Кавитационный смеситель

(51)5 В 01 ) 5/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ерно-строителький политехничеа и Е.П.Грищенко во СССР6, 1985, во СССР ЕСИТЕЛЬие жидких матеидродинамичеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Красноярский инженный институт и Красноярсский институт. риалов в кавитационном Изобретение относится к устройствам для смешивания и кавитационной обработки топлив и других нефтепродуктов с водой и может быть использовано при производстве асфальто-бетонных смесей.Известен генератор кавитации, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленные в нем статор и ротбр, обращенные один к другому, поверхности которых выполнены шероховатыми и между которыми расположена рабочая камера, входной и выходной патрубки. Ротор выполнен в виде диска, а в корпусе выполнены полости в радиальном направлении, сообщающиеся с рабочей камерой через отверстия.Недостатком данного генератора кавитации является низкая эффективность, так как после определенного промежутка времени с начала работы, скорости вращения ротора и жидкости выравниваются вследстЫ( ) 1755906 А 1 ском поле микропузырьков, Сущность изобретения: кавитационный смеситель содержит цилиндрическуюрабочую камеру с турбулизирующими элементами, кавитатором, патрубками подвода и отвода жидкости, Турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхностях рабочей камеры, выполнены в виде полос, установленных под углом к торцевым стенкам свободные концы плоских полос снабженных козырьками, Турбулизирующие элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-образную форму, 1 з.п, ф-лы, 5 ил,вие жидкостного трения, что приводит к снижению интенсивности кавитационного воздействия или же к полному исчезновению кавитационных явлений.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является генератор кавитации, содержащий корпус с патрубками для подвода иотводажйдкостй, размещенный в нем приводной вал, установленный на последнем кавитатор, выполненный в виде крыльчатки, лопасти которой расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения с нулевым шагом. Корпус генератора кавитации выполнен цилиндрическим, а по крайней мере одна из его внутренних стенок - шероховатой; на одной из стенок, представляющих собой цилиндрическую поверхность, нарезаны зубья, описанные в поперечном сечении прямой и дугой окружности и имеющие наклон в противоположную сторону направления"вращения,5 10 цевых стенках 15 20 25 30 40 55 смеси Недостатком такого генератора кавитации является то, что уже после непродолжительной работы генератора интенсивность кавитации существенно снизится из-за выравнивания скоростей вращения жидкости и крыльчатки. Конструктивный элемент в виде цилиндрической зубчатой стенки, предназначенный для устранения последнего недостатки, неэффективен, Течение в пространстве между зубьями будет происходить с образованием застойной зоны, что подтверждается близкими по характеру обтекания картинамвпотока в прямоугольном вырезе (см. Чжен П; Отрывные течения. М,: Мир, 1973, Т.2.С,12; фиг, 4), В указанном источнике отмечается, что хотя вырезы заполнены вихрями, на внешний поток они большого влияния не оказывают. Учитывая рассматриваемую конструкцию, в лучшем случае только часть зуба - его вершина бу, дет выступать во внешний поток, оказывая сопротивление наподобие выступам в гид. равлически шероховатых трубах.Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет обеспечения стабильного интенсивного кавитационного воздействия на смешиваемые жидкости.Для достижения поставленной цели на торцевых поверхностях рабочей камеры расположены турбулизирующие элементы и выполнены в виде плоских полос, установленных под углом 20-40 к торцевым стенкам. При этом средняя линия проекции полосы составляет с радиусом, проходящим через середину средней линии, угол 25-45, Свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельньми торцевым поверхностям, На цилиндрической поверхности расположены турбулизирующие элементы П-образной формы и образуют угол 30-60 с касательной и цилиндрической поверхности в месте закрепления турбулизирующих элементов и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока.Введение турбулизирующих элементов в виде плоских полос с козырьками на торцевых стенках рабочей камеры и установка их под углом к радиальному направлению приводит к торможению жидкости и одновременно обеспечивает циркуляцию жидкости в меридиональной плоскости, чтоспособствует более интенсивному перемешиванию и, соответственно, более полной, эффективной кавитационной обработке жидкости по всему объему.Турбулизирующие элементы П-образной формы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры под углам к касательной к этой поверхности и с направлением острого угла навстречу движению 1 тока, обеспечивают эффективное торможение:жидкости во вращательном движении без образовани . застойных зон с формированием турбуг,- -ного следа, способствующего интенсивному микроперемешиванию жидкостей,На фиг,1 показан общий вид кавитационного смесителя; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 - вид В на фиг,1; на фиг.4 -вид С на фиг.1; на фиг,5 - схема расположения турбулизирующих плоских полос наторКавитационный смеситель включает в себя: приводной вал 1, расположеннь 1 й в цилиндрической рабочей камере 2, на котором закреплен кавитатор в виде крыльчатки 3, патрубки для подвода жидкостей 4, турбулизирующие элементы П-образной формы 5. установленные на внутренней цилиндрической стенке рабочей камеры 2, турбулизирующие элементы в виде плоских полос 6 с козырьком 8, установленных на торцевых стенках рабочей камеры 2, выходной патрубок 7.Кавитационный смеситель работает следующим образом, Во входные патрубки 4 поступают смешиваемые жидкости, При вращении крыльчатки 3, расположенной на валу 1, за ее лопастями образуются каверны, заполненные кавитационными микропузырьками, при схлопывании которых генерируются интенсивные быстроизменяющиеся поля высоких давлений и температур, воздействующие на смесь жидкостей, образующих устойчивую эмульсию. При неизбежном стремлении к вращению жидкость затормаживается турбулизирующими элементами в виде плоских полос 6 и П-образной формы, расположенными соответственно на торцевых и цилиндрической стенках рабочей камеры 2 на внутренних поверхностях. Конфигурация П-образных турбулизаторов способствует также процессу интенсивного турбулентного микроперемешивания в вихревых следах, а соответствующее расположение турбулизаторов в виде плоских полос - циркуляции потока в меоидиональной плоскости, что в совокупности приводит к максимально эффективному кавитационному воздействию на жидкости и всему объему и играет существенную роль в образовании устойчивой их Формула изобретения 1. Кавитационный смеситель, включающий корпус с цилиндрической рабочей камерой:. внутренние поверхности которой снабжены турбулизирующими элементами,патрубки подвода и отвода жидкости и размещенный внутри рабочей камеры приводной вал с кавитатором, выполненным в виде крыльчатки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работы 5 смесителя, турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхностях рабочей камеры, выполнены в виде плоских. полос, установленных под углом 20-40 к торцевым стенкам, при этом средняя линия 10 проекции полосы составляет с радиусом, проходящим через середину средней линии, угол 25-45. а турбулизирующйе элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-образную форму и образуют угол 30-60 с касательной к цилиндрической поверхности в месте закрепления турбулизирующих элементов, и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока. 2. Смеситель поп.1, отл и ча ю щи йс я тем, что свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельными торцевым поверхностям.1755906 ИОлД 66 лРнцР3 ОЛФЮФЙУЮЮ Составитель В.Кулагинтор Техред М.Моргентал. Корректор и Заказ 3040 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т СССР Производст здательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 1