Широкополосный гидромеханический генератор-диспергатор

 

Изобретение относится к устройствам для генерации колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано в угольной, машиностроительной, пищевой и других отраслях промышленности. Получение колебаний давления с частотами, распределенными в широкой полосе частот, без увеличения затрат энергии потока достигается за счет того, что гидромеханический генератор-диспергатор содержит входной и выходной патрубки и вихревую камеру между ними. Вихревая камера выполнена тороидальной с переменной в азимутальном направлении формой поперечного сечения с возможностью деформирования (регулирования) формы. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для генерации колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано в угольной, машиностроительной, пищевой и других отраслях промышленности.

Аналог изобретения - гидромеханический диспергатор, содержащий входной и выходной патрубки и вихревую камеру [1] .

Известен гидромеханический диспергатор, содержащий входной и выходной патрубки, а также цилиндрическую вихревую камеру между ними [2] . Организация движения жидкости в диспергаторе такова, что позволяет генерировать переменное давление (с частотой, определяемой размерами камеры), которое, в свою очередь, воздействует на поток, вызывает, в частности, диспергирование компонентов потока. Однако более эффективное воздействие на обрабатываемую жидкую среду оказывают колебания широким спектром частот.

Настоящее изобретение позволяет решить задачу получения при тех же затратах энергии потока колебаний давления с частотами, распределенными в широкой полосе частот. Для реализации этого вихревая камера диспергатора выполняется тороидальной и деформируемой (регулируемой) с переменной в азимутальном направлении формой поперечного сечения.

На фиг. 1 показан осевой разрез генератора; на фиг. 2 - поперечные сечения генератора для различных вариантов азимутальной зависимости R(ц), описывающей форму поперечного сечения вихревой камеры; на фиг. 3 - плотность энергии, приходящаяся на энергетический спектр.

Широкополосный гидромеханический генератор-диспергатор содержит входной патрубок 1, вихревую камеру 2, выходной патрубок 3. Вихревая камера 2 выполнена из деформируемого (пластичного) материала, позволяющего изменять (регулировать) в необходимой степени форму вихревой камеры.

Широкополосный гидромеханический генератор-диспергатор работает следующим образом. Рабочая жидкая среда под статическим давлением подается через входной патрубок 1 в вихревую камеру 2, где приводится во вращение - вихревое движение. При этом в различных частях вихревой камеры генерируются колебания избыточного давления и колебательной скорости различных частот: в местах с малым радиусом кривизны генерируются колебания с высокой частотой, а в местах с большим радиусом кривизны - с меньшей частотой. На фиг. 2а представлено сечение генератора в общем случае, на фиг. 2б - сечение генератора с преобладанием высокочастотных колебаний, на фиг. 2в - с преобладанием низкочастотного диапазона, на фиг. 2г - моночастотные колебания. Фиг. 3 показывает энергетические спектры колебаний, соответствующие четырем вариантам диспергатора, представленным на фиг. 2, а именно на фиг. 3а - энергетический спектр в общем случае (ш₁, ш₂ - наименьшее и наибольшее значения частоты колебаний в рассматриваемом диапазоне частот); на фиг. 3б - энергетический спектр для случая преобладающего действия высоких частот; на фиг. 3в - энергетический спектр для случая преобладания низких частот; на фиг. 3г - энергетический спектр для моночастотных колебаний.

Регулировка формы вихревой камеры производится в соответствии с дисперсным составом компонентов обрабатываемой жидкой среды: преобладание в ней частиц со сравнительно небольшими размерами требует для обработки такой жидкой среды колебаний высокой частоты; если же, напротив, наблюдается большая доля крупных частиц, то необходимо энергетический спектр "сдвинуть" в область низких частот соответствующей регулировкой формы вихревой камеры.

Источники информации 1. Основы физики и техники ультразвука /Б. А. Агранат, М. Н. Дубровин, Н. Н. Хавский. - М. : Высш. шк. , 1987, с. 169 - вихревой свисток.

2. То же - свисток Левассера.

Формула изобретения

Широкополосный гидромеханический генератор-диспергатор, содержащий входной и выходной патрубки и вихревую камеру между ними, отличающийся тем, что вихревая камера выполнена тороидальной с переменной в азимутальном направлении формой поперечного сечения с возможностью деформирования (регулирования) формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3