Гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий вал, коаксиально установленные на нем полый ротор с лопатками и статор со щелями, выполненными на его образующей, и рабочую камеру, охватывающую статор, имеющую прямоугольное сечение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полостью ротора через щели статора, Отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности ультразвуковых колебаний в высокрвязких жидкостях, щели статора врадиальной плоскости выполнены расширяющимися в сторону рабочей камеры под углом /b (l,3-l,8)arctgA, где Л- . -. I - I .С.,. ..- iff I M-;;- ,,. f Vi.. t-; ....,-,/ / коэффициент гидравлического трения, определяемый для каналов прямоугольного сечения из соотношения 64 Л U d эквР - динамическая вязкость жидгде . кости; ш - скорость движения жидкости в каналах; , -.эквивалентный диаметр сечения каналов; f - плотность, а в рабочей камере выполнена дополнительная полость в виде тора, охватывающего основную полость, чем плоскости симметрии тора и основной полости, перпендикулярные к оси вала, смещены относительно одна другой на величину . S- . Р - ь t. t где D - диаметр радиального сечения. 4 тора ; 4: Ь - ширина основной полости. . оэ 4i
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.
РЕСПУБЛИН
3(51) B 06 В 1 18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
40 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": „- "
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
64 . . эквР
Π— Ь
2 (21 ) 2793395/18-28 (22) 09.07.79 (46) 30.09.83; Бюл. Р 36 (72) И.Е. Нагнибеда, A.A. Рябовол и В.М. Uàðêî (53) 621.3963674 3(088.8) (56 ) 1. Патент ФРГ 9 2521015, кл. В 06 В 1/18, .1978.
2. Авторское свидетельство СССР
9 495862, кл. В 06 В 1/18, 1972 (прототип). (54 ) (57 ) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ
ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий вал, коаксиально установленные на нем полый ротор с лопатками и-статор со щелями, выполненными на.его образующей, и рабочую камеру, охватывающую статор, имеющую прямоугольное сечение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полостью ротора через щели статора, 6 т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения интенсивности ультразвуковых колебаний в высоковязких жидкостях, щели статора в радиальной плоскости выполнены расширяющимися в сторону рабочей камеры под углом p=(1,3-1,8)arctgP, где Л„„SU„„1044341 А коэффициент гидравлического трения, определяемый для каналов прямоугольного сечения из соотношения где (4- — динамическая вязкость жид- кости; ш — скорость движения жидкости в каналах; д >„в †.эквивалентный диаметр сечения каналов; плотность, а в рабочей камере выполнена допол- . нительная полость в виде тора, ох- Е ватывающего основную полость, причем плоскости симметрии тора и основ ной полости, перпендикулярные к оси вала, смещены относительно одна другой на величину где D - диаметр радиального сечения тора;
Ь вЂ” ширина основной полости.
1044341
Изобретение относится к акустичесicoA технике и может быть использовано для интенсификации процессов массо-и теплообмена, например, при пропитке армирующих материалов полимерным связующим, смешении, растворе5 нии и дегаэации вязких жидкостей.
Известен гидродинамический излучатель колебаний, содержащий статор, установленный в рабочей камере, выполненной в форме полого цилиндра, и центробежный ротор с прямоугольными каналами (1 ).
Однако гидродннамический излучатель не достаточно эффективен при создании ультразвуковых колебаний 15 в высоковяэких жидкостях.
Наиболее близким к предлагаемому является гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний, содержащий вал, коаксиально .установленный на нем полый ротор с лопатками и статор с прямоугольными в радиальной плоскости щелями; выполненными на его образующей, и рабочую камеру, охватывающую статор, имеюъ5 щую прямоугольное сечение в. раднальной плоскости и сообщающуюая с полостью ротора через щели статора. Известное устройство обеспечивает более высокую. интенсивность акустического поля при обработке проточных жидкостей и повышает рабочую частоту ультразвуковых колебаний (2), Однако при обработке вязких проточных жидкостей интенсивность ультразвукового поля снижается из-за перехода турбулентного движения жидкости в каналах периодически совмещающихся.щелей ротора и статора в ламинарное. Это связано с наличием большого гидравлического сопротивле- 40 ния в каналах щелей прямоугольного сечения ротора и статора.
Целью изобретения является повы- шение интенсивности ультразвуковых колебаний в высоковязких жидкостях. 45
Поставленная цель достигается тем,. что в гидродинамическом роторном излучателе ультразвуковых колебаний, содержащем вал, коаксиально установленные на нем полый ротор,с лопат50 ками и статор со щелями, выполненные íà его образующей, и рабочую ка-. меру, охватывающую статор, имеющую прямоугольное сечение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полостью ротора через щели статора, щели ста. тора в радиальной плоскости выполиены расширяющимися в сторону рабочей камеры под углом 3 =(1,3-1,8 )arctg3, где Л вЂ” коэффициент гидравлического трения, определяемый для каналов . 60 прямоугольного сечения из соотношения
64&
I экеус 65 где H. †.динамическая вязкость жидкости ш — скорость движения жидкости в каналах;
d9 " эквивалентный диаметр сечения каналов; р — плотность, а в рабочей камере выполнена дополнительная полость в виде тора, охватывающего основную полость, причем плоскости симметрии тора и основной полости, перпендикулярные к оси вала, смещены относительно одна другой на величину
Ф
0 — Ь
=г
2 где 0 — диаметр радиального сечения тора;
b — ширина основной полости.
На чертеже представлен гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний
Излучатель состоит.из основной рабочей камеры 1, статора 2,со щелями,. ротора 3 с лопатками 4 и плоскопараллельными щелями 5., вала 6, крышки 7 и комбинированного уплотнения 8. Рабочая камера 1 имеет основную 9 и дополнительную 10 полости.
Излучатель .работает следующим образом. ,Жидкую проточную среду через всасывающий патрубок крышки 7 подают в полость вращающегося ротора 3. при совмещении щелей 5 и 11 ротора и статора жидкость под действием центробежных сил и избыточного входного давления поступает из полости ротора -3 в полость рабочей камеры 1.
При протекании жидкости через быстро перекрывающиеся каналы целей ротора и статора в ней создаются периодически изменяющиеся давления и разряжения, возникают акустические колебания и кавитация.
Наличие расширяющихся к внешней поверхности статора щелей под углом = (1, 3-1,8 )а rc tg М и дополнительной полости рабочей камеры, выполненной в виде тора, охватывающего основную полость, причем плоскости симметрии тора и основной полости, перпендикулярные к.оси вращения вала, смещены относительно одна другой на величину
0 — Ь
Я
2 где 0 —. диаметр. радиального сечения. тора;
Ь - ширйна основной полости, приводит к повышению интенсивности ультразвуковых колебаний в высокоI вязких жидкостях эа счет снижения гидравлического сопротивления про.точной «части излучателя, а за счет свойства ультразвуковых роторных
1044341
Составитель A. Авдеев
Редактор А. Курах ТехредМ.Надь
КорректорЛ Бокшан
Заказ 7412/6 Тираж 492 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 излучателей наибольшее звуковое дав. ление развивать вдоль оси излучателя или под углом к ней.
Использование предлагаемого гидродинамического роторного излучатеЮ ля ультразвуковых колебаний позволя ет интенсифицировать процессы массо и теплообмена при обработке высокбвязких жидкостей, а также сократить технологический цикл обработки.
