Гидрокавитационный генератор

 

Использование: гидравлическое оборудование для очистки и разрушения поверхностей, перемешивания, диспергирования и стерилизации растворов и других субстанций. Сущность изобретения: в гидравлическом генераторе корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки выполнена с образующей ломаного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части. Цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцовая поверхность выполнена с углом конусности менее 180°. Гидрокавитационный генератор может быть выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к гидрокавитационному оборудованию, используемому для обработки различных сложных поверхностей, и может быть использовано для очистки и разрушения поверхностей, перемешивания, диспергирования и стерилизации растворов и других субстанций, а также в различных технологических процессах для их интенсификации.

Наиболее близким к предлагаемому генератору является гидродинамический кавитационный генератор, содержащий корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор [1] Недостатком известного гидродинамического кавитационного генератора является относительная сложность конструктивного выполнения, сужающая технологические возможности и эффективность управления процессом кавитации.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, расширение технологических возможностей и повышение эффективности управления процессом кавитации.

Это достигается тем, что в гидрокавитационном генераторе, содержащем корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор, согласно изобретению корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка.

Кроме того, в гидрокавитационном генераторе дополнительная ступень обработки может быть выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть также выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с образующей ломаного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части. В гидрокавитационном генераторе цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса может быть выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцевая поверхность выполнена конической с углом конусности менее 180^о.

Гидрокавитационный генератор может быть выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы.

На фиг.1-12 схематически показаны варианты выполнения генератора.

Гидрокавитационный генератор содержит корпус 1, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор 2. С конфузором соединен цилиндрический участок 3 с дополнительной ступенью обработки 4, выполненной между цилиндрическим участком и диффузором 5. Образующая дополнительной ступени обработки имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка.

На фиг. 1 показано выполнение криволинейной образующей дополнительной ступени обработки выпуклой; на фиг.2 то же, вогнутой; на фиг.3 и 4 варианты, аналогичные первым двум, но с цилиндрической частью, выступающей в дополнительную ступень обработки; на фиг.5 и 6 выполнение дополнительной ступени обработки с ломаной образующей, соответственно вогнутой и выпуклой; на фиг.7 и 8 аналогичные им варианты, но с цилиндрической частью внутренней поверхности корпуса, выступающей в дополнительную ступень с конической торцовой поверхностью, имеющей угол конусности менее 180^о обработки; на фиг.9-11 варианты, в которых диаметр входной части дополнительной ступени обработки больше ее выходной части (фиг.9), или меньше (фиг.10, 11), причем на фиг.9 и 10 поверхность дополнительной ступени обработки коническая; на фиг.11 выпуклая криволинейная; на фиг.12 вариант выполнения корпуса сборным со стыками в местах переходов ступени дополнительной обработки.

Выполнение поверхности образующей дополнительной ступени обработки выпуклой криволинейной (фиг.1) позволяет снизить влияние микровихрей, возникающих в углах дополнительной ступени обработки, и повысить тем самым КПД генератора.

В варианте фиг.2 генератор позволяет сформировать кавитационный поток, вследствие чего повышается эффективность обработки твердых поверхностей. Вариант, представленный на фиг.3, решает задачу разрушения твердых поверхностей и по- лимерных материалов за счет увеличения радиуса кавитационных пузырьков.

Выполнение устройства, как это показано на фиг.4, обеспечивает тот же эффект, как и на фиг.3, но при этом за счет фокусировки потока усиливается воздействие на локальные участки обрабатываемых материалов.

Схемами генератора, показанными на фиг.5, 6 и 12, обеспечивается возможность очистки поверхностей обрабатываемых материалов за счет увеличения пятна зоны схлопывания при равномерном распределении в пятне кавитационных пузырьков.

В отличие от них схемы на фиг.7 и 8 дают возможность разрушать и диспергировать обрабатываемые материалы. При этом генератор повышает КПД и глубину воздействия кавитационной струи.

Решение, иллюстрируемое на фиг.9-11, обеспечивает возможность очистки поверхностей материалов, регулируя при этом величину зоны обработки, а также скорость протекания процесса.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет управлять интенсивностью развития кавитационной зоны, не ограничивая при этом подбор параметров струйного потока, и за счет выполнения различных вариантов устройства в зависимости от решаемых задач существенно расширить его технологические возможности.

Формула изобретения

1. ГИДРОКАВИТАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор, отличающийся тем, что корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля.

3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля.

4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с образующей ломаного профиля.

5. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части.

6. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части.

7. Генератор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцевая поверхность выполнена конической с углом конусности менее 180^o.

8. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12