Вибрационное устройство для снижения вязкости застывающих жидкостей в емкостях

 

Изобретение относится к устройствам .для снижения вязкости застывающих при низких температурах жидкостей и может быть использовано в нефтехимической, а также пищевой промьшшенности. Целью изобретения является снижение энергозатрат. Устройство состоит из диска 1, распо- / ложенного в емкости над сливным отверстием и приводимого через шток 2 в интенсивное колебательное движение в осевом направлении от побудителя вибрации (ЦВ). ПВ содержит корпус 3 с валом (В) 4. На В 4 закреплен кулачок 5, по нему двигаются ролики 6. Ролики размещены на рамке 7, подвешенной на двух гибких направляющих 8 и связанной со штоком . .Переданное на В 4 от электро-- двигателя вращение трансформируется в колебательное движение диска. При колебаниях диска вследствие образования акустического пограничного слоя, ослабления межмолекулярных связей, кавитации и акустических течений увеличивается скорость слива и уменьшаются остатки. 3 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

51) 4 В 65 Ь 88 74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4151982/31-13 (22) 27 ..11 ..86 (46) 15. 02. 89. Бюл. У 6 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В.В.Куйбьппева (72) P.Õ.ÑàíäT, Ю.П.Самарин, Р.Ф..Ганиев, К.К.Цедрик и З.M.Ïàëàìàp÷óê (53) 62,5.245.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 212315, кл. В 65 D 88/74, 1964, (54) ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИ,ЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЗАСТЫВАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

В ЕМКОСТЯХ (57) Изобретение относится к устройствам для снижения вязкости застывающих при низких температурах жидкостей и может быть использовано в нефтехимической, а также пищевой промьппленности. Целью изобретения является снижение энергозатрат. Устройство состоит из диска 1, расположенного в емкости над сливным от верстием и приводимого через шток

2 в интенсивное колебательное дви" жение в осевом направлении от побудителя вибрации (ПВ). ПВ содержит корпус 3 с валом (В) 4. На В 4 закреплен кулачок 5, по нему двигаются ролики 6. Ролики размещены на рамке 7, подвешенной на двух гибких направляющих 8 и связанной со штоком. Переданное на В 4 от электро".. двигателя вращение трансформируется в колебательное движение диска. При колебаниях диска вследствие образования акустического пограничного слоя, ослабления межмолекулярных связей, кавитации и акустических течений увеличивается скорость слива

: и уменьшаются остатки. 3 ил.

1458292

Изобретение относится к устройствам для снижения вязкости застывающих при низких температурах жидкостей с последующим их сливом и может быть использовано в химической, нефтехимической, а также пищевой промьппленности.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.. 10

Введение в жидкость диска, закрепленного на штоке.и приводимого в интенсивное колебательное движение в вертикальном осевом направлении побудителем вибрации, приводит к 15

1 образованию на твердой поверхности (стенке емкости) акустического пограничного слоя, в котором скорость вязкого торможения уменьшается примерно в три раза, т,е. улучшаются . 20 условий стекания жидкости по стенкам и, следовательно, слив жидкости.

Кроме того, под действием интенсив.ных колебаний (свыше 10-15 я) за счет создаваемого акустического поля 25 ослабляются межмолекулярные связи в самой жидкости и понижается ее вязкость.

Создание такой вибрации в жидкости, где амплитуда колебаний может достигать 5 мм при частоте 250 Гц наиболее энергетически оправдано, так как сопровождается образованием интенсивных вихрей в жидкости, при этом инициируется крупномасштабная кавитация, поскольку схлопывание кавитационного пузырька сопровождается образованием микроструйки, имеющей скорость l0-100 м/с и ударны 7 ми волнами с давлением до 3 х 10 Па, что обуславливает возникновение

40 так. называемого моющего эффекта звука.

Выбор конструкции кулачкового преобразователя с двумя роликами обусловлен необходимостью продоляжтельной и надежной работы устройства при высоких знакопеременных перегрузках, действующих на все элементы устройства.

Использование гибких направляющих, на которых подвешена рамка, обеспечивает амортизацию конструкции, влияя при этом на долговечность устройства в целом,, На фиг. 1 изображено вибрационное устройство для снижения.вязкости застывающих жидкостей; на фиг,2вид А на фиг, 1;. на фиг. 3 — конфигурация кулачка.

Устройство содержит диск 1, закрепленный на штоке 2, который соединен с побудителем вибрации, состоя" щим из корпуса 3, на котором установлен вал 4, вращаемый электродвигателем (не показан). На валу укреп" лен кулачок 5, обкатываемый роликами

6. Ролики и кулачок расположены вдоль вертикальной осн на рамке 7, подвешенной на гибких направляющих

8 внутри корпуса. Рамка жестко соединена со штоком. Корпус устанавливают на опорной плите 9.

Устройство работает следующим образом.

После установки опорной плиты 9 устройства на люке шестерни над сливнв|м отверстием включают электродвигатель. При вращении. вала 4 кулачок 5 перемещает ролики 6, при этом рамка 7 с закрепленными на ней роликами 6 совершает интенсивные вертикальные колебания, приводя в действие через шток 2 диск 1.

Параметры кулачка определяются условием изменения вязкости сливаемой жидкости, например, достижения в ней акустического кавитационного порога, различного для различных жидкостей. Радиус окружности кулачка определяется выражением

R = Rî + А Sin иЧ, \ где Ro — исходный радиус;

А — амплитуда колебаний; (— текущий угол; п — целое число, определяющее частоту колебаний.

Например, при и=5 за один оборот кулачка рамка, а соответственно и шток с диском, совершает пять полных колебаний, т.е. частота колебаний диска определяется формулой

5 N

f = — — ——

60 где N — - частота вращения вала электродвигателя.

При этом амплитуда (определяемая

R соотношением — —, может меняться

Ro ступенчато путем смены кулачка) должна удовлетворять условию р = -A(27 f) где g„- кавитационный порог.

8иУА

Фиа2 з 14

Создаваемая данным устройством интенсивная вибрация понижает .вязкость во всем объеме жидкости (ин- фраэвуковые волны распространяются

1 в жидкости практически без поглощения) и уменьшает количество прилипшей к стенкам емкости жидкости, обеспечивая при этом мощный поток жидкости в направлении от нижней поверхности диска. Возникающий при этом гидродинамический напор существенно увеличивает расход жидкости через сливное отверстие емкости.

Вибрационное устройство при необходимости (например, форсированном или аварийном сливе) может использоваться в сочетании с другими устройствами, например подогревающими.

Эффективность устройства слагается из малых энергозатрат. Например, устройство, работающее с частотой

150 Гц с амплитудой колебаний 5 мл и интенсивностью 50 я, приводится электродвигателем постоянного тока мощностью 3. кВт. Затраты на слив одной железнодорожной цистерны составят приблизительно 4-5 кВтеч. !

Кроме того, наблюдается снижение примерно на 50-60Х прилипшего остатка вязкой жидкости, который для темных нефтепродуктов составляет около 250 кг на одну железнодорож58292 ную цистерну, т.е, на каждой цистер" не сохраняется 120 кг темного нефтепродукта, например мазута. При

5 этом увеличивается скорость слива жидкос ти, т. е. уменьшается время простоя под разгрузкой транспортных емкостей. Увеличение скорости слива обуславливается дополнительным гидродинамическим напором на входе жид кости в сливное устройство.

Формула изобретения

Вибрационное устройство для снижения вязкости застывающих жидкостей в емкостях, содержащее побудитель вибрации со штоком, размещенные на опорной плите, о т л и ч а ю Щ е ес я тем, что, с целью снижения энергозатрат, оно оснащено диском, закрепленным на штоке с возможностью воздействия на жидкость, а побудитель вибрации представляет собой кор25 пус, торцовые поверхности которого выполнены в виде гибких направляющих, внутри корпуса расположен вал, при этом на последнем жестко установлен кулачок, а на гибких направляющих подвешена рамка с закрепленными внутри нее по вертикальной оси двумя роликами для взаимодействия с кулачком, причем рамка жестко соединена со штоком.

1458292

Составитель Н. арцыбашева

Техред П.Сердюкова - Корректор Н.Гунько

Редактор Т.Лазоренко

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 316/24 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5