Гидродинамический диспергатор-излучатель

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки жидкостей в ультразвуковом поле, в том числе для измельчения механических примесей в жидкости, в смазочных маслах двигателей. Гидродинамический диспергатор-излучатель содержит корпус, состоящий из двух симметричных частей с внутренними полостями. Каждая часть имеет боковые входные трубопроводы и общий трубопровод отвода жидкости. В корпусе с переменным по длине сечением установлены с возможностью осевого перемещения и симметрично по отношению друг к другу регулировочные иглы, каждая из которых снабжена чувствительным элементом, например трубкой Бурдона. Чувствительные элементы механизма регулирования перемещением игл размещены в отверстиях корпуса. Отверстия выполнены в корпусе в области сужающейся части внутренних полостей. Дополнительные отверстия, расположенные также в области сужающейся части внутренних полостей, выполнены сквозными для поступления воздуха во внутреннюю полость. Отражатель установлен с возможностью осевого перемещения напротив трубопровода отвода жидкости. Механизм регулировки перемещения игл и отражателя выполнен единым. Технический результат состоит в повышении интенсивности кавитации и эффективности процесса диспергирования при больших расходах (потоках) жидкости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки жидкостей в ультразвуковом поле, в том числе для измельчения механических примесей в жидкости гидросистем, в смазочных маслах двигателей и тому подобное.

Известен гидродинамический излучатель (см. патент РФ 1118402, МПК В01F 11/02, бюллетень ОИ №38, 15.10.1984) для сверхтонкого измельчения механических примесей в жидкости, содержащий корпус с переменным по длине проходным сечением, внутри которого установлена регулировочная игла. Однако из-за невозможности сохранения при больших расходах условий для поддержания колебаний (нужной интенсивности для измельчения твердых частиц) эффективность диспергирования снижается, что, в свою очередь, снижает технологические возможности устройства.

Известен гидродинамический диспергатор-излучатель (см. патент на полезную модель 37648, МПК В01F 5/00, бюллетень БИПМ №13, 10.05.2004), взятый в качестве прототипа. Диспергатор содержит корпус с внутренней полостью, с боковыми входными трубопроводами и трубопроводом отвода жидкости. В корпусе с переменным по длине сечением установлены регулировочная игла с возможностью осевого перемещения и чувствительный элемент механизма регулирования перемещения иглы, расположенный в отверстии, которое выполнено в корпусе в области сужающейся части внутренней полости. Регулировочная игла, перемещаемая автоматически, обеспечивает быстрое и точное регулирование расхода жидкости в значительных диапазонах от 30 до 300 л/мин.

Недостатки прототипа: увеличение расхода (потока) жидкости (до 300 л/мин и более) приводит к увеличению местных сопротивлений, падению скорости и увеличению давления (уменьшению вакуума) в узком сечении корпуса и снижению интенсивности (вплоть до исчезновения) кавитации. Из-за невозможности сохранения при больших расходах (нужной интенсивности для измельчения твердых частиц) эффективность диспергирования снижается, что, в свою очередь, снижает технологические возможности устройства.

Предлагаемым устройством решается задача:

- расширение технологических возможностей гидродинамического диспергатора-излучателя.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в следующем:

- повышение интенсивности кавитации и эффективности процесса диспергирования при больших расходах (потоках) жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидродинамическом диспергаторе-излучателе, содержащем корпус с внутренней полостью, с боковыми входными трубопроводами и трубопроводом отвода жидкости, подвижную в осевом направлении регулировочную иглу, установленную в корпусе с переменным по длине сечением, и чувствительный элемент механизма регулирования перемещения иглы, установленный в отверстии, выполненном в корпусе в области сужающейся части внутренней полости, новым является то, что он снабжен, как минимум, еще одной регулировочной иглой, дополнительными входными трубопроводами и внутренней полостью, расположенными симметрично с имеющимися, а также снабжен отражателем, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения напротив трубопровода отвода жидкости, при этом механизм регулирования перемещения игл и отражателя выполнен единым, кроме того, в корпусе в области сужающейся части каждой из внутренних полостей дополнительно выполнены сквозные отверстия.

Иглы и отражатель, одновременно и синхронно передвигающиеся от единого механизма регулирования в сторону увеличения проходных сечений, способствуют снижению местных сопротивлений и соответственно возрастанию расхода и скорости жидкости, приводящему как к увеличению зоны кавитации, так и поддержанию интенсивности колебаний.

Выполнение сквозных отверстий в корпусе в области сужающейся части внутренних полостей способствует дополнительному подсосу воздуха, что также приводит к увеличению зоны кавитации и поддержанию интенсивности колебаний, так как пузырьки воздуха являются зародышами кавитационных каверн, формирующих зону (факел) кавитации.

Таким образом, одновременное и синхронное перемещение регулировочных игл и отражателя в нужное для поддержания эффекта кавитационного измельчения твердых частиц положение, а также дополнительный подсос воздуха способствуют, по сравнению с прототипом, расширению технологических возможностей устройства при эксплуатационном увеличении расхода жидкости до 300 л/мин и более.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид гидродинамического диспергатора-излучателя.

Гидродинамический диспергатор-излучатель содержит корпус 1, состоящий из двух симметричных частей с внутренними полостями 2. Каждая часть имеет боковые входные трубопроводы 3 и общий трубопровод 4 отвода жидкости. В корпусе 1 с переменным по длине сечением установлены с возможностью осевого перемещения и симметрично по отношению друг к другу регулировочные иглы 5, каждая из которых снабжена чувствительным элементом 6, например трубкой Бурдона. Чувствительные элементы 6 механизма регулирования перемещением игл (МР) размещены в отверстиях 7 корпуса. Отверстия 7 выполнены в корпусе в области сужающейся части внутренних полостей 2. Отверстия 8, расположенные также в области сужающейся части внутренних полостей, выполнены сквозными для поступления воздуха во внутреннюю полость 2. Отражатель 9 установлен с возможностью осевого перемещения напротив трубопровода отвода жидкости. Механизм регулирования (МР) 10 перемещением игл и отражателя выполнен единым.

Гидродинамический диспергатор-излучатель работает следующим образом.

Рабочая жидкость поступает через входные боковые трубопроводы 3 в корпус 1 двух симметрично расположенных регулировочных игл 5, в зону кавитации, в которой происходит обработка жидкости ультразвуком и сверхтонкое измельчение содержащихся в ней механических примесей (диспергация).

Регулирование работы устройства в случае изменения параметров потока (давления, расхода и т.п.) осуществляется следующим образом. При поступлении от чувствительного элемента 6 сигнала об увеличении расхода жидкости отражатель 9 и иглы 5 одновременно и синхронно передвигаются с помощью механизма регулирования 10 в сторону увеличения проходных сечений. Это способствует снижению местных сопротивлений, возрастанию расхода и скорости жидкости, приводящих к увеличению зоны кавитации, поддержанию интенсивности колебаний и, соответственно, эффективности кавитационного измельчения твердых частиц, то есть расширению технологических возможностей устройства при эксплуатационном увеличении расхода жидкости до 300 л/мин и более.

Поступающий через сквозное отверстие 8 воздух, пузырьки которого являются зародышами кавитационных каверн, также способствует увеличению зоны кавитации и поддержанию интенсивности колебаний.

Симметричность расположения элементов конструкции, при которой образуется противодавление, способствует повышению эффективности диспергации. Отражатель 9 также создает противодавление и осуществляет регулирование области кавитации.

При эксплуатационном увеличении расхода жидкости до 300 л/мин и более получаемая с помощью предлагаемого гидродинамического диспергатора-излучателя интенсивность кавитационных колебаний, обеспечивающих высокую тонкость (степень) измельчения примесей в жидкости, поступающей после обработки через общий трубопровод 4 отвода жидкости обратно в гидросистему, в конечном итоге повышает надежность и ресурс гидромашин.

Гидродинамический диспергатор-излучатель, содержащий корпус с внутренней полостью, с боковыми входными трубопроводами и трубопроводом отвода жидкости, подвижную в осевом направлении регулировочную иглу, установленную в корпусе с переменным по длине сечением, и чувствительный элемент механизма регулирования перемещения иглы, установленный в отверстии, выполненном в корпусе в области сужающейся части внутренней полости, отличающийся тем, что он снабжен как минимум еще одной регулировочной иглой, дополнительными входными трубопроводами и внутренней полостью, расположенными симметрично с имеющимися, а также снабжен отражателем, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения напротив трубопровода отвода жидкости, при этом механизм регулирования перемещения игл и отражателя выполнен единым, кроме того, в корпусе в области сужающейся части каждой из внутренних полостей дополнительно выполнены сквозные отверстия.