UA52964A - Змішувач-активатор - Google Patents

Abstract

Змішувач-активатор містить установлену на амортизаторах ємкість, розміщені послідовно в ній мембрани з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцер для з'єднання з вакуумною системою. Він забезпечений розміщеною співвісно всередині ємкості мембраною стаканного типу, установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємкості 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. В середині циліндричної частини мембрани послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершинами з гідродинамічними випромінювачами по периметру.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до будівельної, електротехнічної, харчової, лакофарбової та іншої техніки, зокрема, 2 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.2 в28Сс 5/46, опубл. в БВ 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, Кл3 В28С 5/46, опубл. в БВ

Мо1,1984р.).

Недоліками цієї установки є: - 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 ов 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 на основу за допомогою амортизаторів, рами з вібраторами, всередині якої розміщена на амортизаторах (Се) ємність, виконана у вигляді розміщених одна над одною воронкоподібних секцій, днище кожної з яких з'єднано з Фу 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 с з5 надлишкового тиску (авт. свід. Мо 874378, Кл. В28С 5/46, опубл. в БВ Мо39 за 1981 р.). Недоліками цієї ю установки є: - 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. «

В якості прототипу прийнято авт, свід. Мо 1451027, Кл. 7 В28С 5/46, опубл. в БВ Мо2 за 1989 р. "Установка ШЕ с для активації цементної суспензії" яка утримує установлену на амортизаторах ємність, з розміщеними й послідовно в ній мембранами з магаітострикційними перетворювачами патрубками для введення й виведення "» суспензії і 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 4! мембрани, виконаної тарільчатої форми з перфорованим відгином, причому кожний перетворювач розміщений на днищі мембрани. о Недоліками прототипу є: (Те) - недостатня ступінь змішування складових суспензій, так як воронки не піддаються дії ультразвукових б» 50 коливань і практично створюють умови для розшаровування суміш (вода зі щільністю 1г/см і цемент - З г/см"); - штуцер приєднаний до вакуумної системи розміщений так, що не сприяє створенню різниці тиску,

Я» необхідного для посилення роботи гідродинамічних випромінювачів; - через наявність 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

Р» конструкцію установки і надійність їх в роботі.

Завданням винаходу є інтенсифікація процесів змішування і активації суспензії, підвищення надійності роботи установки, спрощення її конструкції і економія енергетичних ресурсів. бо Завдання досягається тим, що змішувач-активатор забезпечений установленою на амортизаторах ємністю з розміщеними послідовно в ній мембранами з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцером для з'єднання з вакуумною системою забезпечений створеною всередині ємності мембраною стаканого типу і установленої між прокладкою з пружного матеріалу, яка розміщена на кільцевому упорі, з вертикально розміщеними отворами, який жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності 65 знизу і кільцевою прокладкою з пружного матеріалу, установленій в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани, з отворами по периметру, жорстко закріплений магнітхклрикцшних перетворювач, а всередині циліндричної її частини послідовно і жорстко закріплені мембрани конусної форми вверх сферичними вершками, з гідродинамічними випромінювачами по периметру.

Конструктивне рішення виконання змішувача-активатора забезпечує ряд переваг винаходу, який подається, в порівнянні з відомими аналогами і прототипом. 1.Суттєва ознака: " ... забезпечений розміщеною співвісно всередині ємності мембраною стаканного типу і установленою між прокладкою з пружного матеріалу, яка лежить на кільцевому упорі... жорстко закріплений до внутрішньої стінки ємності знизу і кільцевою прокладкою із пружного матеріалу установленою в обмежувачах, жорстко закріплених до нижньої сторони кришки, до днища цієї мембрани ... жорстко закріплений 70 магнітострикційний перетворювач... .".

Таким чином, в даному винаході має місце перехід від звичайної мембрани до так званого концентратора ультразвукових хвиль зі змінним внутрішнім профілем - ступінчатим (днище - стінки циліндра). Відомо, що такі концентратори забезпечують збільшення амплітуди коливального зміщення частинок (коливальної швидкості частинок) в низькочастотному ультразвуковому діапазоні.

Принцип дії концентратора оснований на збільшенні амплітуди коливального збільшення частинок в результаті зменшення його поперечного розтину (днище-стінка) у відповідності із законом збереження кількості руху.

Нове конструктивне рішення забезпечує можливість одержання високих інтенсивностей ультразвукових полів, які діють на тверду речовину. Характерно, що ультразвук всередині циліндричних стінок фокусується, чим 2о Забезпечується підвищена його дія.

Концентратором ультразвуку забезпечується збільшення інтенсивності амплітуди коливального зміщення частинок і одночасно усувається і ряд недоліків аналогів і прототипу: - підвищилась надійність конструкції в експлуатації, так як прокладки швидко замінюються: верхня - простим зняттям кришки; нижня -знаття кришки і підняття всієї системи мембран з магштострикційними г перетворювачами без розбирання; - підвищилась надійність установки в конструктивному плані - створена жорстка конструкція; « - знизились витрати електроенергії: один магштострикційний перетворювач замість декількох; - по тій же причині установка стала простіша в експлуатації. 2.Суттєва ознака: "...кільцевому упорі, з вертикально розміщеними отворами..." «г зо Таке конструктивне рішення дозволяє забезпечувати вакуумування (через штуцер 4 приєднаний до вакуумного об'єму) суспензії знизу, що, в свою чергу, різко збільшує різницю тиску зверху вниз і забезпечує ісе) надійну роботу гідродинамічних випромінювачів. Ге!

Крім цього, вакуумний об'єм між стінами мембрани стаканного типу інтенсивного випромінювання ультразвукових хвиль і ємністю гарантує безпеку роботи обслуговуючого персоналу. с

З.Суттєва ознака: "... всередині циліндричної її частини послідовно і жорстко закріплені мембрани ю конусної форми вверх сферичними вершинами, з гідравлічними випромінювачами по периметру".

Наявність циліндричної мембрани стаканного типу, яка є (в даному типі концентратора) фокусуючою ультразвук, дозволило жорстко з'єднати стінки циліндра додатковими мембранами. Це забезпечило різке збільшення площини випромінювання ультразвукових хвиль, чим підвищило активацію суспензії і перемішування « 0 В турбулентних потоках. В свою чергу, наявність ультразвукового поля і турбулентного руху викликало в с кавітаційні явища, які ще більше підсилюють диспергування твердих частинок і змішування їх з рідкою фазою.

Таким чином, запропоноване конструктивне рішення дозволяє забезпечити: ;» - надійність роботи конструкції за рахунок жорсткості мембрани стаканного типу; - інтенсифікацію процесів активації та змішування суспензії.

Наявність отворів по периферії днища мембрани стаканного типу і розміщення штуцера приєднаного до с вакуумної системи у верхній частиш ємності є конструктивною необхідністю.

На фігурі наведений поперечний розтин змішувача-активатора. ю Змішувач-активатор складається із ємності 1, установленої на амортизаторах 2, у верхній частині стінки З со має місце штуцер 4, з'єднаний з вакуумною системою, з корковим краном 5, а в нижній частині концентрично на внутрішній її поверхні жорстко закріплений кільцевий упор б з вертикальними отворами 7, на якому Через

Ме, амортизаційну прокладку 8 установлена мембрана у вигляді циліндричної оболонки 9 і днища 10 з отворами 11, ї» виконаними по периметру магнітострикційного перетворювача 12, закріпленого знизу днища 10. Мембрана зверху притиснена кільцевою амортизаційною прокладкою 13, розташованою в жорстко закріплених обмежувачах 14 до нижньої сторони кришки 15 з співвісно розташованим патрубком 16, для введення суспензії, в З корковим краном 17. Усередині оболонки 9 жорстко закріплені-головні мембрани 18, які мають конусну форму, поєднану у вершиш із сферичною, і по периметру гідродинамічні випромінювачі 19. На днищі 20 співвісно ємності

Р 1 розташований патрубок 21, для виведення суспензії, з корковим краном 22.

Змішувач-активатор працює таким чином.

При закритому корковому крані 22 і відкритих коркових кранах 5 і 17 по патрубку 16 під надлишковим тиском бо подають суспензію з одночасним включенням вакуумної системи (не показана), підключеної до патрубка 4, і генератора ультразвукових хвиль - до магнітострикційного перетворювача 12.

Суспензія, яка поступає на головну мембрану 18, піддається ультразвуковій обробці і вакуумуванню, проходить через гідродинамічні випромінювачі 19 першої мембрани 18, де додатково піддається ультразвуковій обробці, і так далі, поки не поступить на днище 10 додаткової мембрани, після чого, проходячи через відтулини 65 11, які працюють як гідродинамічні випромінювачі нагромаджується на днище 20 ємності 1, охолоджує при цьому магнітострикційний перетворювач 12.

Одночасно на всіх стадіях ультразвукового діяння на суспензію зі сторони мембран 18 і додаткової мембрани у вигляді циліндричної оболонки 9 і днища 10, отворів 11 і гідродинамічних випромінювачів 19 виникають кавітаційні явища, які посилюють процеси диспергування твердих частинок суспензії.

Відкриттям (повним або частковим) коркового крану 22 і аналогічним регулюванням введення суспензії краном 17 забезпечується наповнення нижньої частини ємності 1 до рівня, необхідного для охолодження магнітострикційного перетворювача 12.

По закінченню роботи виключається вакуумна система перекриттям коркового крану 5 і виключається магнітострикційний перетворювач 12.

Claims (1)

1. Формула винаходу Змішувач-активатор, який містить установлену на амортизаторах ємність, розміщені послідовно в ній мембрани з магнітострикційними перетворювачами, патрубками для введення і виведення суспензії і штуцер для з'єднання з вакуумною системою, який відрізняється тим, що він забезпечений розміщеною співвісно всередині ємності мембраною стаканного типу, 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 вершинами, з гідродинамічними випромінювачами по периметру. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. « « (Се) (о) с І в)

   - . и? 1 іме) се) (о) с» 60 б5