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

Изобретение относится к области строительной техники, в частности к установкам для активации цемента и получения цементной суспензии.

Известна установка для активации цемента, содержащая установленную на основании посредством амортизаторов раму с вибраторами, герметичную емкость с размещенными в ней трубопроводом и гидродинамическим излучателем, патрубками для ввода и вывода цементной суспензии и подачи избыточного давления.

Недостатками этой установки являются:
потребность в избыточном давлении для обеспечения работы гидродинамических излучателей;
значительный расход воды,
значительные габариты по высоте.

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 магнитострикционными преобразователями 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 этого устройства являются:
недостаточная степень диспергирования твердых частиц и их перемешивания;
отсутствие условий для создания явления кавитации;
отсутствие условий использования гидродинамического излучения и кавитационных явлений сопутствующих ему при наличии турбулентного движения суспензии.

Известна также установка для диспергирования минеральных веществ, которая снабжена разъемными пустотелыми концентраторами ультразвуковых волн, выполненных в виде усеченных конусов, в верхней части на консолях диагонально расположены вибраторы ультразвуковых волн.

Недостатками этой установки являются:
недостаточная степень диспергирования твердых частиц и их перемешивание;
значительные габариты по высоте, особенно, если концентраторов больше двух-трех;
низкая степень использования объема емкости;
потребность в охлаждающей системе.

В качестве прототипа принят активатор цементной суспензии, содержащий установленную на основании посредством амортизаторов емкость со сферическими крышкой и днищем, загрузочный и разгрузочный патрубки, горизонтально закрепленную под крышкой посредством амортизирующей кольцевой прокладки мембрану с магнитострикционным излучателем, концентраторы ультразвуковых волн в виде соосно и концентрично расположенных конических оболочек со скругленными вершинами, запорно-раздаточную аппаратуру.

Недостатки прототипа заключаются в недостаточной степени смешивания и диспергирования твердых частиц в суспензии, а также потребностью избыточного давления и вибрации низких частот.

Цель изобретения - повышение качества суспензии (степени смешивания составляющих суспензии и дисперсности минеральных веществ) и совершенствование конструкции установки.

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

Смеситель-активатор состоит из цилиндрической вертикально установленной на амортизаторах 1 емкости 2 со сферической крышкой 3, по оси которой установлен загрузочный патрубок 4 с пробковым краном 5, под крышкой 3 посредством амортизирующей и герметизирующей кольцевой фигурной прокладки 6 закреплена излучающая мембрана 7 с центральным отверстием 8, магнитострикционным излучателем 9, закрепленным с верхней стороны, и дополнительными концентраторами 10 ультразвуковых волн, имеющих форму пустотелых конусов 11, закрепленных соосно с промежутками друг над другом к ее нижней стороне, при этом первый пустотелый конусный концентратор 12 обеспечен центральным отверстием 13 на округленной вершине, а все последующие концентраторы - перфорацией 14 у основания и патрубками 15, установленными центрально на их округленных вершинах, которые выведены за пределы сферического днища 16 с центрально установленным разгрузочным патрубком 17 с пробковым краном 18. Патрубки 15 выполнены с пробковыми кранами 19.

Смеситель-активатор работает следующим образом.

При закрытых пробковых кранах 19 концентраторов 11, пробкового крана 18 выгрузочного патрубка 17, включенном магнитострикционном преобразователе 9 и открытом пробковом кране 5, по загрузочному патрубку 4 подают суспензию, которая, охлаждая магнитострикционный излучатель 9, подвергается воздействию ультразвукового поля излучаемого верхней стороной мембраны 7, а затем через центральное отверстие 8 поступает в первый пустотелый конусный концентратор, где подвергается вторичному воздействию ультразвукового поля, а затем через отверстие 13 заполняет внутреннюю полость второго концентратора 11 и по мере его заполнения воспринимает двустороннее воздействие ультразвука, излучаемого наружной поверхностью первого концентратора 12 и внутренней поверхностью второго концентратора 11 до тех пор, пока ее уровень достигает перфорации 14, после чего поступает в промежуток между вторым и третьим концентраторами 11, воспринимая аналогичные воздействия и так далее, до достижения перфорации 14 последнего концентратора 11, после которого через перфорацию 14 суспензия поступает в емкость 1 и, заполняя ее, еще раз воспринимает воздействие ультразвукового поля, излучаемого наружной поверхностью этого концентратора 11.

Следует отметить, что на всем протяжении перемещения суспензии в ультразвуковом поле действует кавитация, являющаяся наиболее эффективным средством диспергирования твердых частиц в суспензии.

Полным или частичным открытием пробкового крана 18, являющегося регулятором скорости перемещения суспензии, производится ее удаление по разгрузочному патрубку 17, и процесс активации протекает непрерывно.

По окончании работы открытием пробковых кранов 19 удаляются остатки суспензии, после чего выключается магнитострикционный преобразователь 9.

При промывке установки или возобновлении работы процессы повторяются.

Использование: установки для активации цемента и получения цементной суспензии. Сущность: устройство содержит емкость со сферическим днищем и крышкой, загрузочный и разгрузочный патрубки, мембрану с магнитострикционным излучателем, концентраторы ультразвуковых волн в виде соосно и концентрично расположенных пустотелых конических оболочек со скругленными вершинами, запорно-раздаточную арматуру. Она снабжена дополнительными разгрузочными патрубками, один из концов каждого из которых расположен за днищем. Мембрана и концентраторы выполнены с центральными отверстиями. Вершины концентраторов размещены в сторону днища. 1 ил.

СМЕСИТЕЛЬ-АКТИВАТОР, содержащий установленную на основании посредством амортизаторов емкость со сферическими крышкой и днищем, загрузочный и разгрузочный патрубки, горизонтально закрепленную посредством аммортизирующей кольцевой прокладки мембрану с магнитострикционным излучателем, концентраторы ультразвуковых волн в виде соосно и концентрично расположенных пустотелых конических оболочек со скругленными вершинами с перепускными отверстиями, запорно-раздаточную арматуру, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными разгрузочными патрубками, один из концов каждого из которых расположен за днищем, а другой связан с каждым последующим от внутреннего концентратором, причем мембрана и концентраторы выполнены с центральными отверстиями, а излучатель расположен на мембране с крышкой, вершины концентраторов размещены в сторону днища, при этом перепускные отверстия расположены на каждом концентраторе, последующем от внутреннего, в верхней части конической поверхности, а каждый дополнительный разгрузочный патрубок соединен с концентратором у центрального отверстия.