Способ создания акустических колебаний в жидкой или газообразной среде и устройство для его осуществления

фе ие-те,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соеэ Соеетскмк Соцмалмстмческмк Республмк(51)М. Кл. В 06 В 1/18 с присоединением заявки 1 чо Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 231080.Бюллетень Мо 39 Дата опубликования описания 211080(71) Заявитель 54)СПОСОБ СОЗДАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИИВ ЖИДКОЙ ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЕ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ На фиг. 1 схематично изображ. ноизменение формы замкнутого тела от воздействия на его внутреннюю поверхность радиальных точечных сил; на фиг, 2 - устройство для осуществления способа, разрез; на фиг. 3 сечение ло А-А фиг, 2, на фиг, 4 30 сечение по Б-Б фиг. 2. Изобретение относится к технике создания интенсивных акустических колебаний с устойчивой рабочей частотой, предназначенных для проведения различных физико-химических, физических и химических процессов, например диспергирования, эмульгирования, полимеризации, коагуляции и других.Известны способы создания акустических колебаний в жидкой или газообразной среде путем образования ряда последовательных сжатий и раз - режений протекающей среды .Известны также устройства для осуществления способа типа ультразвуковых сирен, содержащее ротор и статор с выполненными по их образующей щелями в один и более рядов и привод вращения ротора. К недостакам известных способов относятся малая интенсивность акустического поля из -за наличия множества гармоник в области рабочей частоты, и в результате низкий КПД устройств, осуществляющих эти способы .Цель изобретения - повышение интенсивности акустического поля и устойчивости рабочей частоты.Это достигается тем, что по предлагаемому способу колебания среды создают изменяющейся по ге-метрической форме поверхностью кольцеобраэного тела, с внутренней стороны которого прикладывают последова -тельно чередующиеся импульсы давления и разрежения текущей среды, Вустройстве для осуществления способа, содержащем полый ротор и статорс выполненными по их образующей ще лями и привод вращения ротора, каждый ряд щелей статора закрыт по наружной поверхности свободно посаженным и ограниченным от перемещениякольцевым излучателем в виде тонкой 1 замкнутой ленты из материала с упругой деформацией, а количество шелейв роторе и статоре выполнено так,чтобы при совпавших щелях ротора истатора в промежутке между двумя 20 щелями ротора находилась одна илинесколько щелей статора.Способ состоит в следующем.Если в рабочую среду поместитьтело (фиг. 1) в виде замкнутогокольца из металла, обладающегоупругой деформацией, то при приложении с внутренней стороны симметричных по окружности и одинаковыхПо величине радиальных точечных сил Тело симметрично изменяет свою форму в пределах упругой деформации материала.Например, если приложить силы в шести точках, тело образует Форму шестигранника с вершинами в точках а. Сняв силы с внутренней поверхности, обеспечивают силами упругих деформаций возвращение тела в первоначальную форму.Если вновь приложить силы в точках в, то тело деформируется в виде шестигранника, но с вершинами в точках в, а точки а перемещаются по ра- И) диусу к центру фигуры. При последующих чередованиях приложения радиальных точечных сил точки а вновь возвращаются в вершины многогранника, а .точки в по .радиусу к центру и т.д.Частота изменений вершин многогранника соответствует частоте приложения сил, поэтому от поверхности образующихся при этом граней в рабочей среде возникают акустические колебания . Интенсивность акустических 30 колебаний при таком способе создания колебаний зависит от величины линейного перемещения точек от вершины многоугольника до поверхности граней, количества точек приложения ра диальных сил, упругой деформации тела по длине окружности и величины поверхности деформируемого тела.Для осуществления способа применяют устройство типа гидродинамической сирены .Устройство содержит (Фиг. 2) каркас 1, на котором закреплены двигатель 2 и корпус 3. По оси корпуса на подшипниковых опорах 4 установлен 45 ротор 5, соединенный с валом двигателя гибкой муфтой б. Снаружи на,ротор 5 надет статор 7 с отражателем Э. Статор и корпус плотно соединены между собой. Подшипниковый узел коРпуса 50 герметично отделен от полости зазора между ротором и статором, равного0,05-0,5 мм, торцовым уплотнением. В роторе установлены лопатки 9 центро бежного насоса. На статор с наружной стороны установлены кольцевые излучатели 10, выполненные в виде сплошного кольца из материала, обладающего достаточной упругой деформацией. Излучатели ограничены от перемещения по оси статора упорами 11,40 равнорасположенными по окружности.Щели в роторе выполнены равнорасположеннымипо окружности, причем число их меньше чем в статоре настолько, что при совпавших щелях ротора 65 и статора между двумя соседними щелями ротора должна находиться по крайней мере одна закрытая щель статора.При вращении ротора рабочаясреда всасывается в полость роторалопатками центробежного насоса,встроенными в полость ротора, и поддействием развиваемого ими давленияи давления центробежных сил протекает через щели ротора в зазор междуротором и статором и далее через щели статора в полость между статороми внутренней поверхностью кольцевого излучателя. В случае несовпадениящелей ротора истатора эта полостьминимальна. Иэ полости среда протекает вдоль осн статора в полость оз=вучивания рабочей среды,При работе устройства в жидкойсреде необходимо отсутствие газовойподушки в полости ротора, зазорамежду ротором и статором и полостиозвучивания с находящимися в ней кольцевыми излучателями.Когда открываются щели статора(фиг. 3), от них в полость роторараспространяется волна разрежения,а в полости щелей статора - волна повышенного давления. Вследствие этогоповерхность кольцевого излучателяв местах совпавших щелей деформируется, распространяя от наружной поверхности.волну повышенного .давления .Благодаря ограниченным размерам подиаметру статора и вследствие увеличения поверхность ротора среды взазоре между ротором и статором кольцевой излучатель плотно перекрываетотверстия статора, не совпавшие с отверстием ротора.При закрывании щелей статора текущая в полости ротора среда останавливается и ее кинетическая энергияпереходит в энергию сжатия среды вполости ротора, а в щели статора возникает волна разрежения, способствующая перемещению кольцевого излучателя к поверхности статора в местах расположения щелей. В последующемдвижении ротора относительно статораоткрываются. закрытые щели статора,а открытые закрываются.Таким образом, поверхность излучателя вынужденно изменяет свою геометрическую форМу, распространяятем самым в среде мощные колебанияакустических волн с частотойиЙд - к,бОгде п - число оборотов ротора в 1 мин;2- количество щелей в статоре,К - количество импульсов давленйяпри перемещении ротора на2- частота колебаний, Гц.Частота колебаний зависит от числа К и увеличивается с увеличениемчисла рядов щелей в роторе. На фиг.4показаны щели второго ряда в момент времени, когда щели первого ряда совпали, т.е. К = 2, Количество рядов может быть любым, но при этом каждый ряд имеет свой кольцевой излучатель.формула изобретения1. Способ создания акустических колебаний в жидкой или газообразной среде путем образования ряда последонательных сжатий и разрежений протекающей среды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения интенсивности акустического поля и устойчивости рабочей частоты, колебания образуют изменяющейся по геометрической форме поверхностью кольцеобразного тела, с внутренней стороны которого прикладывают равнорасоложенные и последовательно чередуюциеся силы давления и разрежения среды.2 . Устройство для осуществленияспособа по п. 1, содержащее ротор истатор с выполненными по их образующей щелями в один и более рядов, привод вращения ротора и центробежный насос, лопатки которого установленыв полости ротора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, в нем каждый рядщелей статора закрыт по наружнойповерхности свободно посаженным иограниченным от перемещения кольцевым излучателем в виде тонкой замкну.той ленты из материала с упругой де формацией, а количество щелей в роторе и статоре выполнено так, чтобыпри совпавших щелях ротора и статорав промежутке между двумя щелями ротора находилась одна или несколько Щ щелей статора.Составитель Н.,фомичеведактор Е. Месропова ТехредА.Щепанская Корректор Ю. Макаре Заказ 1 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 20/73 Тираж 565 ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и отк 035, Москва, Ж, Раушская наб Подписно та СССР бытий д. 4/5