UA30683U

UA30683U - Disperser

Info

Publication number: UA30683U
Application number: UAU200711630U
Authority: UA
Inventors: Василий Иванович Гуйтур
Original assignee: Василий Иванович Гуйтур
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2008-03-11

Abstract

A disperser contains a hermetic container mounted on shock absorbers with locking-distribution valves and branch pipe for supply of suspension, a magnetostrictive transducer, a plate with the concave working surface secured on the bottom, which has a central opening. In this case a membrane is made in the form of plates with the convex working surfaces connected along the perimeter, to the lower surface a plate is fastened which radius of curvature is equal to the one of the plate. The converter is hingedly fastened on the walls of container by means of a horizontal axle.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до області будівельної, електротехнічної, хімічної, харчової, лакофарбової та 2 іншої техніки, зокрема, до установок для диспергування і змішування дисперсних суспензій.The utility model refers to the field of construction, electrical, chemical, food, paint and 2 other techniques, in particular, to installations for dispersing and mixing dispersed suspensions.

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. СРСР Мо 643346, Кл. В 28 С. 5/46, надрук. в Б.В. Мо З, 1973 р.) 70 Недоліками цієї установки є: - потреба в надмірному тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; - значна витрата води; - значні габарити по висоті.A well-known installation for cement activation, which contains a frame with vibrators installed on the base with the help of shock absorbers, a hermetic container with a pipeline and a hydrodynamic radiator located in it, nozzles for the introduction and removal of cement suspension and the supply of excessive pressure (a.s. USSR Mo 643346, Cl (V 28 S. 5/46, printed in BV Mo Z, 1973) 70 The disadvantages of this installation are: - the need for excessive pressure to ensure the operation of hydrodynamic emitters; - significant water consumption; - significant dimensions in height.

Відома установка для активації цементу, яка містить герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену 12 фігурними секціями, які з'єднані поміж собою і складають герметичний об'єм, підключені до вакуум-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. СРСР Мо 1065214. кл. В 28 С 5/46, надрук. в Б.В,Мо 1,1984 р.).A known installation for cement activation, which contains a hermetic capacity on shock absorbers, equipped with 12 shaped sections, which are connected to each other and make up a hermetic volume, connected to a vacuum pump, with magnetostrictive transducers with membranes and p by isoceramic emitters with Teflon tubes located under it parallel to the inclined walls of the shaped sections (a. s. USSR Mo 1065214. cl. B 28 C 5/46, printed in B.V, Mo 1, 1984).

Недоліками цієї установки с: - недостатня ступінь диспергування і зміщування дисперсної суміші; - низька продуктивність із-за великої протяжності шляхів переміщення суспензії; - трудоємність у виготуванні фігурних секцій; - значні витрати води і електроенергії.The disadvantages of this installation are: - insufficient degree of dispersion and displacement of the dispersed mixture; - low productivity due to the long length of suspension movement paths; - laboriousness in making shaped sections; - significant consumption of water and electricity.

Відома установка для активації цементної суспензії, яка утримує установлену на амортизаторах ємність з 22 розміщеними послідовно в ній на кільцевих прокладках із жорсткого матеріалу мембранами, забезпеченими - магнітострикційними перетворювачами; установка забезпечена воронками, кожна із яких розташована під мембраною і змонтована на ємності за допомогою кільця і прокладки, установленої паралельно осі ємності, тягою з кульковими клапанами, один із яких розташований в кришці ємності, а кожен із наступних «- днищі мембрани, виконаної у вигляді тарілчастої форми з перфорованою відбортовкою, причому кожен перетворювач о 30 розташований на днищі мембрани (а.с. СРСР Мо 1451027, М.Кл. В 5/46, Б.В. Мо 2, 1989 р.). сThere is a well-known installation for the activation of cement suspension, which holds a container mounted on shock absorbers with 22 membranes placed sequentially in it on ring gaskets made of rigid material, equipped with - magnetostrictive transducers; the installation is equipped with funnels, each of which is located under the membrane and mounted on the tank with the help of a ring and gasket installed parallel to the axis of the tank, a thrust with ball valves, one of which is located in the lid of the tank, and each of the following "- the bottom of the membrane, made in the form dish-shaped with a perforated flap, and each transducer is located at the bottom of the membrane (a.s. USSR Mo 1451027, M.Kl. V 5/46, B.V. Mo 2, 1989). with

Недоліками цієї установки є: - значна витрата електроенергії, так як кожна мембрана забезпечена магнітострикційним перетворювачем; со - ненадійність в роботі кулькових клапанів, що знижує продуктивність установки в результаті їх частої заміни. оThe disadvantages of this installation are: - significant consumption of electricity, as each membrane is equipped with a magnetostrictive converter; co - unreliability in the operation of ball valves, which reduces the productivity of the installation as a result of their frequent replacement. at

В якості найближчого аналога прийнятий "Диспергатор-змішувач" по патенту України Мо 4818, Кл. В28С 5/46, 3о опубл. в Бюл. Мо 7-1, 1994 р., який утримує змонтовану на амортизаторах ємність з запорно-роздавальною с арматурою і патрубком для подачі суспензії, гідродинамічний випромінювач і магнітострикційний перетворювач з випромінюючим і приймальним пакетом і забезпечений додатковими гідродинамічними випромінювачами і магнітострикційним перетворювачем, стаканом, з'єднаним за допомогою еластичного елементу з патрубком для « подачі суспензії і установленим по осі ємності, яка має овальний поперечний розтин, вздовж великої осі якого 740 на боковій поверхні стакана опозитивно систематично закріплені магнітострикційні перетворювачі, а вздовж т с малої осі по утворюючій стакана змонтовані гідродинамічні випромінювачі. з» Недоліками найближчого аналога є: - недостатня ступінь диспергування твердих частинок в суспензії; - складність конструкції; 45 - значні енергетичні затрати; і - низька продуктивність установки. о Спільним цього диспергатора з прототипом є установлена на амортизаторах герметична ємність з запорно-роздавальною арматурою і патрубком для подачі суспензії та магнітострикційний перетворювач. (22 Задачею корисної моделі є підвищення якості суспензії і продуктивності установки, зменшення енерговитрат бо 20 | удосконалення конструкції.As the closest analogue, the accepted "Disperser-mixer" according to the patent of Ukraine Mo 4818, Cl. В28С 5/46, 3о publ. in Bul. Mo 7-1, 1994, which holds a container mounted on shock absorbers with a shut-off valve with fittings and a nozzle for supplying suspension, a hydrodynamic emitter and a magnetostrictive converter with a radiating and receiving package and is equipped with additional hydrodynamic emitters and a magnetostrictive converter, a glass, with connected by means of an elastic element with a nozzle for supplying the suspension and installed along the axis of the container, which has an oval cross-section, along the major axis 740 on the side surface of the glass, magnetostrictive transducers are positively and systematically fixed, and along the minor axis of the glass, hydrodynamic emitters are mounted . z» Disadvantages of the closest analogue are: - insufficient degree of dispersion of solid particles in the suspension; - the complexity of the design; 45 - significant energy costs; and - low productivity of the installation. o This disperser has in common with the prototype a hermetic container installed on shock absorbers with shut-off valves and a nozzle for supplying suspension and a magnetostrictive converter. (22 The task of a useful model is to increase the quality of the suspension and the productivity of the installation, to reduce energy consumption because 20 | to improve the design.

Задача досягається тим, що диспергатор утримує установлену на амортизаторах герметичну ємність з бо» запорно-роздавальною арматурою і патрубком для подачі суспензії та магнітострикційний перетворювач, забезпечений закріпленою на днищі плитою з ввігнутою робочою поверхнею, яка має центральний отвір, причому мембрана виконана у вигляді з'єднаних по периметру тарільчастих платин з випуклими робочими поверхнями, до нижньої з яких прикріплена пластина з радіусом кривизни, рівний радіусу кривизни плити, а с перетворювач шарнірно установлений на стінках ємності з допомогою горизонтальної осі.The task is achieved by the fact that the disperser holds a hermetic container installed on shock absorbers with a stop-dispensing valve and a nozzle for supplying the suspension and a magnetostrictive converter, equipped with a plate fixed to the bottom with a concave working surface, which has a central hole, and the membrane is made in the form of plate-shaped plates with convex working surfaces connected along the perimeter, to the lower of which a plate with a radius of curvature equal to the radius of curvature of the plate is attached, and the converter is hingedly installed on the walls of the container with the help of a horizontal axis.

Конструктивне рішення виконання диспергатора забезпечує ряд нових суттєвих ознак у порівнянні з відомими аналогами і прототипом. 1. Суттєва ознака: "... забезпечений закріпленою на днищі плитою з ввігнутою робочою поверхнею, яка має 60 центральний отвір..."The design solution of the dispersant provides a number of new essential features in comparison with known analogues and the prototype. 1. Essential feature: "... provided with a plate fixed to the bottom with a concave working surface, which has a 60 central hole..."

Наявність плити з ввігнутою робочою поверхнею, яка забезпечена центральним отвором указує на частково нове поєднання суттєвих ознак.The presence of a plate with a concave working surface, which is equipped with a central hole, indicates a partially new combination of essential features.

Якість диспергування частинок в суспензії забезпечується за рахунок щільного прилягання цих частинок до пластини, яка жорстко закріплена до нижньої сторони фігурної мембрани, що забезпечує максимально можливу 62 дію на них ультразвукового поля. Масивна плита знизу сприяє і підсилює цей процес, коливальні рухи кругом горизонтальної осі збільшують тиск на поверхні цих твердих частинок і механічно впливають на них процесами зсуву (розтирання). Так як проміжок між плитою і пластиною граничний, то виключається накопичення твердих частинок в одному місці, оголення поверхні, яка коливається або розділення суспензії на її складові (по об'ємній масі твердої ї. рідкої фази або сепарації по розмірах частинок). Пластина діє як привантаж па більш крупні частинки, роздрібнює їх, тому однорідність суміші або суспензії забезпечується незалежно від других параметрів роботи диспергатора.The quality of the dispersion of particles in the suspension is ensured due to the tight adherence of these particles to the plate, which is rigidly fixed to the lower side of the shaped membrane, which ensures the maximum possible effect of the ultrasonic field on them. The massive plate from below promotes and strengthens this process, the oscillating movements around the horizontal axis increase the pressure on the surface of these solid particles and mechanically affect them by shearing (grinding) processes. Since the gap between the plate and the plate is limited, the accumulation of solid particles in one place, the exposure of the oscillating surface or the separation of the suspension on its components (by volume of the solid or liquid phase or separation by particle size) are excluded. The plate acts as a load on larger particles, grinds them, so the homogeneity of the mixture or suspension is ensured regardless of the other parameters of the dispersant.

Плита є надійним відбивачем ультразвукових хвиль, що посилює дію кавітації.The plate is a reliable reflector of ultrasonic waves, which enhances the effect of cavitation.

Стабільність переміщення твердих частинок під магнітострикційним перетворювачем пояснюється тим, що на /0 них діє, крім власної маси, надлишковий тиск виникаючий за рахунок тиску суспензії, нагрівання складових суспензії і часткове випарювання рідини в зоні кавітації.The stability of the movement of solid particles under the magnetostrictive converter is explained by the fact that, in addition to their own weight, excess pressure acting on them due to the pressure of the suspension, heating of the components of the suspension and partial evaporation of the liquid in the cavitation zone acts on them.

Центральний отвір у плиті є необхідним її елементом забезпечуючим видалення тонкодисперсної маси з установки.The central hole in the plate is a necessary element ensuring the removal of finely dispersed mass from the installation.

Рівність діаметра плити внутрішньому діаметру ємності обумовлено тим, що для найбільш інтенсивного /5 диспергування твердих частинок, останні повинні піддаватися максимальному впливу ударних, згинаючих, крутильних співударних і т.д. факторів, котрі забезпечуються ультразвуковим полем з кавітацією. А це можливо тоді, коли плита буде нерухома, так як на її повороти, вібрацію і т.д. буде витрачено частину указаної енергії. При рівності цих. діаметрів, плиту можна жорстко розмістити в нижній частиш ємності і вона годі працює в поєднанні з ємністю, днищем і кришкою. 2. Суттєва ознака: ".. мембрана виконана у вигляді з'єднаних по периметру тарільчастих пластин з випуклими робочими поверхнями..."The equality of the diameter of the plate to the inner diameter of the container is due to the fact that for the most intensive /5 dispersion of solid particles, the latter must be subjected to the maximum impact of impact, bending, torsion co-impact, etc. factors provided by an ultrasonic field with cavitation. And this is possible when the plate is stationary, as its turns, vibration, etc. part of the specified energy will be spent. If these are equal. diameters, the plate can be rigidly placed in the lower part of the container and it works well in combination with the container, the bottom and the lid. 2. An essential feature: ".. the membrane is made in the form of plate-shaped plates connected along the perimeter with convex working surfaces..."

Мова конструкція мембрани викликана конструктивним рішенням плити і вказує на заміну частини ознак новими.The language of the construction of the membrane is caused by the constructive decision of the plate and indicates the replacement of part of the features with new ones.

Мембрана виконана у вигляді однакових сферичних поверхонь.The membrane is made in the form of identical spherical surfaces.

Ця форма обумовлена наступним: а) Сферичні поверхні працюють як фокусуючі концентратори ультразвукових хвиль, які збільшують - інтенсивність звуку в центральній частині в порівнянні з інтенсивністю у поверхні ультразвукового випромінювача, так як внутрішні їх поверхні діють як рефлектори фокусуючи звук. Їх дії протинаправленні, а фокусні центри находяться за межами мембран, що створює можливість протидії ультразвукових хвиль со зо підвищеній інтенсивності у внутрішній центральній частині мембрани на визначеній площині. б) Протидія ультразвукових хвиль у внутрішній частині мембрани збільшує відстань між сферичними со поверхнями в центральній частині на відносно малу величину, що, в свою чергу, передається на їх зовнішні «с поверхні і сприяє інтенсифікації диспергування твердих частинок додатковим тиском, ультразвуковим полем підвищеної інтенсивності і кавітацією. (ав) в) Згадана протидія ультразвукових хвиль відносно "розгойдує" мембрану крутом горизонтальної осі, а саме, с створюються умови для кутового зміщення магнітострикційного перетворювача. Цей фактор підсилюється кавітацією, нерівномірністю лінійних розмірів твердих частинок та їх твердістю. Реальне відхилення мембрани магнітострикційного перетворювача сприяє диспергуванню твердих частинок за рахунок виникаючого тертя між поверхнею пластини і пити. Радіальне відхилення мембрани забезпечується також нерівномірністю кавітаційних « Зон. Ультразвукові поля в рідині, які викликають кавітацію, неоднорідні в просторі. Це приводить до того, що, з с одночасно з пульсацією, кавітаційний пузирьок рухається поступально.This form is due to the following: a) Spherical surfaces work as focusing concentrators of ultrasonic waves, which increase the sound intensity in the central part compared to the intensity at the surface of the ultrasonic emitter, as their inner surfaces act as reflectors focusing the sound. Their actions are counter-directional, and the focal centers are located outside the membranes, which creates the possibility of counteracting ultrasonic waves with increased intensity in the inner central part of the membrane on a certain plane. b) The counteraction of ultrasonic waves in the inner part of the membrane increases the distance between the spherical surfaces in the central part by a relatively small amount, which, in turn, is transmitted to their outer surfaces and contributes to the intensification of the dispersion of solid particles by additional pressure, an ultrasonic field of increased intensity and cavitation (ав) c) The aforementioned counteraction of ultrasonic waves relatively "rocks" the membrane along the steep horizontal axis, namely, conditions are created for the angular displacement of the magnetostrictive transducer. This factor is enhanced by cavitation, non-uniformity of the linear dimensions of solid particles and their hardness. The real deviation of the membrane of the magnetostrictive converter contributes to the dispersion of solid particles due to the resulting friction between the surface of the plate and the pit. The radial deviation of the membrane is also provided by the unevenness of the cavitation " Zone. Ultrasonic fields in a liquid, which cause cavitation, are spatially inhomogeneous. This leads to the fact that, with c simultaneously with the pulsation, the cavitation bubble moves forward.

В кавітаційній області виникають також потужні гідродинамічні збудження у вигляді сильних імпульсів з стискання (мікроударні хвилі) і мікропотоків, які породжуються пульсуючими пузирьками.In the cavitation region, there are also powerful hydrodynamic excitations in the form of strong pulses from compression (microshock waves) and microflows, which are generated by pulsating bubbles.

З. Суттєва ознака: "... мембрана... з випуклими робочими поверхнями, до нижньої з яких прикріплена пластина з радіусом кривизни, рівним радіусу кривизни плити..." со пластина, як елемент доповнюючий мембрану, не сприяє сама по собі підвищенню якості суспензії, але вона необхідна для забезпечення надійної роботи пристрою і забезпечення довговічності установки. Кавітаційні дії о руйнують мембрану, пластина же захищає її від цього руйнування. Замша зруйнованої пластини відиовліос б працездатність мембрани і установки в цілому. 4. Суттєва ознака: "... перетворювач шарнірне установлений на стінках ємності з допомогою горизонтальної со осі"". с» Має місце частково нове поєднання ознак дія якого викладена в п.2, в.C. An essential feature: "... a membrane... with convex working surfaces, to the lower of which a plate with a radius of curvature equal to the radius of curvature of the plate is attached..." so the plate, as an element that complements the membrane, does not contribute to the increase in itself the quality of the suspension, but it is necessary to ensure the reliable operation of the device and ensure the durability of the installation. Cavitation actions destroy the membrane, while the plate protects it from this destruction. The suede of the destroyed plate would show the performance of the membrane and the installation as a whole. 4. An essential feature: "... the converter is hingedly installed on the walls of the container with the help of a horizontal co-axis".

На фігурі приведений диспергагор в розтині.Dispergagoras in dissection is shown in the figure.

Диспергатор складається з циліндричної ємності 1, установленої на амортизаторах 2 і забезпеченої кришкою дв З, до якої центрально і жорстко закріплений патрубок 4 з корковим крапом 5. днищем 6 ї аналогічно закріпленим патрубком 7 з корковим краном 8, на внутрішній стороні якого установлена плита 9, яка повторює його с конфігурацію з центральним отвором 10, над якою установлена з'ємна пластина 11. жорстко закріплена на випуклій стороні мембрани 12, яка має форму двох випуклих круглих пластин з'єднаних по периметруї магнітострикційного перетворювача 13, шарнірне підвішеного з допомогою косинок 14 та регулюючої о пристрою во не показаний), який забезпечує переміщення у вертикальній площині осі 15 і складається з корпуса 16, магнітострикційного пакета 1.7, текстолітової накладки 18. обмотки 19, виводу провода 20. бандажа 21, резинової подушки 22, резинового ущільнювача 23. клеми 24 для заземлення, штуцерів 25 і 26 для підведення і відведення охолоджуючої рідини.The disperser consists of a cylindrical container 1, mounted on shock absorbers 2 and equipped with a double-sided cover, to which a centrally and rigidly fixed nozzle 4 with a cork stopcock 5, a bottom 6 and a similarly fixed nozzle 7 with a cork stopcock 8, on the inner side of which a plate 9 is installed, which repeats its configuration with a central hole 10, above which a removable plate 11 is installed. rigidly fixed on the convex side of the membrane 12, which has the form of two convex circular plates connected along the perimeter of the magnetostrictive converter 13, hinged with the help of scarves 14 and of the regulating device (not shown), which provides movement in the vertical plane of the axis 15 and consists of a body 16, a magnetostrictive package 1.7, a textolite lining 18. a winding 19, a wire outlet 20. a bandage 21, a rubber cushion 22, a rubber seal 23. terminals 24 for grounding, fittings 25 and 26 for supplying and draining the coolant.

Диспергатор працює так. 65 При закритому корковому крані 8 і відкритому корковому крані 5 всередину ємності подають суспензію або дисперсну суміш з рідиною. Включають генератор ультразвукових коливань (не показаний) підключений до магнітострикційного перетворювача 13 з допомогою провода 20, по патрубку 25 подають, а з патрубка 26 видаляють воду для охолодження магнітострикційного паює і а 17.The dispersant works like this. 65 When the cork valve 8 is closed and the cork valve 5 is open, a suspension or dispersed mixture with a liquid is fed into the container. Turn on the generator of ultrasonic oscillations (not shown) connected to the magnetostrictive converter 13 with the help of a wire 20, fed through the nozzle 25, and water is removed from the nozzle 26 for cooling the magnetostrictive solder and a 17.

Під дією власної маси і ультразвукового поля, яке випромінює верхня поверхня випромінюючої мембрани 12, суспензія поступає в проміжок між пластиною 12 піддається ультразвуковому диспергуванню, розтиранню (при коливальних рухах магнітострикційного перетворювача 13 навколо осі 14) | подрібненню в процесі Дії кавітації, яка мас місце при наявності ультразвукового поля і турбулентного руху суспензії.Under the action of its own weight and the ultrasonic field emitted by the upper surface of the radiating membrane 12, the suspension entering the gap between the plate 12 is subjected to ultrasonic dispersion and grinding (during oscillating movements of the magnetostrictive transducer 13 around the axis 14) | grinding in the process of cavitation, which occurs in the presence of an ultrasonic field and turbulent movement of the suspension.

Після досягнення розрахункового рівня диспергування твердих частинок і змішування їх з рідиною частково або повністю відкривають корковий кран 8, який є регулятором ступеня диспергування та змішування суспензії, і 7/о через отвір 10 в плиті 9 готовий продукт видаляється. При цьому проміжок між пластиною 11 і плитою 9 залежить від вимог до рівня якості суспензії і забезпечується регулюючим пристроєм (не показаний) для опускання чи підняття осі 15 з магнітострикційним перетворювачем 13.After reaching the calculated level of dispersion of solid particles and mixing them with the liquid, the cork valve 8, which is the regulator of the degree of dispersion and mixing of the suspension, is partially or completely opened, and the finished product is removed through the hole 10 in the plate 9. At the same time, the gap between the plate 11 and the plate 9 depends on the requirements for the quality level of the suspension and is provided by a control device (not shown) for lowering or raising the axis 15 with a magnetostrictive converter 13.

Процес диспергування суспензії безперервний.The suspension dispersion process is continuous.

По закінченні роботи установка промивається аналогічним чином, а при відновленні роботи процеси 7/5 повторюються.At the end of work, the installation is washed in a similar way, and when work is resumed, processes 7/5 are repeated.

Claims

The formula of the invention Disperser containing a hermetic container mounted on shock absorbers with a shut-off valve and a nozzle for supplying suspension and a magnetostrictive converter, which is distinguished by the fact that it is equipped with a plate fixed to the bottom with a concave working surface, which has a central hole, and the membrane is made in in the form of plate-shaped plates with convex working surfaces connected along the perimeter, to the lower of which a plate with a radius of curvature equal to the radius of curvature of the plate is attached, and the converter is hingedly installed on the walls of the container with the help of a horizontal axis. (ze) (ge) (Se) o Zo «o

- and? o o (22) so Se 60 b5