Смеситель-активатор

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1