Гидродинамический излучатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ Карнаухов(21) 4674771/26 (22) 06.04.89 (46) 30.03.91. бюл. ЬЬ 12 (71) Московский институт химического машиностроения (72) В,В,Харакоз, В.Н.Монахов, Г.б. и С.В,Харакоз (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 436681, кл, В 06 В 1/20, 1974,Авторское свидетельство СССР М 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 е.зЖ. ан 1 637858 А 1(я)5 В 01 Г 7/00, В 06 В 1/18 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 Я размерам, Далее часть суспензии попадаетв зазор 17, где также подвергается обработ-ке. Выводится готовый продук через патру бок 4, 1 ил, 1 табл.ЬеИзобретение относится к диспергированию твердых и жидких компонентов и можетнайти применение в химической, нефтяной,пищевой, металлообрабатывающей и рядедругих отраслей промышленности.Цель изобретения - усиление акустиче/ского диспергирующего эффекта,На чертеже схематически изображенгидравлический излучатель.Излучатель содержит корпус 1, по крайней мере, с одной рабочей полостью 2, снабженный патрубками для ввода 3 и вывода 4обрабатываемой среды, сопловым блоком 5и упругой дисковой мембраной 6, закрепленной на роторе 7 в рабочей полости 2,Ротор 7 снабжен стаканом 8 с вогнутымднищем 9 и прорезями 10 в боковой стенке11, а упругая мембрана 6 в своей перифеоийной части 12 снабжена зубьями 13, приэтом сопловой блок 5 введен в полость 14стакана 8 и сообщен через прорези 10 в егобоковой стенке 11 с рабочей полостью 2корпуса 1, который установлен с возможностью перемещения относительно ротора 7,Каждая рабочая полость 2 имеет щелевоеотверстие 15 для подвода в нее рабочейсреды. Отверстие 15 разделено мембраной6 на плоские зазоры 16 и 17, а между ротором 7 и корпусом 1 вставлен зазор 18. Нароторе 7 сделана насечка 19 для развитиясрывной кавитации. Вся конструкция закреплена на фланце 20, Диаметр зубьев 13мембраны 6 должен превышать ширину отверстия 15, На чертеже вся конструкция излучателя сдублирована и среда можетпроходить повторную обработку,Устройство работает следующим образом.При подаче среды с распределенными вней твердыми частицами самотеком, насосом и даже за счет небольшого всасываюгцего эффекта самого устройства) черезпатрубок 3 при включенном электродвигателе привода(не показан) ротора 7 среда попадает в полость 14 ротора 7.При ударе струи жидкости, вытекающейсо скоростью 20- 40 м/с из сопла 5, о днище9 струя жидкости разворачивается в противополокном направлении, при этом частьпотока жидкости направляется к боковойстенке 11 и давление в зоне между стенкой11 и соплом 5 быстро нарастает, происходитобразование сильно закрученного тороидального кольцевого облака, наполненногомельчайшими кавитационными пузырьками, Это облако периодически выбрасывается через прорези 10 к плоскому зазору 16щелевого отверстия 15. В зазоре 16 происходит обработка жидкости сдвиговыми напряжениями, величина и направление510 упругость дисковой мембраны 6 создает15 воэможность возникновения изгибных ко 20 35 40 45 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, Кроме1637858 Составитель Н, ФедороваРедактор М, Бандура Техред М,Моргентал Корректор Н, Ревская Заказ 886 Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Произаодстаенно.издателескии комбинат "Патент", г. Умгород, тл, 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 бов смеси смол для приготовления автомобильной эмали АК 1239, Все опыты проведены эа три прохода через соответствующий аппарат. Контроль качества продукта оценивали по принятой в ГИПИ ЛКП методике: на фотоколориметре КРКопределяли коэффициент пропускания света Кп в /на длине волны 540 Нм (норма - более 18 Я, а также с помощью фотоблескомера ФБопределяли коэффициент блеска К 6 в(норма - более 40 ).Данные, приведенные в таблице, показывают рост эффективности диспергирова 5 ния как в сравнении с существующейтехнологической схемой, так и в сравнениис аналогом и прототипом. Продукт отвечаеттребованиям технических условий как принизкой производительности 28 кг/ч, так и10 при высокой производительности 47 кг/ч.Формула изобретенияГидродинамический излучатель. содержащий корпус по крайней мере с одной рабочей полостью, снабженный патрубками15 для ввода и вывода обрабатываемой среды,сопловым блоком и упругой дисковой мембраной, закрепленной на роторе в рабочейполости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью усиления акустического диспергиру 20 ющего эффекта, ротор снабжен стаканом свогнутым днищем и прорезями в боковойстенке, а упругая мембрана в своей периферийной части снабжена зубьями, при этомсопловой блок введен в полость стакана и25 сообщен через прорези в боковой стенкестакана с рабочей полостью корпуса, который установлен с возможностью перемещения относительно ротора,