СМЕСИТЕЛЬНО-АКТИВИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к смешиванию и дополнительной диспергации (активации) многокомпонентных жидких сред, требующих однородности перемешивания, например закладочных смесей, в процессе их транспортирования к месту закладки.
Известен патент на изобретение RU №2550609, МПК С1 В28С 5/08 E21F 15/10, опубл. 10.05.2015 г. Бюл. №13.
Смесительно-активирующее устройство для жидких сред, включающее рабочую камеру, сопла, конфузоры, перегородку с концентричными профилированными отверстиями, отражатели, при этом отражатели в рабочей камере подпружинены, конфузоры расположены в эжекционных камерах, на выходных торцах которых расположена перегородка в виде вращающегося диска, взаимосвязанного с электродвигателем, при этом стенки эжекционных камер снабжены окнами, соединенными с загрузочным бункером.
Однако, недостаточная интенсивность механического воздействия, отсутствие возможности смешивания гидратированных компонентов закладочной смеси и отсутствие возможности регулирования их количественного соотношения, не приводит к достаточной эффективности устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент на полезную модель RU №126369 U1 E21F 15/00 (2006.01) Активатор жидких сред (варианты), от 10.09.2012 Стовманенко А.Ю., Анушенков А.Н. опубл. 27.03.2013 г. Бюл. №9, принятый в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Активатор жидких сред, включающий трубчатую проточную камеру, в которой размещена вихревая камера, приводимая во вращение с помощью электрообмоток, относительно проточной камеры. Вихревая и проточная камера снабжены лопатками, закрепленными на их внутренних поверхностях и имеющих взаимно противоположный угол установки, при этом лопатки вихревой камеры выполнены в виде спирали.
Однако данное устройство так же не достаточно эффективно для перемешивания.
Задачей полезной модели является повышение интенсивности механического воздействия на смесь для увеличения степени активации смеси и улучшения перемешивания компонентов смеси, а также обеспечение возможности смешивания гидратированных компонентов смеси и обеспечение возможности регулирования их количественного соотношения.
Достигается это тем, что смесительно-активирующее устройство, включающее активирующий узел, содержащий проточную камеру, в которой размещена вихревая камера, приводимая во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, при этом вихревая и проточная камера снабжены лопатками, закрепленными на их внутренних поверхностях и имеющих взаимно противоположный угол установки, а активирующий узел при помощи трубопровода соединен с эжекционно-смесительным узлом, эжекционные сопла и эжекционные камеры которого соединены с подводящими вертикальными трубопроводами, оборудованными задвижками
Наличие в конструкции смесительно-активирующего устройства эжекционно-смесительного узла, обеспечивает повышение интенсивности механического воздействия на смесь, что дополнительно активирует ее, перемешивает и поддерживает состояние транспортабельности смеси, при этом соединение эжекционно-смесительного узла с вертикальными подводящими трубопроводами, подающими гидратированные наполнитель и вяжущее, обеспечивает возможность эффективного смешивания отдельных компонентов закладочной смеси. Задвижки, установленные на вертикальных подводящих трубопроводах, обеспечивают возможность регулирования необходимого количественного соотношения компонентов смеси.
Сместительно-активирующее устройство поясняется графически на фиг. 1 и фиг. 2. и содержит вертикальный подводящий трубопровод 1, предназначенный для подачи гидратированного наполнителя к эжекционным соплам 2 эжекционно-смесительного узла, и вертикальный подводящий трубопровод 3, предназначенный для подачи гидратированного вяжущего вещества в эжекционные камеры 4, внутри которых имеются конфузоры, переходящие в патрубки 5, прижатые к вращающемуся диску 6 с концентричными профилированными отверстиями 7, приводимому во вращение от электродвигателя 8 (фиг. 2), отражателей 9 (фиг. 1), установленных на пружинах 10 (фиг. 2) напротив отверстий патрубков 5, рабочей камеры 11, соединенной промежуточным трубопроводом 12 с активирующим узлом. Активирующий узел, установленный на расстоянии от эжекционно-смесительного узла, содержит вихревую камеру 13 с лопатками 14, выполненными в виде спирали и установленными на внутренней поверхности вихревой камеры 13. Вихревая камера установлена на подшипниках 15, защищенных уплотнениями 16. Привод вихревой камеры выполнен в виде роторной электрообмотки 17, расположенной концентрично на внешней поверхности вихревой камеры 13 и статорной электрообмотки 18, расположенной на внутренней поверхности корпуса активирующего узла. Неподвижные лопатки 19 установлены на внутренней поверхности проточной камеры 20, соединенной с транспортным трубопроводом 21. Регулирующие задвижки 22 установлены в нижней части трубопроводов 1 и 3.
Сместительно-активирующее устройство работает следующим образом. Гидратированный наполнитель (фиг. 1), подается в подводящий вертикальный трубопровод 1. Одновременно, в подводящий трубопровод 3 подается гидратированное вяжущее. За счет гидростатического давления при прохождении через эжекционные сопла 2, скорость потока гидратированного наполнителя увеличивается. При попадании потока гидратированного наполнителя в конфузоры эжекционной камеры 4, внутри них создается разряжение и гидратированное вяжущее, через отверстия в стенках эжекционных камер 4, попадает в поток, смешиваясь с наполнителем. Полученная смесь попадает в сужающиеся отверстия патрубков 5, а затем, в момент их совпадения с профилированными отверстиями 7 на вращающемся диске 6, смесь попадает внутрь рабочей камеры 11, ударяется в полусферические отражатели 9, вибрирующие на пружинах 10 (фиг. 2) за счет пульсации потока смеси.
Электродвигатель 8 (фиг. 2) вращает диск 7 с частотой, необходимой для создания ультразвуковых пульсаций потока. Пульсации кавитационной области создают переменные поля скоростей и давлений, что способствует гидродинамическому воздействию на смесь, сопровождающемуся ее перемешиванием и активацией.
Из рабочей камеры 11, поток смеси попадает в промежуточный трубопровод 12, а затем - в вихревую камеру активирующего узла 13 с лопатками 14, вращающуюся на подшипниках 15. В электрообмотке 18 создается вращающееся магнитное поле, а в короткозамкнутой обмотке 17 под влиянием вращающегося магнитного поля индуцируется электродвижущая сила и возникает крутящий момент, за счет которого вращается вихревая камера 13. Взаимодействие смеси с лопатками 14 вихревой камеры и лопатками 19 проточной камеры 20 создает комплексное механическое воздействие на транспортируемую смесь, при этом происходит интенсивное перемешивание потока смеси, возникают частые соударения частиц смеси, их разрушение, измельчение, перемешивание и повышение однородности состава смеси, сопровождающееся ее активацией и повышением свойств транспортабельности, а также обеспечивается развитие в смеси существенных гидродинамических сил и значительное приращение напора и скорости смеси в сторону движения потока по транспортному трубопроводу 21. Регулирующие задвижки 22, установленные в нижней части вертикальных подводящих трубопроводов 1 и 3, позволяют регулировать необходимое количественное соотношение компонентов смеси.
Предлагаемое смесительно-активирующее устройство, по сравнению с прототипом, обеспечивает увеличение интенсивности механического воздействия на смесь, что повышает ее активацию, перемешивание и поддерживает состояние транспортабельности смеси на всем протяжении ее транспортирования. Также обеспечивается возможность смешивания гидратированных компонентов смеси и регулирование их необходимого количественного соотношения.