Гидродинамический излучатель

 

Изобретение относится к диспергированию твердых и жидких компонентов. Цель изобретения - усилие акустического диспергирующего эффекта. Излучатель содержит корпус 1, по крайней мере, с одной рабочей полостью 2, снабженный патрубками для ввода 3 и вывода 4 обрабатываемой среды, сопловым блоком 5 и упругой дисковой мембраной 6, закрепленной на роторе 7 в рабочей полости 2. Ротор-7 снабжен стаканом 8 с вогнутым днищем 9 и прорезями 10 в боковой стенке 11, а упругая мембрана 6 снабжена зубьями 13, при этом сопловой блок 5 введен в полость 14 стакана 8 и сообщен через прорези 10 с рабочей полостью 2. Рабочая полость 2 имеет щелевое отверстие 15. разделенное мембраной 6 на плоские зазоры 16 и 17. На роторе 7 сделана насечка 19. Рабочая среда через патрубок 3 и сопловой блок 5 попадает в полость 14. При ударе о днище 9 струя разворачивается и через прорези 10 поступает в зазор 16, где подвергается обработке. Здесь же осуществляется классификация твердых частиц по размерам. Далее часть суспензии попадает в зазор 17, где также подвергается обработке . Выводится готовый продукт через патрубок 4.1 ил, 1 табл. Э-й О со VI 00 ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я В 01 F 7/00, В 06 В 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>, л

Ъ,Г (21) 4674771/26 (22) 06.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. hh 12 (71) Мос ко вский институт х им ичес кого машиностроения (72) B.В,Харакоз, В.Н.Монахов, Г.Б.Карнаухов и С.В,Харакоз (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 436681, кл. В 06 B 1/20, 1974.

Авторское свидетельство СССР

hh 207497, кл. В 06 В 1/18, 1968. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к диспергированию твердых и жидких компонентов. Цель изобретения — усилие акустического диспергирующего эффекта. Излучатель содержит корпус 1, по крайней мере, с одной рабочей полостью 2, снабженный патрубками для ввода 3 и вывода 4 обрабатываемой

„„ 4 „„1637858 А1 среды, сопловым блоком 5 и упругой дисковой мембраной 6, закрепленной на роторе 7 в рабочей полости 2. Ротор.7 снабжен стаканом 8 с вогнутым днищем 9 и прорезями

10 в боковой стенке 11. а упругая мембрана

6 снабжена зубьями 13, при этом сопловой блок 5 введен в полость 14 стакана 8 и сообщен через прорези 10 с рабочей полостью 2. Рабочая полость 2 имеет щелевое отверстие 15, разделенное мембраной 6 на плоские зазоры 16 и 17. На роторе 7 сделана насечка 19. Рабочая среда через патрубок 3 и сопловой блок 5 попадает в полость 14.

При ударе о днище 9 струя разворачивается и через прорези 10 поступает в зазор 16, где подвергается обработке. Здесь же осуществляется классификация твердых частиц по размерам, Далее часть суспензии попадает в зазор 17, где также подвергается обработке. Выводится готовый продук через патрубок 4. 1 ил, 1 табл.

1637858

Изобретение относится к диспергироBB H vIIQ твердых и жидких компонентов и может найти применение в химической, нефтяной, пищевой, металлообрабатывающей и ряде других отраслей промышленности.

Цель изобретения — усиление акустиче/ ского диспергирующего эффекта, На чертеже схематически изображен гидравлический излучатель.

Излучатель содержит корпус 1, по крайней мере, с одной рабочей полостью 2, снабженный патрубками для ввода 3 и вывода 4 обрабатываемой среды, сопловым блоком 5 и упругой дисковой мембраной 6, закрепленной на роторе 7 в рабочей полости 2.

Ротор 7 снабжен стаканом 8 с вогнутым днищем 9 и прорезями 10 в боковой стенке

11, а упругая мембрана 6 в своей перифеоийной части 12 снабжена зубьями 13, при этом сопловой блок 5 введен в полость 14 стакана 8 и сообщен через прорези 10 в его боковой стенке 11 с рабочей полостью 2 корпуса I, который установлен с возможностью перемещения относительно ротора 7, Каждая рабочая полость 2 имеет щелевое отверстие 15 для подвода в нее рабочей среды. Отверстие 15 разделено мембраной

6 на плоские зазоры 16 и 17, а между ротором 7 и корпусом I вставлен зазор 18. На роторе 7 сделана насечка 19 для развития срывной кавитации. Вся конструкция закреплена на фланце 20, Диаметр зубьев 13 мембраны 6 должен превышать ширину отверстия 15. На чертеже вся конструкция излучателя сдублирована и среда может проходить повторную обработку, Устройство работает следующим образом.

При подаче среды с распределенными в ней твердыми частицами (самотеком, насосом и даже за счет небольшого всасываюгцего эффекта самого устройства) через патрубок 3 при включенном электродвигателе привода (не показан) ротора 7 среда попадает в полость 14 ротора 7.

При ударе струи жидкости, вытекающей со скоростью 20- 40 м/с из сопла 5, о днище

9 струя жидкости разворачивается в противополо>кном направлении, при этом часть потока жидкости направляется к боковой стенке 11 и давление в зоне между стенкой

11 и соплом 5 быстро нарастает, происходит образование сильно закрученного тороидального кольцевого облака, наполненного мельчайшими кавитационными пузырьками, Это облако периодически выбрасывается через прорези 10 к плоскому зазору 16 щелевого отверстия 15. В зазоре 16 происходит обработка жидкости сдвиговыми напряжениями, величина и направление

10 упругость дисковой мембраны 6 создает

15 воэможность возникновения изгибных ко20

50 которых в каждый момент времени определяются соотношением между инерционными силами потока совместно с отбрасывающими к периферии силами трения между жидкостью и мембраной с одной стороны и силами давления на входе в зазор, величина и направление которых зависит от степени перекрывания прорезей 10 в данный момент времени, с другой стороны, Такое сдвиговое воздействие на частицы включений усиливается еще и тем, что часть кавитационных пузырьков проникает в зазор 16 и там захлопывается. Кроме того, лебаний мембраны 6, содействуя как диспергированию, так и регулируя ширину зазора 16 при попадании в этот зазор крупных по величине включений.

В тороидальной кольцевой полости 2 поток жидкости резко разворачивается в обратном направлении. Нижний отогнутый ряд зубьев при своем вращении диспергирует жидкость как за счет прямых ударов по включениям, так и за счет образования суперкавитирующего следа за каждым вращающимся в жидкости зубом, Наличие пульсирующего потока поступающей в кольцевую полость 2 жидкости не дает возможности развития суперкавитирующего следа до размеров каверн, замкнутых на следующий зуб, что уменьшило бы роль кавитационных явлений в диспергировании жидкости и усилило эрозию зубьев. При несимметричном относительно центральной полости тороидального сечения полости 2 расположении отверстия 15 возникает движение жидкости, классифицирующее твердые частицы включений по размерам.

Крупные частицы отбрасываются к стенкам полости 2, а более мелкие частицы остаются в центре. Неотделенная часть суспензии попадает в плоский зазор 17, подвергаясь. воздействию верхнего отогнутого ряда зубьев 13, где повторно подвергается воздействию сдвиговых напряжений, но уже при увеличенном в сравнении с обработанной в плоском зазоре 16 градиенте осевых скоростей, в плоском зазоре 17 направление потока жидкости (к оси ротора) противоположно направлению сил инерции от контакта с дисковой мембраной 6. Образу. ющаяся высокодисперсная суспензия удаляется из устройства через патрубок 4, Корпус 1 установлен с возможностью осевого перемещения относительно ротора

7, что достигается установкой прокладок между фланцем 20 корпуса 1 и электродвигателем(не показан). Этим регулируется соотношение плоских зазоров 16 и 17, Кроме

1637858

Составитель Н, Федорова

Редактор М, Бандура Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Заказ 886 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Проиааодстеенно-иадателескии комбинат "Патент", г. Умгород. та.Гагарина, 101 того, регулируется месторасположение патрубка 4, которое определяет крупность отбираемого продукта.

В научно-производственном объединение "Спектр" (ГИПИ ЛКП) проведены сравнительные производственные испытания гидродинамических излучателей. Была смонтирована установка по следующей схеме; дисольвер — насос - гидродинамический излучатель, В качестве гидродинамического излучателя использовали гидродинамический акустический аппарат роторного типа

ГАРТ-ПрМ (прототип) предлагаемое устройство, работающее в двух режимах: в номинальном режиме и в режиме с отключенным электоодвигателем. Результаты испытаний гидродинамических излучателей сведены в таблицу.

Диспергировали суспензию аэросила концентрацией 6 в смеси смол для приготовления автомобильной эмали AK 1239, Все опыты проведены за три прохода через соответствующий аппарат. Контроль качества продукта оценивали по принятой в ГИПИ ЛКП методике: на фотоколориметре

КРК-2 определяли коэффициент пропускания света Кп в 7, на длине волны 540 Нм (норма — более -18Я, а также с помощью фотоблескомера ФБ-2 определяли коэффициент блеска К6 в 7 (норма — более 40 ).

Данные, приведенные в.таблице, показывают рост эффективности диспергирова5 ния как в сравнении с существующей технологической схемой, так и в сравнении с аналогом и прототипом. Продукт отвечает требованиям технических условий как при низкой производительности 28 кг/ч, так и

10 при высокой производительности 47 кг/ч.

Формула изобретения

Гидродинамический излучатель. содержащий корпус по крайней мере с одной рабочей полостью, снабженный патрубками

15 для ввода и вывода обрабатываемой среды, сопловым блоком и упругой дисковой мембраной, закрепленной на роторе в рабочей полости, отличающийся тем, что, с целью усиления акустического диспергиру20 ющего эффекта, ротор снабжен стаканом с вогнутым днищем и прорезями в боковой стенке, а упругая мембрана в своей периферийной части снабжена зубьями, при этом сопловой блок введен в полость стакана и

25 сообщен через прорези в боковой стенке стакана с рабочей полостью корпуса, который установлен с возможностью перемещения относительно ротора.