Установка для диспергирования суспензий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОциАлистичесниРЕСПУБЛИК 4 09) с 1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВУ сится к измельеспечивает повы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытиямпРи Гкнт сссР(71) Николаевский педагогическийгосударственный институт им. В.Г.Белинского(56) Авторское свидетельство СССРУ 1118402, кл. В 01 Г 11/02,В 02 С 19/18, 1983.Авторское свидетельство СССРи 1065214, кл. В 28 С 5/46, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1196276, кл, В 28 С 5/46, 1984.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯСУСПЕНЗИЙ(57) Изобретение отночению материалов и об 4 В 02 С 19/18 В 28 С 5/46 шение степени диспергирования, производительности и надежности работы,а также снижение энергозатрат, Установка содержит герметизированную емкфсть 1 с днищем 2, выходным патрубком 3, с пробковым краном 4, крьппкой5, загрузочным патрубком 6 с пробковым краном 7, установленную на амортизаторах 8, Внутри емкости 1 на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом по центру закрепленультразвуковой вибратор 11 с конусным стержнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14, переходящей в шаровую полость 15 с выходной фципиндрической полостью 16 втулки 17,являющейся гидродинамическим излучателем, 7 ил, С:150744Изобретение относится к иэмельчециго материалов, а именно к установкам для диспергирования суспецзий, и может быть использовано, например, в промышленности строительных материалов для активации цементной суспенэии.Цель изобретения - повышение степени диспергирования, производительности и надежности работы, а такжеснижение энергозатрат,На фиг. 1 изображена установкадля дисцергирования суспецзий, общийвид, продольный разрез; на фиг. 2вид Л на фиг, 1; на Фиг, 3 - узел 1на фиг. 1; на фиг. 4 - полукруглаямембрана, вид сверху; на фиг, .5 - полукруглая меглбрана, вид сбоку; нафиг. 6 - вариант выполнения установки из одной секции; на фиг. 7 - вариант вЫполнения установки иэ двух секций, установленных друг под другом,Установка для диспергировалия 25 сусцецзий содержит герметизироваццую вертикальную емкость 1 с днищем 2, имеющим выходной патрубок 3 с пробковым краном 4, и с крышкой 5, имегощей загрузочный патрубок 6 с пробковьн 30 краном 7, установленную на амортизаторах 8, внутри которой на пружинистой полукруглой мембране 9 с полукруглым вырезом 10 по цснтру закреплен ультразвуковой вибратор 11 с конусным стсржнем 12, заканчивающимся съемным шаровым наконечником 13, который соприкасается с наклонной поверхностью конической полости 14., переходящей в шаровую полость 15 с выходной 40 цилиндрической полостью 16 съемной (взаимозаменяемой) втулки 17, являющейся гидродинамическим излучателем,Полукруглая мембрана 9 имеет ребро 18, обеспечивающее ей необходимую 45 жесткость для удерживания ультразвукового вибратора 11 с коцусцым стержнем 12 и шаровым наконечником 13,К хомуту 19 ультразвукового вибратора 11 жестко (например, путем свар 50 ки снизу) закреплен упор 20, представляющий собой форму заклепки, распиленной по диаметру на две части, основа 2 1 которого соответствует размерам полукруглого выреза 10 и высту 55пает из хомута 19 на толщину полу- круглой мембраны 9. Дополнительная фиксация к хомуту 19 полукруглой мембраны 9 обеспечивается болтами 22 6 4писключения разъединения полукруглой мембраны 9 и упора 20Установка для дисиергировация сус-, пензий работает следующим образом.При включенных ультразвуковых вибраторах 1 и закрытом пробковом кране 4 цо загрузочному патрубку 6 с открытым пробковым краном 7 под избыточным давлением подают суспензию, например водоцементную, Перемещаясь по полукруглым мембранам 9, ультразвуковым вибраторам 11, конусным стержням 12 и шаровым наконечникам 13, твердые частицы подвергаются диспергированию совокупным воздействием ультразвука, кавитации, турбулентного двгжеця, соудареция, трения, удара. После заполнения свободного пространства вертикальной емкости 1 открывают гоостьго или частично пробковый кран 4 и суспензия, подвергнутая диспергровашо, удаляется иэ емкости 1а по загрузочному патрубку 6 подаются новые горции суспензии. С момента открытия пробкового крана 4 выходная цилиндрическая полость 16 работает как гидродицамический излучатель исуспензия дополнительно подвергаетсяобработке угьтраэвуком и кавитацией.Ультразвуковые вибраторы 11 находятся в суспензии, которая, нагреваясь, охлаждает их.По окончании непрерывного процесса диспергирования суспецзии выключпот ультразвуковые вибраторы 11 (излучающие пакеты),Промывка установки и возобновление ее работы аналогичны вышеописанному процессу. Полукруглый вырез 10поззоляет жестко крепить (подвешивать) ультразвуковой генератор 11 эаего край, что позволяет шаровым наконечникам 13, излучающим ультразвуковые волны, жестко прижимать твердые частицы к конусной поверхностиконической полости 14 и разрушать ихне только действием ультразвука, максимально передаваемого на эти частицы, но и кавитационцым воздействием,трением и ударной эрозией.Полукруглая мембрана 9 воспринимает ультразвуковые колебания от излучающего ультразвукового генератора 11 и под их действием, и такжепод действием массы ультразвуковогогенератора 11, конусцого стержня 12и шарового наконечника 13, подвешенных на ее конце (консольно), в своюочередь совершает колебания по отно-.шению к точкам крепления ее в местекасания с внутренней стенкой емкости 1. Ультразвуковые и собственные5колебания полукруглой мембраны 9 усиливают колебания шарового наконечника 13, а также способствуют первичной активации (диспергированию) минеральных частиц при их попадании на по лукруглую мембрану 9. Наклонное ее положение способствует перемещению истеканию суспензии по ультразвуковому генератору 11, обеспечивая егоохлаждениеПод воздействием восприни маемых ультразвуковых колебаний осуществляется дальнейшее непрерывноедиспергирование твердых частиц поддействием ультразвука, кавитации,механической эрозии и соударения частиц.Крепление полукруглой мембраны 9одним концом в отдельных точках кстенке емкости 1, а также прикрепление к другому ее концу ультразвукового генератора 11 упрощает эксплуатацию при обеспечении надежности работыустановки, так как полностью отсутствуют любые виды быстро Разрушающихсярезиновых прокладок и сложных их креплений к мембранам. Это конструктивное решение, таким образом, увеличивает КПД установки. Исключение длительных остановок для текущего ремонтапозволяет увеличить производительность,Повсеместный путь соприкасанияс поверхностями, излучающими ультразвуковые колебания, способствует повышению степени дисперсности твердыхчастиц и тщательному перемешиваниюв кавитационных зонах, усиливающихстепень диспергирования. Значительноедополнение к указанным источникамразрушения твердых частиц добавляетналичие трения между шаровым наконечником 13, излучающим ультразвуковыеколебания, и твердой поверхностьюконусной полости 14. Колебания шаро-.вого наконечника 13 вертикально-по 50ступательные, поэтому шаровая поверхность по отнощтнию к жесткой конуснойповерхности работает на удар со скольжением. Твердые частицы под шаровойнаконечник 13 попадают при очередном55его колебании вверх, Кавитационныевоздействия усиливают диспергирование твердых частиц в зоне шаровогонаконечника 13. Ыаровые наконечники 13 крс пятся резьбовым соединением, обеспечивая быстроту съема, и выполнялся пз твердых и прочных металлов, Так, -, пример, для диспергирования (активации) цемента рекомендуется применять стальные или чугунные шаровые наконечники 13. В этом случае решаютсядве задачи: низкая стоимость и повышение качества суспензии продуктами износа. Аналогичные соображения по виду и качеству металла целесообразны также для отливки втулки 17 с конусцой 14, шаровой 15 и цилиндрической 16 полостями.Лля исключения крепления втулок 17 они должны плотно стыковаться прп наличии двух и более секций, а их наружные контуры должны соответствовать внутренним контурам емкости 1.Соосное расположение ультразвукового генератора 11, конусного стержня 12 и шарового наконечника 13 исключает действие боковых усилий, т.е, упрощает соединение полукруглой мембраны 9 с излучающим ультразвуковым генератором 11.Ыаровая полость 15 определена экспериментально, В шаровой полости 15 имеет место особо мощное воздействие кавитации, и таким образом, производится тщательное перемешивзлпе сус" пензии и дополнительное диспергиронание.Выходное отверстие, в данном случае цилиндрлческая полость 16, работает как гидродинамический излучатель,т,е. также имеет место дополнительноеРдиспергирование твердых частиц.Использование данной установки длядиспергирования суспсвзий позволяетпо сравнению с известной повыси 1 чстепень дисперсности твердых частицна 10-153, производительность на 203и более, исключить расход воды дляохлаждения излучающих пакетов ультразвуковых генераторов и экономитьдо 302 электроэнергии,ФормулаизобретенияУстановка для диспергировлния суспензий, содержащая установленную на амортизаторах герметизировавпую вертикальную емкость с входным и выходным патрубками, имеющими запорпо-раздаточную арматуру, и размещенные внут 150744 бри емкости рабочие секции, каждая из которых снабжена установленным вертикально ультразвуковым вибратором с конусным стержнем о т л и ч а юЭ 5 щ а я с я темчто, с целью повышения степени писпергирования, производительности и надежности в работе, а также снижения энергозатрат, каждая рабочая секция снабжена втулкой, ус- ,1 О тановлеиной н нижней ее части и выполненной с конической, шаровой и цилиндрической полостями, сообщеннымимежду собой, и полукруглой мембраной,один конец. которой закреплен в емкости над втулкой, а другой ее конец связан с установленным под ней ультразвуковым вибратором, конусный стержень которого выполнен со съемнымшаровым наконечником, размещенным вконической полости втулки.1507446 Составитель В,РевваРедактор А.Долинич Техред М.Ходанич рректор Т.Пали аказ 5487/12 Тираж 543 ПодписноеЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ский комбинат "Патент", г. Ужгород,агарина, 1 О Производственно-из