Генератор гидродинамических колебаний

 

Использование: для интенсификации технологических процессов в нефтяной, химической отраслях. Сущность изобретения: в генератор гидродинамических колебаний, содержащий корпус с цилиндрическими камерами, входное и выходное сопла и крышку с отверстиями, введен элемент вторичной кавитации, который выполнен в виде эксцентрично установленных в цилиндрической камере круговых скоб, радиус внутренней поверхности которых не менее одной третьей радиуса цилиндрической камеры, а ширина скобы меньше или равна ширине камеры. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для интенсификации технологических процессов в нефтяной, химической и других отраслях народного хозяйства.

Известен вихревой генератор, который содержит размещенные в корпусе с крышкой цилиндрические вихревые камеры, входное и выходное сопла для подачи рабочей среды под давлением и отвода ее из генератора. Для подсоса еще одной среды в крышке корпуса выполнены отверстия, сообщенные с вихревыми камерами [1] Вихревой генератор не обладает достаточной мощностью излучения.

За прототип выбрано устройство, в котором для увеличения мощности излучения акустического сигнала в вихревых камерах размещены элементы вторичной кавитации, которые выполнены в виде свободно вращающихся шаров со сквозными каналами переменного сечения, что позволяет создать механическим путем дополнительный импульс, возбуждающий вторичные ультразвуковые колебания, увеличивающие мощность излучения [2] В устройстве невозможна регулировка и получение плавных изменений мощности, а также плавного изменения гидроимпульса. В нем невозможно получение максимального или заданного гидроимпульса при изменении входных давлений. Оно неудобно в эксплуатации, поскольку каналы переменного сечения могут засоряться, и для их очистки требуется демонтаж устройства.

Технический результат предложенного технического решения состоит в получении регулируемого плавного изменения мощности излучения, в том числе, в получении максимальной мощности, а также в увеличении удобств в эксплуатации.

Для получения этого в предложенном генераторе гидродинамических колебаний элемент вторичной кавитации выполнен в виде эксцентрично установленного в цилиндрической камере криволинейного выступа, радиус боковой поверхности которого не менее одной третьей радиуса цилиндрической камеры, а толщина выступа меньше или равна глубине камеры.

В предложенном генераторе гидродинамических колебаний выступ может быть установлен с возможностью осевых перемещений по глубине камеры.

В предложенном генераторе гидродинамических колебаний выступ может быть выполнен сужающимся к стенке камеры по параболическому закону.

Смысл предложенного технического решения состоит в возможности регулирования мощности по заданному закону и в получении максимальной мощности.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства без крышки. Здесь показан вариант устройства когда толщина выступа равна глубине камеры.

На фиг. 2 и 3 представлена конструктивная схема устройства. Здесь приведена модификация устройства, когда толщина выступа меньше глубины камеры.

Генератор гидродинамических колебаний содержит корпус 1 с крышкой 2. В корпусе 1 выполнены две вихревые цилиндрические кавитационные камеры 3 и 4, входное и выходное сопла 5 и 6; в крышке 2 могут быть выполнены отверстия 7 над камерами 3 и 4 для подсоса еще одной среды. Элементы вторичной кавитации выполнены в виде криволинейных выступов 8 и 9, установленных в каждой вихревой камере 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

Поток рабочей среды под давлением подается во входное сопло 5. Часть потока попадает в цилиндрические камеры 3 и 4, оставшаяся часть выходит через сопло 6.

В вихревых цилиндрических камерах 3 и 4 поток, вращаясь, возбуждает ультразвуковые колебания, определяемые геометрическими параметрами генератора. Часть потока попадает на элементы вторичной кавитации выступы 8 и 9.

За счет наличия закрепленных на входе вихревых цилиндрических камер 3 и 4 выступов 8 и 9 примерно треть потока получает дополнительное вращательное движение, амплитуда колебаний которых приближена к радиусу поверхности выступов. Изменение радиусов выступов, который может быть изменен в широком диапазоне, но должен быть не менее одной третьей радиуса вихревой цилиндрической камеры, позволяет регулировать частоту вторичных колебаний и, таким образом, изменять динамическую ударную силу, частоту колебаний, а, следовательно, изменять мощность колебательного процесса.

Для смешения двух сред в крышке 2 могут быть выполнены отверстия 7. Наиболее часто в этом случае используется процесс газонасыщения и подача через отверстия 7 газа и через входное сопло 5 жидкости под давлением.

Криволинейные выступы выполнены сужающимися. В том случае, если они выполнены сужающимиcя по параболическому закону, это позволяет производить плавную регулировку параметров устройства. Дополнительную возможность регулировки можно произвести путем осевого перемещения выступов.

Формула изобретения

1. ГЕНЕРАТОР ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий корпус с крышкой, входным и выходным соплами, а также с цилиндрическими кавитационными камерами с расположенными в них элементами вторичной кавитации, отличающийся тем, что каждый из элементов вторичной кавитации выполенен в виде эксцентрично установленного в цилиндрической камере криволинейного выступа, радиус образующей боковой поверхности которого не менее 1/3 радиуса цилиндрической камеры, а толщина выступа меньше или равна глубине камеры.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что выступ установлен с возможностью осевых перемещений по глубине камеры.

3. Генератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что выступ выполнен сужающимся к стенке камеры по параболическому закону.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3