Устройство для создания акустических колебаний в проточной жидкой среде

Союз Советских Социалистических Республик(51) Ч КлВ 06 В 1/1 м заявки М с присоединени сударственный комитетавета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПРОТОЧНОЙ ЖИДКОЙ СРЕДЕ е создания аку раз пре ширина статоре, прич,ния ппает количество щел елей выбрана из соотн2.Н ст. ои жидкои среде яной, химической 7 тельнои, авиационях промышленности дисперсных эмульде с - ширина леи в роторе и статоре, м:ость ротора, сек ",диус ротора, Маспространения звука в ра Ж. угловая Я - внешний устиче чей одержат статор с и привод ния частоты акустическихре и статоре расположеныторе друг под другом, а втносительно друга на велич колеба ми аторе зон частот О,+ П пр рина щеле таяние междЬ П Цель изобретеустического поля Это достигается де О.шиЬ - раси - чисКром ротора и статора, лт;у щелями ротора по дуге,ей в статоре,рядов щел того; я дл регулировки озможность измене тенсив ности я величины роистве на статор Е-ошка, образующая соную рабочую камеротражателем по ее отр зазора мвнутрення отором и статор оная поверхност хность ротора выпстатором и ко кольцо. м за ет того, чт а и внешня тато нен с уклоном кустановлено ковая лове ерхности, радиусадиуса внешней цилиора, количество щ оси, а междугулировочн усом Изобретение относится к техник стических колебаний в проточн может быть использовано в неф металлургической, машиностро ной, пищевой и друтих отрасл для создания, например, тонко сий и суспензий. Известные устроиства для создания их колебаний в проточной жидкой сред мещенные в рабочую камеру ротор шолненными по их образующим щеляращения ротора. Такие устройства имеют малый ди интенсивность акустического поля,ния . повышение интенсивности и рабочей частоты.тем, что в предлагаемом устбразного сечения, надета крыстатором кольцевую герметичу прямоугольного сечения с внешней цилищтрической по- которой в два раза большендрической поверхности роелей в котором в целое число В. Ф, Юдаев, Ю. П, Романов, Д. Т. Кокорев,естаков и В. И, Фомин С - скорость камере, м/сек . Для повыше ний щели в рото размещены в ро сдвинуты друг оНа фиг. 1 изображено предлагае.юе устройство,поперечное сечение; на фиг. 2 - картина образования акустических колебаний в жидкой среде присовмещении щелей ротора и статора; на фиг. 3 -картина совмещения щелей статора и ротора при ихдвухрядном исполнении,Устройство состоит из каркаса 1, на которомзакреплены двигатель ( на чертеже не показан) икорпус 2. По оси корпуса установлен на подшипниковых опорах 3 ротор 4 с отражающим диском 5, Сротором постоянно контактирует торцовая уплотняющая втулка 6, прижимаемая к ротору пружинами 7, опирающимися на промежуточное кольцо 8,герметично установленное в корпусе 2.Снаружи на корпусе 2 надет статор 9 с фланцем 1510. Между торцами статора и корпуса установленорегулировочное кольцо 11. С наружной стороныстатора образована герметичная рабочая камера 12; соединенными между собой крышкой 13 и основанием 14,Внутренняя цилиндрическая поверхность основания 14 является отражателем 15.Крышка 13 и основание 14 плотно соединены состатором и корпусом.Герметичность полости ротора и камеры обес блечена уплотняющими эластичными кольцами круглого сечения в местах соединения и торцовымуплотнением за счет поджатия втулки 6 к ротору 4.В корпусе 2 выполнена проточка 16 для сборажидкости в случае потери герметичности торцовым ЗОуплотнением. Ротор 4 и статор 9 установлены сзазором между ними, равным 0,05 - 0,5 мм.При работе устройства жидкая среда подаетсяпод давлением, чеобходимым для подачи жидкостив полость ротора, например 0 - 15 ати.Ротору 4 сообшается вращательное движение снекоторой угловой скоростью ы . При этом жидкостьгерез шели ротора 4 и статора 9 вытекает в камеру,о.:, гвисм входного давления и давленияцентрооежных сил; так как щели статора 9 перекрег я примежутками между щелями ротора 4иогкрьгваются при совпадении щелей ротора исгагора. то проходное сечение щели статора перио.плс 1 сл во времени,Всвязи, эгимр. хо,г б. та .же меняется вовреме- фбД.г:и, г а г.-, чго является необходимым условием гидравлического удара в гидросистемах,Если шели в роторе 4 и статоре 9 выполнены сшириной, отвечающей условиям 50с 2 В а й(ЯЯ )ЦЙ с юй с гце э ширина шели ротора, равная ширине статора,МР )ю. угловая скорость ротора, Сек 55и внешний радиус ротора, М,В внутренний радиус камеры, мскоросгь распространения звука в рабочей жидкости, мсек, то получаем прямой гидравлическии удар как в полости ротора, так и в облучаемой 6 О камере, при котором вся кинетическая энергиятекущей жидкости как в роторе, так и в камерепереходит в потенциальную энергию сжатия илиразрежения фронта волны.При выполнении этих условий радиусы роторай и поверхности отражателя 15 (Вк ) имеют отношение -э- где и - целое положительное число.2 ЛЧетное число расположенных в ряд щелей вроторе и статоре имеет целочисленное отношение,например 72/24, как показано на фиг. 2. Поэтомукаждая щель ротора, перемещаясь между двумясоседними щелями статора, заполняется упругойжидкостью,Такое выполнение устройства позволяет повысить интенсивность акустического поля за счетвозникающего гидравлического удара.Когда ротором открываются щели статора, отщели статора в полости ротора распространяетсяволна разрежения ( пониженного давления ), а вкамере 12 волна повышенного давления (разностьфаз у этих волн 180, что следует из теориигидравлического удара и из решения волновогоуравнения методом д Аламбера), при закрываниищели статора ротором, жидка среда, текущая вполости ротора, останавливается и ее кинетическаяэнергия переходит в энергию сжатия жидкости вполости ротора, а в камере 12 возникает волнаразрежения,При вышеперечисленных условиях возникаетпрямой гидравлический удар и резонансные колебания в полостях устройства.Энергия возникающего при этом импульса давления передается в камеру и полость ротора, какволна акустического давления.Щели, находящиеся в одном ряду статора 9,открываются все одновременно так, что наружнаяповерхность статора излучает звук одновременновсеми щелями.Такое же влияние, но обратное по фазе, возникает в полости ротора, т. е. в замкнутом объемераспространяются в одном направлении колебанияодинаковой частоты, обладающие, следовательно,одинаковой длиной волны.Звуковая волна отражается от отражателя 15камеры 12, причем фаза колебаний при отраженииизменится на 180 и отраженные колебания достигаютизлучающей поверхности статора 9 в нужной фазе,когда щели вновь открываются.Согласованность фаз достигнута подбором расстояния между щелями ротора в зависимости от егоугловой скорости вращения.Щели ротора и статора могут быть выполнены внесколько рядов. Причем щели в роторе расположены одна под другой, а в статоре расположенытак, что каждый последующий ряд смещен относительно предыдущего ( как показано на фиг. 3) навеличинуа+0 при аЬГ 1где Ь . расстояние по дуге между щелями ротора, м;5и - количество рядов щелей в статоре;а - ширина щели,Такое расположение щелей ротора и статорапозволяет повысить частоту колебаний во столькораз, во сколько будет увеличено число рядов.Как показано на фиг. 1, статор 9 имеетЕобразное сечение, а камера 12 выполнена составной.Такое выполнение упрощает изготовление имонтаж устройства при достаточной жесткости конструкции. На статор надевают основание 14, затемкрышку 13 и фланец 10.Скрепленные резьбовыми соединениями, онивместе представляют узел, легко монтирующийся скорпусом 2. При этом между ротором и статоромвыставляется необходимый зазор за счет изменениятолщины регулировочного кольца 11,Зазор выставляется после установки ротора вкорпус 2. Для этого кольцо 11 убирают и статорнадевают на ротор до соприкосновения коническихповерхностей.Замеряют зазор между статором и корпусом ивыставляют зазор между ротором и статором подбором толщины кольца 11,Торцовое уплотнение полости ротора выполнено с возможностью осевого перемещения в промежуточном кольце 8, свободно установленном вкорпусе 2.В случае нарушения герметичности этого узлажидкость отражается вращающимся совместно сротором 4 диском 5 в кольцевую проточку 16корпуса 2, из нее самотеком удаляется в атмосферуминуя подшипниковый узел.формула изобретения1. Устройство для создания акустических колебаний в проточной жидкой среде, содержащее помещенные в рабочую камеру ротор и статор, с выполнен 2.Устройствопоп, 1, о тлича ющ ее ся тем,.что, с целью повышения частоты акустических колебаний, щели в роторе и статоре расположены рядами и размещены в роторе друт под другом, а в статоре сдвинуты друг относительно друга на ве. Ьа+и при а -г 1Оа - ширина щелей ротора и статора, М;Ь - расстояние между щелями ротора по дуге, М;О - число рядов щелей в статоре.3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью обеспечения возможности уменьЗ 5 щения величины зазора между ротором и статором,внутренняя боковая поверхность статора и внешняябоковая поверхность ротора выполнены с уклономк их оси, а между статором и корпусом установленорегулировочное кольцо. где30 6ными по образующим щелями и привод вращенияротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения рабочей частоты и интенсивности акустического поля, в нем на статор Е . образного сечения надета крышка, образующая со статором кольцевуюгерметичную рабочую камеру прямоугольного сечения с отражателем по ее внешней цилиндрической по.верхности, радиус которой, например, в два раза больше радиуса внешней цилиндрической поверхностиротора, количество щелей в котором в целое числораз превышает количество щелей в статоре, причемширина щелей выбрана из соотношения23 ы)аа С15 где а - ширина щелей в роторе и статоре, м,-м - угловая скорость ротора, секК - внешний радиус ротора, м;с - скорость распространения звука в рабочей камере, м/сек.О оставительехред А. Демьяне актоо "1. 1 Днбииа орректор И. Гокси Зека 5057,139 Тираж б 9 БИИПИ Го омитета Со ретений и отк -35, Раушская 1130 аб., д, 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ударственно о делам иа 5, Москва,Подписноета Министров СССР