Гидродинамический излучатель

63 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 172 ц 5 В 01 Р 7/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ х с одинаковым илиндров ротоым количеством объединенных рупп прорезей, м под углом а = центрично расположенны зазором чередующихся ц ра 2 и стэтора 3 с равн одинаковых прорезей, в равное количество г .выполненных с наклоно(57) Изобретение относится к гидродинамическим излучателям и позволяет повысить эффективность процессов диспергирования и перемешивания, Гидродинамический излучатель содержит равное количество кон 8 э= атсг 9, в разные стороны, с одинаковым количеством прорезей в группах и частотой генерации низкочастотных колебаний тн = ай 1, где а - ширина прорезей в цилиндрах, Ь - толщина стенки ци.линдров; а- зазор между цилиндрами; и - число цилиндров ротора или статора; м - скорость вращения ротора, об/с; л - число прорезей в роторе или статоре; 1 - число прорезей в группе, 3 ил.10 15 20 25 30 35 ао 50 Изобретение относится к устройствам для перемешивания, гомогенизации и диспергирования суспензий, виброперемешивания при завалке стальных изделий и может быть использовано в машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности.Известен роторно-пульсационный аппарат для перемешивания, содержащий статор с пазами, наклоненными подотрицательным углом к оси аппарата, и ротор с пазами, наклоненными под положительным углом или наоборот.Наиболее близким к предлагаемому является гидродинамический излучатель, содержащий равное количество концентрично расположенных с одинаковым зазором чередующихся цилиндров ротора и статора с равным количеством одинаковых прорезей, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороа ны под углом а = аСсгдобразованным пересечением плоскости сим .трии прорези с радиальной плоскостью на середине расстояния между наружным и внутренним цилиндрами, где а - ширина прорезей в цилиндрах; Ь - толщина стенки цилиндров; б - зазор между цилиндрами; и - число цилиндров в роторе или статоре.Однако данным излучателем нельзя качественно диспергировать и перемешивать различные жидкие и вязкие вещества в большом объеме, так как радиальное направление колеблющихся (вибрирующих) потоков не обеспечивает циркуляцию веществ из различных застойных зон обрабатываемого объема в зону обработки излучателя.Кроме того, при использовании данного излучателя для создания вибрирующих масляных потоков для интенсификации охлаждения при закалке стальных изделий улучшение качества закалки наблюдается в изделиях, расположенных в ближних зонах от прорезей статора, так как колебания генерируемого излучения (порядка 3 - 6 кГц) затухают в масле уже на расстоянии 200- 300 мм и распространяются только в радиальном направлении от излучателя. Использование излучателя с низкой частотой для этих целей (порядка 150-160 Гц) не обеспечивает высокодисперсного измельчения, что также снижает интенсивность охлаждения и, как следствие, качество закалки.Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет одновременном генерации высокочастотных и низкочастотных колебаний под углами а к радиальным направлениям.Повышение эффективности процессов при использовании предлагаемого излучателя достигается за счет создания вибрирующих с низкой частотой заданного количества потоков, распространяющихся под заданным углом к радиальному направлению, что создает в обрабатываемом объеме непрерывно меняющиеся во всех направлениях вибрирующие потоки, распространяющиеся на большие расстояния, Этим исключается образование застойных зон, что интенсифицирует перемешивание, гомогенизацию и диспергирование суспенэий, а также процессы теплоотвода при закалке стальных изделий за счет равномерного и более интенсивного теплоотвода со всех поверхностей изделий,На фиг. 1 изображен гидродинамический излучатель, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг, 1 при совмещении прорезей, обеспечивающих генерацию высокочастотных колебаний; на фиг, 3 - то же, при совмещении прорезей, обеспечивающих генерацию низкочастотных вибрирующих и взаимно перекрывающихся потоков,Гидродинамический излучатель содержит корпус 1, концентрично расположенные с одинаковым зазором чередующиеся цилиндры ротора 2 и статора 3 с равным количеством одинаковых прорезей 4 и 5. При этом прорези ротора и статора объединены в группы, где прорези наклонены под углом а в разные стороны, Цилиндры 2 ротора закреплены на валу 6 гидродинамического излучателя. Вал 6 получает вращение от вала 7 привода 8, с которым он соединен с помощью муфты 9, Внутри ротора на валу 6 установлены лопасти 10,Гидродинамический излучатель работает следующим образом,Крутящий момент от вала 7 привода 8 передается через муфту 9 на вал 6 гидродинамического излучателя. Вращением ротора обрабатываемые вещества засасываются внутрь излучателя и под воздействием центробежных сил и напора, создаваемого лопастями 10 ротора, проходят через прорези ротора 4 и статора 5, где подвергаются мощному акустическому и механическому воздействию, что обеспечивает диспергирование и дробление компонентов обрабатывамых веществ.При вращении ротора происходит чередование совмещения групп прорезей ротора с прорезями статора, Когда прорезиротора и статора при совмещении наклонены в противоположные стороны, происходит генерация высокочастотных колебаний потока и, как правило, производится высокодисперсная обработка веществ с выбросом их из рабочей зоны излучателя с формированием высокочастотных вибрирующих потоков шириной а/п в радиальных направлениях, Совмещение групп прорезей ротора и статора, когда прорези наклонены под углом а в одну сторону, обеспечивает генерацию высокочастотных потоков шириной а из каждой прорези под углом йк радиальным направлениям, Поэтому здесь дисперсность обработки (т,е, максимальные размеры) смешиваемых веществ не превышает ширину прорези. Одновременно в данном случае формируются и низкочастотные вибрирующие потоки под углом а к радиальным направлениям из зоны групп прорезей с наклонном в одну сторону и с частотой, определяемой по формуле 1 н = = 032/21. Каждый такой поток в период максимума амплитуды его колебаний состоит из 21 потоков шириной а и сам вибрирующий низкочастотный поток распространяется в виде расходящегося пучка иэ каждой группы прорезей,Зависимость частоты низкочастотных колебаний 1 н потока от общего числа прорезей г, числа прорезей в группе 21 и скорости вращения ротора в получена иэ условия, что частота высокочастотных колебаний в гидродинамическом излучателе определяется формулой1=юг.Для низкочастотных вибрирующих потоков число групп прорезей, определяющих их частоту колебаний, равно в = г/21,Поэтому соответственно частота низкочастотных колебаний и определяется формулой тн = шг/21Таким образом, в предлагаемом излучателе за один цикл происходит генерация трех типов вибрирующих потоков: шириной а/и в радиальном направлении и частотой вг; шириной а под углом а к радиальному направлению и частотой вг;.расходящийся пучок, состоящий из г 1 потоков, распространяющихся под углом а к радиальному направлению с частотой колебаний пучка ии/21,Это обеспечивает предварительную обработку исходного вещества с частотой в г и размерами конечного продукта, не превышающими а, окончательную обработку с частотой в 2 и размерами частиц конечногопродукта, не превышающими а/и, а такжеинтенсивное перемешивание всего обраба 5 тываемого обьема исходного вещества вибрирующимися потоками с частотой а г/21.Кроме того, при генерации радиальныхпотоков с частотой ы за счет неравномерных по ширине проходов путь пульсирую 10 щих потоков через пазы ротора и статорасопровождается развитой кавитацией навыступах и углублениях щелей при совмещении пазов ротора и статора.Все это вместе в значительной степени15 интенсифицирует процесс обработки и повышает качество конечного продукта.В табл, 1 приведены данные сравнительных испытаний по использованиюпредлагаемого излучателя для приготовле 20 ния СОЖ, а в табл. 2 - по интенсификацииохлаждения в масле молотовых штамповпри их закалке,Формула изобретенияГидродинамический излучатель, содер 25.жащий равное количество концентричнорасположенных с одинаковым зазоромчередующихся цилиндров ротора и статора с равным количеством одинаковыхпрорезей выполнен в поперечном сече 30 нии с наклоном в противоположные стороны под углом а= атсг 9а2 пЬ +(2 п - 1) бобразованным пересечением плоскостисимметрии прорези с радиальной плоско 35 стью на середине расстояния между наружным и внутренним цилиндрами, где а -ширина прорезей в цилиндрах; Ь - толщинастенки цилиндров; б - зазор между цилиндрами; и - число цилиндров ротора и статора,40 отличающийся тем,что,сцельюповышения эффективности процесса засчет одновременной генерации высокочастотных и низкочастотных колебаний подуглами а к радиальным направлениям, про 45 рези на каждом цилиндре ротора и статоравыполнены под углом ав разные стороны ирасположены в. равном количестве групп,причем число прорезей в группах с наклоном в одну сторону равно числу прорезей в50 группах с наклоном вдругую сторону, а число групп прорезей, определяющих частотунизкочастотных колебаний, равно п 1- =г/г 1, где 2 - общее число прорезей в цилиндре ротора или статора; 21 - число про 55 резей в группе.Тип закаливаемого изделия,марка стали Заготовка штампа 5 ХНМ Заготовка штампа 5 ХНМ Максимальная глубина закаленного слоя, мм Минимальнаяглубина закаленного слоя,мм Максимальная твердость материала в закаленном слое, НРС Таблица 1 Минимальная твердость материала в закаленном слое, НРС1722563 едактор Т.Лазоренко Т М,М Корректор М,Шэрош Заказ 1014 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат Патент", г. Уж, ул.Гагарина, 10 Состав ехред ль С,Кукин оргентал