя та механічна ерозія. Ці дії мають с місце до опускання суспензії на мембрану 11, де вони знову посилюються ультразвуковим полем її верхньої сторони. Проходячи через отвори 12, які працюють як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, о суспензія охолоджує корпус магнітострикційного перетворювача 13 і піддається дії його ультразвукових полів та їх ультразвукового поля нижньої сторони мембрани 11, чим забезпечується стабільність дії кавітаційних явищ.

Заповнюючи ємність 1 знизу, дія кавітації продовжується. При повному заповненні ємності 1 частково або со повністю відкривають корковий кран 8 і активована суспензія видаляється для її подальшого використання. с Одночасно корковим краном 4 регулюється об'єм суспензії, який подається в ємність 1 по вхідному патрубку З і процес продовжується в безперервному режимі.

Після закінчення роботи аналогічним чином промивають установку, після чого вимикають високочастотний ов Генератор (не показаний).

При відновленні роботи процеси повторюються. с

Claims (1)

1. Формула винаходу

   60 Щ , 0,

   Ультразвуковий активатор-змішувач, який містить вертикально установлену на амортизаторах герметичну ємність, забезпечену кришкою, днищем, і запірно-роздавальну арматуру, мембрану з магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань та концентратор ультразвукових хвиль, який відрізняється тим, що він забезпечений вертикально установленою конусною ємністю з кришкою, обладнаною центральним вхідним

   65 патрубком з корковим краном і днищем, установленим на амортизаторах, забезпеченим центральним вихідним патрубком з корковим краном, на яке, за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально, під більшою основою конусної ємності, установлена мембрана з отворами, розміщеними по периметру магнітострикційного перетворювача ультразвукових коливань, жорстко і центрально закріпленого на її нижній стороні, а на верхній стороні жорстко і центрально закріплені концентратори ультразвукових хвиль пружинного типу конусної форми, зовнішні контури яких паралельні до стінок ємності і розміщуються з проміжками один в одному. щі з (22) (зе) о Зо «о

   - . и? о о о (32) 60 б5