Гидродинамический излучатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s В 06 В 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

СО

Ю

4hi (21) 4820705/28 (22) 03.05.90 (46) 30.10,92. Бюл, М 40 (71) Институт проблем машиностроения .АН УССР (72) В.М.Шептун и А,Ф.Назаренко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1045949, кл. В 06 В 1/18, 1983. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к прикладной акустике и может быть исттользовано в различных отраслях промышленности для интенсификации и инициирования технологических процессов, протекающих s жидких средах, например, для умягчения воды, получения нерасслаивающейся эмульсии, инициирования процессов окисления органических соединений.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является гидродинамический излучатель, содержащий цилиндрический корпус и размещенную s нем перпендикулярно оси перегородку, разделяющую его на основную и дополнительную камеры, эжектор (сопло), завихритель, коаксиально расположенные в дополнительной камере цилиндрические перфорированные элементы, подключенные к источнику постоянного тока, и тангенциальные каналы для сообщения основной и дополнительной камер.

„„5U „, 1771824 A l (57) Изобретение относится к прикладной акустике и может быть использовано для интенсификации технологических процессов в жидких средах. Цель изобретения— повышение эффективности в работе. Гидродинамический излучатель содержит источник постоянного тока, сопло и отражатель, электрически связанные с источником. При протекании через сопло жидкости на нее синхронно воздействуют кавитация, возникающая вблизи отражателя, и электрические разряды, 1 ил.

Однако в связи с тем, что в этом излучателе процессы обработки жидких сред в ультразвуковом и электрическом полях идут раздельно, получить сонолюминесценцию, не представляется возмо:кным, что сильно снижает эффективность его работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы излучателя.

Это достигается тем, что в гидродинамическом излучателе. содержащем источник постоянного тока, корпус, соосно закрепленные в нем отражатель и сопло, установленные с возможностью продольного перемещения, и коаксиальные перфорированные цилиндрические элементы, электрически связанные с источником постоянного тока, согласно изобретения, перфорированные цилиндрические элементы размещены вокруг сопла и отражателя, а внутренний диаметр внутреннего цилиндрического элемента d< и внутренний диаметр сопла dz выбраны из соотношения:

1771824

4 < di/бг < 10.

Такое выполнение сопла, отражателя и коаксиально расположенных цилиндрических элементов позволяет ввести электрический заряд в зону кавитации и таким образом увеличить электрокинетический потенциал и, соответственно. интенсивность coHoëþìèíåcöåíöèè. Интенсивность сонолюминесценции регулируется посредством изменения расстояния между осью сопло-отражатвль и внутренйим цилиндрическим элементом в йнтервале

4 < d>/á < 10

Отличительные признаки заявляемого изобретения не были выявлены в других технических решениях., На чертеже представлен излучатель, общий вид.

Гидродинамический излучатель содержит корпус 1, на котором соосно закреплены сопла 2, отражатель 3 и механизм 4 перемещения сопла по оси. Коаксиально соплу и отражателю с кольцевым зазором между собой установлены цилиндрические элементы 5 — 7, которые изолированы друг от друга и от излучателя диэлектриком 8 и подключены к источнику 9 постоянного тока, В нижней части корпуса 1 имеется патрубок

10 для ввода обрабатываемой жидкой среды. Сопло 2, отражатель 3 и внутренний цилиндрический перфорированный элемент 5.образуют рабочую камеру 11.

Гидродинамический излучатель работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость, например вода, содержащая ионы солей жесткости, под давлением через патрубок 10 и сопло 2 подается на отражатель 3. В рабочей камере 11, в зоне разрежения, образованной падающей и отраженной струями, жидкость кавитирует (срывная кавитация), Одновременно с этим процессом на цилиндрические элементы 5 — 7 от источника 9 постоянного тока подается напряжение (30 — 360 В), в результате чего у поверхности раздела фаз газонаполненных пузырьков повышается электрический потенциал. В момент схлопывания пузырька происходит мощный электрический разряд, расщепляющий молекулу воды на радикалы. Одним из таких радикалов является атомарный кислород, соновспышка которого имеет энергию Е. = h v = 10 — 10 эВ. Воздейст4 5 вие этой энергии на ионы солей жесткосн

10 приводит их в возбужденное состояние, что обуславливает более интенсивное и полное образование молекул и водонерастворимых кристаллических структур солей гидроокиси магния и сульфата кальция. Проходя через электрические поля элементов 5, 6, 7, кристаллические структуры растут и выпадают в осадок. Вода умягчается. Интенсивность кавитации регулируется посредством механизма 4 перемещения сопла 2, Интенсив. ность сонолюминесценции регулируется посредством изменения расстояния между осью сопло 2 — отражатель 3 и внутренним

50 цилиндрическим элементом 5 в интервале 4

< б1/б2 < 10 Если б1/б2 < 4, то нарушается гидродинамика потоков в камере 11, что приводит к исчезновению кавитации и сонолюминесценции. В случае б1/б2 > 10 отсутствует процесс сонолюминесценции.

Результаты экспериментальных исследований, подтверждающих эффективность работы гидродинамического излучателя s интервале 4< d1/dr<10, приведены в табл.1 (жесткость речйой воды составляла

6 — 8,1 мг-экв/л).

Здесь г — степень умягчения воды; Сн— начальная концентрация воды, мг.экв/л; С» — конечная концентрация воды (после обработки), мг экв/л.

В табл.2 приведены сравнительные испытания трех типов излучателей по умягчению речной воды с общей жесткостью 6,1 мг экв/литр.

Из таблицы видно, что эффективность предлагаемого излучателя на 65 (выше, чем у прототипа, и на 72 по сравнению с аналогом.

Формула изобретения

Гидродинамический излучатель, содержащий источник постоянного тока, корпус, соосно закрепленные s нем отражатель и сопло, установленные с возможностью продольного перемещения, и коаксиальные перфорированные цилиндрические элементы, электрически связанные с источником постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, перфорированные цилиндрические элементы размещены вокруг сопла и отражателя, а внутренний диаметр внутреннего цилиндрического элемента d> и внутренний диаметр сопла dz выбраны из соотношения

4 < б1/б2 < 10.

1771824

Таблица 1

01/d 2

8 9

10 - 11

1,8 1,85

1,2

1,7 1,6

1,7

1,05

Таблица 2

Составитель B. Шептун

Техред M.Уоргентал Корректор M.Aíäðóøåíêo

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3798 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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