Роторный аппарат



Роторный аппарат
Роторный аппарат

 


Владельцы патента RU 2424047:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) (RU)

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано для проведения процессов эмульгирования, абсорбции и др. в системах жидкость - жидкость. Роторный аппарат содержит корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках цилиндров, камеру озвучивания. Каналы статора выполнены в виде двух участков. Входной участок выполнен в виде плоского конфузора, а выходной участок - в виде плоской щели постоянного поперечного сечения. Кавитирующие стержни установлены в плоской щели. Технический результат состоит в увеличении интенсивности гидродинамической кавитации. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано для проведения процессов эмульгирования, абсорбции и других в системах жидкость - жидкость.

Известен струйный гидродинамический излучатель акустических колебаний, содержащий корпус и соосные ротор и статор в виде тел вращения с отверстиями в их боковых стенках (RU 2156665 C1 B06B 1/20, 1999 г.). Отверстия статора выполнены с двумя участками разного сечения с выходным сечением отверстия, меньшим чем входное сечение. Участки отверстия ротора плавно сопряжены. Недостаток конструкции - низкая интенсивность кавитационной обработки среды в отверстиях статора, так как кавитация возбуждается в основном только за счет их перекрывания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по получаемому эффекту является роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках цилиндров, камеру озвучивания. В канале статора установлены один или несколько кавитирующих вертикальных или горизонтальных, или чередующихся вертикальных и горизонтальных стержней (RU 2225250 С2 В01F 7/28, 2002 г.). Недостатком конструкции является недостаточная скорость в канале статора, вследствие чего гидродинамическая кавитация, вызываемая установленными стержнями, невелика.

Техническая задача изобретения - увеличение интенсивности гидродинамической кавитации.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в роторном аппарате, содержащем корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках цилиндров, один или несколько кавитирующих стержней, установленных в каналах статора, камеру озвучивания, согласно изобретению каналы статора представляют собой два участка, причем входной участок выполнен в виде плоского конфузора, а выходной участок - в виде плоской щели постоянного поперечного сечения, кавитирующие стержни установлены в плоской щели.

На фиг.1 изображен роторный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с патрубком 2 выхода среды, крышку 3 с патрубком входа 4, статор 5 с каналами 6 в боковых стенках, ротор 7 с каналами 8 в боковых стенках, камеру озвучивания 9, образованную корпусом 1, крышкой 3 и статором 5, стержни 10 в плоской щели 11 канала статора 5, соединенной с конфузором 12.

Роторный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда поступает через патрубок 4 под давлением в полость ротора 7. Затем через каналы 8 ротора 7 и каналы 6 статора 5 проходит в камеру озвучивания 9 и выводится из аппарата через патрубок 2. При обтекании потоком жидкости стержней в канале 6 статора 5 возбуждается интенсивная гидродинамическая кавитация. Таким образом жидкая среда проходит двухступенчатую кавитационную обработку: на начальном участке канала 6 статора 5 возбуждается акустическая импульсная кавитация, причем рост давления по длине конфузора 12 способствует интенсивному схлопыванию кавитационных пузырей, а в плоской щели 11 - гидродинамическая кавитация. Это способствует интенсификации технологических процессов. В роторных аппаратах количество каналов в статоре и роторе, их геометрические размеры - ширина на дуге окружности и высота - рассчитываются с учетом следующих факторов: производительности, основной частоты, генерируемой роторным аппаратом, условиями возникновения резонанса, автоколебаний, гидравлического удара и др. Таким образом, ширина канала статора на дуге окружности внутренней поверхности ротора - величина расчетная. В случае, когда ширина канала велика для достижения требуемой скорости потока жидкой среды, возбуждающего гидродинамическую кавитацию при обтекании стержней, или для увеличения ее интенсивности, входной участок выполнен в виде плоского конфузора. В конфузоре скорость потока возрастает примерно прямо пропорционально уменьшению площади поперечного сечения, что следует из интегрального уравнения неразрывности. Увеличение скорости приводит к увеличению кавитационного облака по всему сечению плоской щели за стержнями вплоть до образования суперкаверны. Минимальная ширина плоской щели ограничивается только реальными диаметрами стержней, так как степень стеснения потока оказывает значительное влияние на закономерности процесса кавитации.

Для подтверждения эффективности предлагаемого устройства проведены эксперименты на водопроводной воде. Основная частота колебаний, генерируемая роторным аппаратом, составляла 3025 Гц. Ширина канала на используемую производительность в базовом аппарате составляла 6 мм. По предлагаемому решению конфузор имел ширину на входе в плоскую щель 4 мм. Интенсивность кавитации характеризуется величиной кавитационных импульсов давления на расстоянии ~10 мм от выхода из канала статора, которые определяли с помощью гидрофона из титаната бария. В результате исследования установлено, что амплитуда кавитационных импульсов давления возросла в среднем на 30%. Таким образом, экспериментально подтверждена эффективность предлагаемой конструкции роторного аппарата.

Роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках цилиндров, один или несколько кавитирующих стержней, установленных в каналах статора, камеру озвучивания, отличающийся тем, что каналы статора представляют собой два участка, причем входной участок выполнен в виде плоского конфузора, а выходной участок - в виде плоской щели постоянного поперечного сечения, а кавитирующие стержни установлены в плоской щели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройствам для механической активации суспензий с волокнистыми материалами. .

Смеситель // 2393914
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения эмульсий и суспензий с однородным высокодисперсным составом. .

Изобретение относится к акустическим способам воздействия на смеси углеводородов. .

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для приготовления суспензий, смесей, гомогенизированных пищевых продуктов и может использоваться в пищевой промышленности.

Изобретение относится к устройству для обработки жидких сред и может быть использовано для диспергирования различных веществ, нерастворимых в воде, для эмульгирования и деэмульгирования эмульсий, для ускорения протекания химических реакций, проходящих в жидкой фазе и т.д.

Смеситель // 2362617
Изобретение относится к устройствам для приготовления суспензий, эмульсий, растворов, разрушения взвешенных фаз, интенсификации химических реакций путем воздействия на жидкость энергией акустического излучения.

Изобретение относится к смешиванию жидких и порошкообразных веществ, обладающих текучестью, и может использоваться в химической, лакокрасочной, пищевой промышленности.

Изобретение относится к устройствам для получения водно-топливной эмульсии и может использоваться в энергетической, нефтегазодобывающей, металлургической, химической, автомобильной и других областях промышленности, в частности при сжигании мазута на котельных, котлах ТЭЦ, ТЭС, в котлах цехов металлургических заводов.

Изобретение относится к получению суспензий частиц воска, парафина или смолы и может использоваться в биотехнологии, медицине, парфюмерной и пищевой промышленности, в производстве лекарственных и биологически активных веществ.

Изобретение относится к технологии ультразвукового эмульгирования - приготовления с помощью ультразвуковой кавитации жидких дисперсных систем, состоящих из взаимно нерастворимых компонентов: неполярной жидкости и воды.

Изобретение относится к ультразвуковой обработке жидкости и может использоваться при производстве чернил, красок, фармацевтических композиций, проведения различных химических реакций и образования эмульсий

Изобретение относится к акустическим способам воздействия на многокомпонентную и многофазовую смесь твердых, жидких и газовых продуктов и может использоваться для тепломассоэнергообмена, эмульгирования и термообработки в нефтяной и пищевой промышленности

Изобретение относится к способам интенсификации процессов массообмена, в которых в качестве интенсифицирующего фактора используется звук

Изобретение относится к устройствам для измельчения и смешивания фаз в водных дисперсных системах типа гидрозолей, прямых и обратных эмульсий, а также изменения физико-химического состояния воды, водных коллоидных и истинных растворов с использованием кавитации

Изобретение относится к области гидродинамики и касается способа возбуждения акустических колебаний в текучей среде и устройства для его осуществления

Изобретение относится к получению обратных (олеофильных) эмульсий и может применяться в энергетике, на транспорте и в строительстве, а также для получения эмульсионных продуктов питания из растительных жиров

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, а также сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает 65-70% от общей массы

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для кавитационной обработки тяжелых топлив или жидких пищевых продуктов, приготовления высококачественных водо-топливных эмульсий для дизелей, топок ТЭЦ и котельных; обеззараживания питьевой воды и жидких продуктов питания и напитков; приготовления высококачественных красок, смазок, пищевых, кормовых, фармацевтических и иных подобных эмульсий и суспензий; в химической промышленности для интенсификации химических реакций и получения новых соединений; в первичной нефтепереработке для увеличения выхода светлых нефтепродуктов; для приготовления стойких буровых растворов и других аналогичных технологий

Изобретение относится к технике диспергирования жидкостей и может быть использовано при приготовлении различных мелкодисперсных жидких сред, например топливо-воздушных смесей, гомогенных и мелкодисперсных эмульсий и суспензий. Устройство включает корпус 1, в котором выполнена вихревая камера 2 в виде усеченного конуса. Камера 2 имеет тангенциально расположенный вход 3 активного диспергирующего компонента-газа (АДК-г). Патрубок 4 подачи пассивного диспергируемого компонента-жидкости (ПДК-ж) расположен по оси камеры 2 и жестко укреплен в основании 5 корпуса 1. Свободный конец 6 патрубка 4 расположен снаружи камеры 2. На свободном конце 6 патрубка 4 укреплен акустический ультразвуковой излучатель 7 (АУЗИ). Сверху корпуса 1 расположен отражатель 8 АДК-г, который выполнен в виде эквидистантных проточек пилообразного профиля 9 верхней части корпуса 1. В выходном отверстии 10 корпуса 1 расположена направляющая трубка 11 для выхода АДК-г. Вихревая камера 2 имеет кольцеобразное выходное отверстие 12, образованное внутренней поверхностью направляющей трубки 11 АДК-г и наружной цилиндрической поверхностью патрубка 4 подачи ПДК-ж. АУЗИ 7 выполнен в виде насадки с конической 13 и цилиндрической 14 частями и с центральным сквозным отверстием 15. В цилиндрической части 14 АУЗИ 7 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 16, расположенный по диаметру АУЗИ 7. На конической части 13 АУЗИ 7 расположена кольцевая проточка 17 пилообразного профиля. Сверху центрального сквозного отверстия 15 АУЗИ 7 расположен регулятор расхода ПДК-ж, выполненный в виде винта 18 с коническим окончанием резьбовой части 19. Объемная зона ультразвукового диспергирования компонентов (0З-УЗ-ДК) образована за счет возбуждения устойчивых ультразвуковых колебаний АДК-г между АУЗИ 7 и отражателем 8 АДК-г. Патрубок 4 в зоне кольцеобразного выходного отверстия 12 имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление 20 к стенке направляющей трубки 11 АДК-г и к стенке корпуса 1. Дополнительное крепление 20 может быть выполнено, например, в виде четырех радиальных крестообразных цилиндрических вставок 21 с проточками, укрепленными в отверстиях 22 корпуса 1 с помощью винтов 23. Техническим результатом изобретения является повышение энергетики процесса создания ОЗ-УЗ-ДК при повышении устойчивости работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх