Гидродинамический излучатель

(51)5 В 1 Р 7 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИ ИЗОБР ОПИСАН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЛЬСТВУ(21) 4811181/26. (22) 06.04,90 (46) 15.08,92. Бюл. М 30 (71) Производственное объединение "Минский тракторный завод им. В. И. Ленина" (72) С, Ф, Кукин (56) Авторское свидетельство СССР %1219125, кл, В 01 Г 7/28, 1984. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧА-.ТЕЛЬ(57) Изобретение предназначено для дис. пергирования и перемешивания при прйготовлении СОЖ и других технологических жидкостей из трудносмешиваемьх компонентов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса обработки среды, Гидродинамический излучатель содержит . равное количество концентрично расположенных цилиндров ротора 2 и статора 3 уаРРДфф 4 ЩЬЬ 9,:-Мф-:у М 4 ВЩфЗд М% Э "%. 2равным количеством одинаковых прорезей, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны подуглом а =агст 9 а/2 чЬ+(2 п)о. При этом прорези в цилиндрах выполнены под углом к радиальному направленйю, а их высота параллельна оси излучателя. ПрореЗи в дисках 6 и 7 по высоте выполнены в радиальном направлении, под углом а к оси излучателя, Прорези в дисках смещены относительно прорезей цилиндров на угол ф=л(0,017452.г), на верхнем диске установлены плоские радиальные нагнетающие лопасти 14 под углом (90- а) к оси излучателя, где а- ширина прорезей, Ь - толщина сте-, нок цилиндров и дисков; б - зазор между цилиндрами, и - число цилиндровйли дис- Я ков в роторе илистаторе, й - число профезей в роторе или статоре, 1 табл., 4 ил.10 15 20 р, который равен 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к устройствам для перемешивания, гомогенизации и диспергирования суспензий, виброперемешивания при закалке стальных изделий и может быть использовано в машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности.Наиболее близким к предлагаемому является гидродинамический излучатель, содержащий равное количество концентрично расположенных с одинаковым зазором чередующихся цилиндров ротора и статора с равйым количеством одинаковых прорезей, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны под углом а =агстда/2 иЬ+(2 п - 1)д, образованным пересечением плоскости симметрии прорези с радиальной плоскостью на середине между наружным и внутренним цилиндра. ми, где а - ширина прорезей в цилиндрах; Ь - толщийа стейки цилиндров; б - зазор между цилиндрами; и - число цилиндров в роторе или в статоре.Однако данным излучателем нельзя качественно и эффективно диспергировать и перемешивать различйые жйдкие и вязкие вещества в большом объеме за небольшой период времени; так как радиальное направление (вибрирующих) потоков не обеспечивает циркуляцию веществ из различных застойных зон обрабатываемого объема в зону обработки излучателя, а для улучшения качества обработки требуется многократное прокачивание веществ через излучатель.Кроме того. при работе излучателя генерируются значительные акустические шумы (до 100 дБ), что требует применейия специальных шумоизолирующих устройств на оборудовании, а персоналу - средств защиты от шума.Цель изобретения - . повышение эффективности процесса и снижение уровня генерируемых шумов.Поставленная цель достигается тем, чтов гидродинамическом излучателе, содержащем равное количество концентрично расположенных с одинаковым зазором чередующихся цилиндров ротора и статора с равным количеством одинаковых проре-.зей, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны пода/ ти . -- . -бр ванным пересечением плоскости симметрии прорезй 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; п - число цилиндров ротора или статора;излучатель в нижней части снабжен закрепленными к ротору дисками, чередующиеся с таким количеством дисков, закрепленных к статору, в дисках выполнены радиальные прорези в поперечном сечении с наклоном к оси излучателя под углом а в противоположные стороны и длиной, равной высоте прорезей в цилиндрах ротора и статора, ширина прорезей в дисках, толщина дисков, зазор между дисками и число дисков ротора и статора выполнены соответственно равными ширине прорезей, толщине цилиндров, зазоров между цилиндрами и числу цилиндров в роторе и статоре, причем в верхнем диске ротора по длине прорезей в радиальном направлении установлены плоские лопасти под углом (90 - а) к плоскости диска, а прорези дисков смещены относительно прорезей цилиндров на угол сектора лф= (тра -где г - количество прорезей в цилиндрах и дисках.Повышение эффективности процесса при использовании предлагаемого изобретения достигается эа счет непрерывной во времени двухкратной обработки веществ за один цикл их прохождения через излуча. тель, от чего не только повышается степень дисперсности обрабатываемых веществ, но и производительность обработки.Снижение уровня генерируемых акустических шумов в предлагаемом излучателе достигается за счет сдвига по фазе на 180 всех гармонических составляющих спектра шума, генерируемого дисками относительно всех гармонических составляющих спек-. тра шума, генерируемого цилиндрами, тем самым эти составляющие спектра шума взаимно компенсируют одни других и остаются только постоянные составляющие, которые по уровню шума составляют в сумме не более 50%. На фиг. 1 изображен гидродинамический излучатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, при совмещении прорезей цилиндров, обеспечивающих генерацию ими высокочастотных колебаний; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, при совмещении прорезей дисков, обеспечивающих генерацию ими высокочастотных колебаний со сдвигом по фазе на угол рот колебаний, создаваемых цилиндрами; на фиг. 4 - форма и взаимное расположение пульсации генерируемого шума дисками и цилиндрами излучателя.Гидродинамический излучатель содер- ного перемешивания обрабатываемых веит корпус 1, концентрично расположен- ществ и при совмещейиипрорезей дисковные с одинаковым .зазором, чередующими их высокоэффективную акустическую и мецилиндры 2 ротора и статора 3, с равным ханическую обработку. что значительно поколичеством одинаковых прорезей 4 и 5, а 5 вышаетстепеньдисперсности получаемогоакже чередующиеся с одинаковым зазором продукта за один проход через йзлучатель,диски 6 ротора и 7 статора с таким же коли- В процессе работы излучателя в цилинчеством и по форме прорезей 8 и 9, При этом драх и дисках генерируются с частотой 1=впрорези цилиндров наклонены подуглОм пульсации шума. которые сдвинуты относиа к радиальному направлению в разные сто л ноРоны, в Роторе относительно статора и по тельно друг друга на время т=16,7 , гдеглубине прорези расположены параллельно а - число оборотов в секунду вращения рооси излучателя, а прорези дисков наклоне- тора;- число прорезей в роторе или стато-ны под углом а к оси излучателя в разные ре; р - угол сдвига прорезей в цилиндрахстороны в роторе относительно статора ипо 15 относительно прорезей в дисках, Периодиглубине прорези дисков расположены в ра- ческие пульсации "генерируемого шума ци диальном направлении; Цилиндры 2 и диски линдрами или дисками можно разложить в6 Ротора закреплены на валу 10 гидродина- тригонометрический ряд Фурье следующемического излучателя, Вал 10 получает вра- го вида;щение от вала 11 привода 12, с которым он 202 Г г 1 дсоединен помощью муфты 13. Внутри ротот(щс) - 2+4 "пра между цилиндрами 2 и валом 6 установ 4лены криволинейные нагнетающие лопасти 1 3 3 5сов 2 вт14, а на дисках ротора со стороны наружно- где Г - амплитуда периодических пульсацийго цилиндра 3 статора 4 на верхний диск 6 25 шума.ротора установлены в радиальном направ- в - угловая (круговая) частота (в=2 л 1=лении плоские нагнетающие лопасти 15 под =2 т 4, Сдвиг прорезей дисков относиоуглом (90 - а) к оси излучателя, тельно прорезей цилиндров на угол р обесГидродинамический излучатель работа- печивает сдвиг по фазе максимумает следующим образом, 30 пульсаций шума дисков относительно пульКрутящиймоментотвала 11 привода 12 саций цилиндров на полпериода (жилипередается через муфту 13 на вал 16 гидро). Поэтому все периодические составлядинамического излучателя. Вращением ро- ющие шума компенсируют: друг Круга, атора обрабатываемые вещества только остается сумма постоянных составзасасываются внутрь излучателя и под воз ляющих+действием центробежных сил и напора, со- ляющих л +-0,6 Р, т,е. практичездаваемого лопастями 14 ротора, проходят ски шум снижается йочти на 50;,через прорези 4 ротора и прорези 5 статора, Вывод формулы расчета угла сектора ргде подвергаются мощному акустическому и сдвига прорезей дисков относительно промеханическому воздействию и происходит 40 Резей цилиндров производился тригонопредварительное диспергирование и дроб- метрическими "преобразованиямиление компонентов обрабатываемых ве- следующим образом,ществ, попадают в зону плоских 1) Длина дуги, в состав которой входитрадиальных лопастей 15. Под воздействием один зуб и одна прорезь, выражается форрабочих поверхностей лопастей 15 и избы м ло-г ечточного давления. созданного лопастями14, вещества проходят через прорези 8 ди- диаметР РотоРасков ротора и 9 дисков статора, где после 2). Ось совмещенных прорезей дисковперемешивания лопастями 15 еще раз под- должна проходить по биссектрисе угла, совергаютсятакомуже поэффективностиаку ставленного осями двух смежных совместическому и механическому воздействию, щенных прорезей дисков. Поэтому длиначто и в цилиндрах. Опережение, совмеще- дУги по диаметру О половинного угла сектония прорезей цилиндров во времени отно- Ра между осями смежных совмещенныхсительно совмещения прорезей дисков, прорезей цилиндров равнаобусловленном смещением, и прорезей ци .ЛОлиндров на угол р относительно прорезей 2 Едисков позволяют создавать избыточное 3). Зная длину дуги угла о, соответстдавление в зоне расположения плоских ра-венно определяется угол р по следующейдиальных лопастей и условия дополнитель- формулелО л22, 0 01745 О 0 017452В таблице приведены данные сравнительных испытаний по использованию предлагаемого излучателя для приготовления СОЖ и известного,формула изобретения Гидродинамический излучатель, содержащий равное количество концентрично расположенных с одинаковым зазором чередующихся цилиндров, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны под углом а=агсгд а/2 пЬ+(2 п - 1)д, образованным пересечейием плоскости симметрии прорези с радиальной плоскостью на середине расстояния между наружным и внутренним цилиндром, где а - ширина прорезей в цилиндрах, Ь - толщина стенки цилйндров, д - зазор между цилиндрами, и - числоцилиндровротора или статора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективноСтипроцесса и снижения уровня генерируемых акустических шумов, онснабжен дисками, прикрепленными к ротору в нижней части, и таким же количеством чередующихся с ними дисков, прикреплен ных к статору, в дисках выполнены радиальные прорези в поперечном сечении с наклоном к оси излучателя под углом ав противоположные стороны и длиной, равной высоте прорезей в цилиндрах ротора и 10 статора, ширина прорезей в дисках, толщина дисков, зазор между дисками и число ротора и статорэ выполнены соответственно равными ширине прорезей, толщине цилиндров, зазоров между цилиндрами и 15 числу цилиндров в роторе и статоре, причемв верхнем диске ротора по длине прорезей в радиальном направлении размещены плоские лопасти под углом (90-а) к плоскости дисков, а прорези дисков смещения относи тельно прорезей цилиндров на угол секторар, который равен 7 гl (0,01745,г); где т - количество прорезей в цилиндрах или дисках 25ки ал оставитель хред М.М рректор С. Лисин УПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 С С. Ку ндактор Э, Слиган Те оргент Ко аказ 2841 Тираж ПодписноеВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Ра щская наб 4/5