Динамический излучатель

 

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано в процессах очистки, эмульгирования, аэрации. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения степени отдачи энергии от потока акустическому полю. Динамический излучатель содержит проточную камеру, конфузор и экран в виде усеченного конуса. Жидкость под давлением движется по проточной камере к конфузору, в котором скорость потока возрастает. 2 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в которых имеется необходимость применения газо- и гидродинамических излучающих систем, в частности в промышленности для интенсификации ряда технологических процессов очистки, аэрации, эмульгирования и т.д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является динамический излучатель, содержащий корпус с проточной камерой и конфузором и размещенную коаксиально корпусу сопловую головку в виде конуса и сопряженного с ним цилиндрического тела [1] Недостатком устройства известной конструкции является низкая эффективность его работы, обусловленная значительными потерями кинетической энергии подаваемой рабочей среды, а также зависимостью скоростного напора выходящей среды от динамических характеристик подаваемой среды, поскольку даже незначительное колебание напорного давления рабочей среды при ее подаче в проточную камеру приводит к срыву ее выходных динамических характеристик, что существенно снижает возможности известного устройства и ограничивает область его применения.

Цель изобретения повышение эффективности работы динамического излучателя.

Цель достигается тем, что динамический излучатель, содержащий корпус с проточной камерой и конфузором и размещенную коаксиально корпусу сопловую головку в виде конуса и сопряженного с ним цилиндрического тела, снабжен экраном в виде усеченного конуса, размещенного в проточной камере и сопряженного с цилиндрическим телом в одном его торце, диафрагмой с переменным сечением, размещенной в другом торце и образующей с сопловой головкой, установленной с возможностью продольного перемещения, конфузором, напорным патрубком, размещенным в боковой стенке камеры так, что его ось расположена в плоскости сопряжения экрана и цилиндрического тела, и дополнительным патрубком, сообщенным с диффузором, а угол при вершине конуса и угол раскрыва диафрагмы связаны соотношениями: 13 ≅α≅ 76 град.

44 ≅β≅ 123 град.

16 ≅β-α≅ 82 град.

На фиг. 1 приведена часть динамического излучателя с проточной камерой в разрезе; на фиг.2 геометрическая схема устройства.

Излучатель содержит корпус 1, проточную камеру 2, напорный патрубок 3 проточной камеры, диафрагму 4 с переменным сечением, цилиндрическое тело 5 сопловой головки, конус 6 сопловой головки, выходное отверстие 7 проточной камеры, экран 8 в виде усеченного конуса, диффузор 9, патрубок 10 диффузора, выходное отверстие 11 диффузора, след 12 плоскости, образованной зеркальным изображением большего основания конуса диафрагмы относительно вершины этого (неусеченного) конуса, след 13 плоскости сопряжения меньшего основания усеченного конуса экрана с цилиндрическим телом сопловой головки, хвостовик 14 сопловой головки, ось 15 напорного патрубка проточной камеры, ось 16 патрубка диффузора.

Динамический излучатель состоит из следующих основных элементов.

На корпусе 1 проточной камеры 2 имеется напорный патрубок 3. В проточной камере 2 размещены диафрагма с переменным сечением 4 и сопловая головка, выполненная в виде цилиндрического тела 5 и конуса 6. Угол сужения конуса 6 сопловой головки должен быть меньше угла раскрыва диафрагмы 4. При этом величины угла сужения конуса 6 сопловой головки и угла раскрыва диафрагмы 4 находятся в следующем соотношении: 13 ≅α≅ 76 град.

44 ≅β≅ 123 град.

16 ≅β-α≅ 82 град.

Корпус 1 проточной камеры 2 после конфузора 4 переходит в диффузор 9, который снабжен по меньшей мере одним патрубком 10. Выходное отверстие 11 соединяет полость диффузора 9 с рабочим пространством. Проточная камера 2 сопряжена с полостью диффузора 9 посредством выходного отверстия 7 кольцевой формы, образованного на срезе диафрагмы 4 проточной камеры 2 выступающим острием конуса 6 сопловой головки. В одном из торцов цилиндрического тела сопловой головки закреплен экран в виде усеченного конуса 8, выполненный с центральной полостью, коаксиальной проточной камере 2 и диффузору 9. Вершина усеченного конуса экрана 8 направлена в сторону диафрагмы 4. Угол сужения указанного конуса экрана 8 по величине может быть соизмерим с углом сужения диафрагмы 4.

Диаметр центральной полости экрана 8 выполнен по величине таким, чтобы цилиндрическое тело 5 сопловой головки перемещалось в указанной полости экрана 8 герметично.

Сопловая головка совместно с диафрагмой 4 и экраном 8 расположены коаксиально проточной камере 2 и сопряженному с ней диффузору 9.

В полости усеченного конуса 8 герметично размещено цилиндрическое тело 5 сопловой головки с возможностью его продольного (т.е. вдоль совмещенной оси) перемещения. Это может быть достигнуто, например, путем резьбового соединения хвостовика 14 сопловой головки с торцовой частью кожуха 1 проточной камеры 2, либо с помощью иных известных приспособлений.

Напорный патрубок 3 проточной камеры 2 расположен на корпусе 1 таким образом, чтобы ось 15 патрубка 3 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 13 сопряжения усеченного конуса экрана 8 с цилиндрическим телом 5 сопловой головки, т.е. ось 15 патрубка 3 должна лежать в плоскости 13 малого основания усеченного конуса экрана 8.

Патрубок 10 расположен в диффузоре 9 таким образом, чтобы ось 16 патрубка 10 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 12, образованной зеркальным изображением большего основания конуса диафрагмы 4 относительно вершины полного (т.е. неусеченного) указанного конуса. Ось 16 патрубка 10 должна лежать в плоскости 12, образованной зеркальным изображением большего основания конуса диафрагмы 4 относительно вершины полного (неусеченного) конуса. В частном случае, изображенном на фиг. 2, вершина полного конуса диафрагмы 4 и острие конуса 6 сопловой головки могут совпадать в одной точке, что достигается изменением (возвратно-поступательным соосным перемещением) положения сопловой головки в проточкой камере, например, посредством вращения хвостовика 14 запорно-регулирующего клапана.

Патрубки 10 могут быть также симметрично расположены по окружности сечения диффузора 9, в котором (т.е. в сечении) лежит упомянутая плоскость 12. При этом суммарная площадь сечения патрубков 10 (или одного патрубка) должна составлять по величине 0,34-0,82 площади сечения полости диффузора 9. Это связано с оптимальностью подачи рабочего компонента через патрубки 10 к диффузору 9.

Динамический излучатель работает следующим образом.

В проточную камеру 2 из напорного патрубка 3 посредством подводящего гибкого шланга подают под давлением, например, в 1 МПа, рабочую среду в газообразном, жидком виде или в виде газожидкостной среды, которая попадает на экран 8 в виде усеченного конуса, проходит через проточную камеру 2 и, приобретая дополнительную скорость за счет сужения диафрагмы 4 к выходному отверстию 7, "стекает" с острия конуса 6 сопловой головки и попадает в полость диффузора 9 в виде узкой струи с малым углом расхождения, поперечное сечение которой соизмеримо с сечением выходного отверстия 7 проточной камеры 2 динамического излучателя.

При открытом патрубке 10 в диффузоре 9 для свободного (без дополнительного давления) проникновения, например, части той же рабочей среды или дополнительного необходимого компонента в газообразном, жидком или порошковом виде в зону пересечения потока с плоскостью 12 (образованную зеркальным изображением большего основания конуса конфузора 4 относительно вершины указанного полного конуса) наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения, за счет чего происходит дополнительное увеличение скоростного напора и дальнобойности струи из смеси компонентов.

Формула изобретения

ДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий корпус с проточной камерой и конфузором и размещенную коаксиально корпусу сопловую головку в виде конуса и сопряженного с ним цилиндрического тела, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен экраном в виде усеченного конуса, размещенного в проточной камере и сопряженного с цилиндрическим телом в одном его торце, диафрагмой с переменным сечением, размещенной в другом торце и образующей с сопловой головкой, установленной с возможностью продольного перемещения, конфузором, напорным патрубком, размещенным в боковой стенке камеры так, что его ось расположена в плоскости сопряжения экрана и цилиндрического тела, и дополнительным патрубком, сообщенным с диффузором, а угол α при вершине конуса и угол b раскрыва диафрагмы связаны соотношениями 13°≅ α ≅ 76°, 44°≅ β ≅ 123, 16°≅ β-α ≅ 82°.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2