ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК B28C5/46 

Изобретение относится к области строительной технике, в частности к установкам для диспергирования и смешивания минеральных веществ, применяемых в промышленности строительных материалов.

Известно устройство для активации цементной суспензии, содержащее установленную на основании посредством амортизаторов раму с вибраторами, внутри которой размещена на амортизаторах емкость, выполненная в виде расположенных одна под другой воронкообразных секций, днище каждой из которых соединено с трубопроводом, а его гидродинамический излучатель установлен с зазором относительно нижележащей стороны секции. Емкость обеспечена также патрубками для ввода и вывода цементной суспензии и обеспечения избыточного давления.

Недостатками указанного изобретения является то, что оно предназначено для диспергирования минеральных веществ при наличии значительного избыточного давления, обеспечивающего работу гидродинамических излучателей и значительного расхода воды в процессе получения ультразвуковых колебаний.

Известна установка для активации цементной суспензии, которая содержит герметическую емкость на амортизаторах, обеспеченную фигурными секциями, соединенными между собой и образующими герметичный объем, подключенный к вакуум-насосу, с установленными в нем поочередно горизонтально по центру магнитострикционным преобразователем с мембранами и пьезокерамическими излучателями с тефлоновыми трубками, расположенными под ними параллельно наклонным стенкам фигурных секций.

Недостатками указанной установки являются:
недостаточная степень диспергирования и перемешивания смеси;
весьма трудоемкая в изготовлении емкость (фигурные секции);
низкая производительность из-за большей протяженности перемещения суспензии;
значительный расход электроэнергии.

Известно также устройство для активации цементной суспензии, которое снабжено закрепленными в днище магнитострикционным преобразователем с параллельно валам излучающей пластиной, причем валы выполнены разноскоростными, из которых высокоскоростной вал выполнен с закрепленными на нем дисками, чередующимися с шайбами, а низкоскоростной - в виде пустотелого барабана с кольцевыми канавками для входа дисков высокоскоростного вала.

Недостатками его являются:
недостаточная степень диспергирования твердых частиц и их перемешивания;
отсутствие условий для создания наиболее сильного диспергатора твердых частиц - явления кавитации;
отсутствия условий использования гидродинамического излучения и кавитационных явлений, сопутствующих ему при наличии турбулентного движения суспензии.

Известен также диспергатор, который снабжен жестко закрепленным по оси емкости патрубком с вертикально подвижным фланцем, закрепленным резьбовым соединением, на котором посредством амортизирующей прокладки неподвижно установлена колоколообразная мембрана с магнитострикционным преобразователем, на выпуклой стороне под которой соосно на приводном валу, посредством конусной опоры, установлен сферический диск, повернутый выпуклой стороной к мембране и образовывающий с ней зазор, регулируемый местоположением фланца, а на внутренней стороне емкости по оси этого зазора, жестко закреплен сферический кольцеобразный отражатель.

Недостатками этой установки являются:
наличие привода, вращающейся конусной опоры и сложного подшипникового узла, работающего постоянно в суспензии;
сложность регулирования зазора между мембранами (необходимость разборки установки) и разрушение металлических частей в зоне зазора;
сложная конструкция, что вызвано необходимостью смещения выходного патрубка и размещением подшипникового узла по оси установки;
сложность эксплуатации, проведения ремонтных и регулировочных работ;
отсутствие ультразвуковых колебаний на сферическом диске.

Целью изобретения является повышение интенсивности процессов диспергации и перемешивания, упрощение конструкции.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен диспергатор-смеситель, общий вид.

Диспергатор-смеситель содержит вертикально установленную емкость 1 на амортизаторах 2 со штуцером 3 на боковой поверхности для подключения к системе охлаждения, кольцевым упором 4 с внутренней стороны, днищем 5 со штуцером 6, с центральным отверстием, амортизационную герметизирующую прокладку 7, разгрузочный патрубок 8 с пробковым краном 9, излучающую мембрану 10 с магнитострикционным преобразователем 11. Мембрана 10 выполнена тарельчатой, верхняя часть которой изогнута по форме полукруглого желоба изолированного амортизирующей прокладкой 12 такой же формы зафиксированной крышкой 13. В емкости 1 размещен центрально установленный подшипниковый узел 14 со сквозным полым приводным валом 15 с перфорацией 16 на уровне верхней поверхности закрепленного на нем ротора 17 тарельчатой формы.

Диспергатор-смеситель работает следующим образом.

При закрытом пробковом кране 9 патрубка 8, включенными приводе (не показан), магнитострикционном преобразователе 11 и охладительной системы (не показана), подключенной к штуцерам 6 и 3, по полому валу 15 подается порция суспензии, подлежащая диспергированию и смешиванию, объем которой должен быть несколько меньше объема между мембраной 10 и крышкой 13. Попадая в зазор между вращающимся тарельчатым ротором 17 и тарельчатой излучающей мембраной 10, суспензия подвергается воздействию центробежных сил, под действием которых подымается по наклонной плоскости мембраны, т.е. контактируя с ней, подвергается максимальному возможному воздействию ультразвукового поля, которое в турбулентном потоке вызывает кавитационные воздействия, разрушая твердые частицы и одновременно смешивая продукты разрушения с жидкостью.

Прижимаясь к желобу мембраны 10 центробежной силой при максимальных угловых скоростях ротора 17 и получая при этом ускорение в сторону вала 15, перемещает в отверстия перфорации 16 массу суспензии, и цикл повторяется до тех пор, пока не достигается требуемое ее качество. Это перемещение сопровождается ударением и соударением твердых частиц и воздействию излучаемой поверхности мембраны 10, имеющей форму желоба, как концентратора ультразвукового поля, а выход из полого вала 15 работает как гидродинамический излучатель.

Время диспергирования и смешивания определяется опытным путем. Практически оно находится в пределах 1-5 мин.

Открытием крана 9 активированная суспензия удаляется, закрывается кран 9 и процесс диспергирования новой порции суспензии повторяется.

Использование: устройство для диспергирования и смешивания минеральных веществ. Сущность: устройство содержит приводной вал, выполненный со сквозным отверстием, с ротором тарельчатой формы. На валу выполнены радиальные отверстия над верхней поверхностью ротора. Мембрана выполнена тарельчатой с верхней кромкой, изогнутой по форме полукруглого желоба, соединенной посредством амортизирующей кольцевой прокладки и кольцевого упора с крышкой и емкостью. Магнитострикционный преобразователь и разгрузочный патрубок размещены на нижней части мембраны. 1 ил.

ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ, содержащий установленную на амортизаторах герметическую емкость в виде цилиндра с крышкой, с загрузочным и разгрузочным патрубками, центральный вал с ротором, закрепленный посредством подшипниковой опоры по оси емкости, мембрану с установленным на ней магнитострикционным преобразователем, привод и запорно-раздаточную арматуру, отличающийся тем, что ротор выполнен тарельчатой формы, вал - с центральным сквозным отверстием и радиальными отверстиями, расположенными над верхней поверхностью ротора, а мембрана выполнена тарельчатой с изогнутой по форме полукруглого желоба верхней частью, соединенной посредством амортизирующей кольцевой прокладки и кольцевого упора с крышкой и емкостью, причем магнитострикционный преобразователь размещен на нижней поверхности мембраны, при этом разгрузочный патрубок расположен по оси емкости и соединен с нижней частью мембраны.