Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что в кавитационном смесителе, содержащем цилиндрическую проточную камеру с патрубками подвода и отвода обрабатываемой среды и установленный в ней подвижный в осевом направлении кавитатор в оиде усеченного конуса, обращенного меньшим осносзнием навстречу потоку, за кавитатором в проточной камере размещен полый конический насадок, обращенный своим большим основанием в сторону кавитатора. Диаме7р большего основани конического насадка равен диаметру проточной камеры, а диаметр меньшего основани конического насадка составл ет 0,6-1,2 диаметра большего основани кавитатора. В изобретении поток обрабатываемой среды через патрубок подвода поступает в проточную камеру и натекает на размещенный в ней конусообразный кавитатор. При обтекании потоком кавитатора за ним образуютс перемещающиес кавитационные каверны, генерирующие поле кавитационных пузырьков, насыщающих поток среды по всему объему проточной камеры смесител . Поскольку за кавитатором размещен полый конический насадок, обращенный своим большим основанием в сторону кавитатора , и диаметр большего основани насадка равен диаметру проточной камеры, весь поток, содержащий распределенные кавитационные пузырьки, попадает на вход насадка. За счет поджати в коническом насадке скорость потока значительно возрастает , что вызывает дальнейшее понижение гидростатического давлени в потоке. При таких услови х кавитационные пузырьки не схлопываютс ; а начинают увеличиватьс в размерах до выхода из насадка. Предложенна взаимосв зь рабочих органов кавитационного смесител позвол ет на выходе из конического насадка получить устойчивый двухфазный поток с достаточно крупными кавитационными пузырьками, обладающими при схлопывании высокой эрозионной активностью. На размеры образующихс кавитэционных пузырьков оказывает вли ние как врем пребывани в зоне снижени давлени , так и соотношение размеров выходного диаметра насадка и кавитатора. Перемещаа кавитатор вдоль оси проточной камеры, можно измен ть рассто ние от кавитатора до конического насадка, регулиру таким образом врем жизни кавитационного пузырька. Оптимальный диаметр выходного отверсти насадка, как показали эксперименты, находитс в пределах 0,61 ,2 диаметра большего основани конуса кавитатора. При выполнении выходного отверсти насадка диаметром менее 0,6 диаметра большего основани конуса кавитатора, насадок начинает выполн ть функцию местного сопротивлени , т.е. создает подопор давлени за кавитатором и гасит за ним кавитационную каверну. При выполнении выходного отверсти насадка диаметром свыше 1,2 диеметра большего основани кавитатора не удаетс получить равномерный двухфазный поток, так как некотора часть кавитационных пузырьков все же схлопываетс на входе в насадок. Кроме того предложенна взаимосв зь рабочих органов позвл ет достичь еще одного положительного эффекта - устранить кавитационный износ проточной камеры и тем самым предохранить обрабатываемую среду от загр знени продуктами эрозионного разрушени . Этот эффект достигаетс благодар тому, что вытекающий из насадка двухфазный поток попадает в обьем обрабатываемой среды в виде струи, в которой и происходит охлопывание кавитационных пузырьков, а окружающа струю прослойка среды предохран ет стенки проточной камеры от кавитационной эрозии. Таким образом в предложенной конструкции решаютс две взаимоисключающие друг друга задачи: значительно увеличиваетс эрозионна активность кавитационного пол пузырьков с одной стороны, и возможность избежать кавитационной эрозии материала проточной камеры смесител - с другой. На чертеже изображен продольный разрез смесител , Кавитационный смеситель состоит из цилиндрической проточной камеры 1, в которой , например, на штоке 2 установлен кавитатор 3, выполненный в виде усеченного конуса и обращённый меньшим основанием навстречу потоку. За кавитатором 3 в проточной камере 1 размещен полый конический насадок 4, обращенный своим большиим основанием в сторону кавитатора 3, При этом диаметр большего основани насадка 4 равен диаметру диаметру проточной камеры 1. Дл подвода в смеситель и отвода из него обрабатываемой среды служит соответственно патрубок 5 и патрубок 6. Кавитационный смеситель работает следующим образом. Обрабатываемый продукт через патрубок подвода 5 поступает в проточную камеру 1 и натекает на размещенный в ней конусообразный кавитатор 3, обращенный меньшим основанием навстречу потоку, за которым образуютс перемещающиес кавитационные каверны, генерирующие поле кавитационных пузырьков . Поскольку за кавитатором 3 в проточной камере 1 размещен полый конический насадок 4, обращенный своим большим основанием в сторону кавитатора 3, и диаметр большего основани насадка 4 равен диаметру проточной камеры 1, двухфазный поток, содержащий распределенные кавитационные пузырьки, попадает на вход насадка 4. В насадке 4 за счет поджати скорость потока существенно возрастает, что вызывает дальнейшее понижение гидростатического давлени в нем. При таких услови х кавитационные пузырьки несхлопываютс , а начинают увеличиватьс в размерах до выхода из насадка 4. образу на выходе устойчивый двухфазный поток с достаточно крупными кавитационными пузырьками. Схлопыва сь, кавитационные пузырьки образуют пульсирующие ударные волны и кумул тивные микроструи, оказывающие интенсивное перемешивающее и эрозионное воздействие на обрабатываемую среду. При этом, на размеры кавитационных пузырьков оказывает вли ние как врем пребывани в зоне пониженного давлени , так и соотношение размеров выходного отверсти насадка 4 и кавитатора 3. Перемеща кавитатор 3, закрепленный , например, на штоке 2, вдоль оси проточной камеры 1, можно измен ть рассто ние от кавитатора 3 до насадка 4, регулиру таким образом врем жизни кавитационного пузырька. Оптимальный размер выходного отверсти насадка 4 при этом составл ет 0,6-1,2 диаметра большего основани конуса кавитатора 3. Кроме того, в предлагаемой конструкции кавитационно17 38 го смесител устран етс кавитациони|л износ проточной камеры 1, благодар исключаетс загр знение обрабатываемой среды продуктами эрозионного разрушени проточной камеры. Формула изобретени 1.Кавитационный смеситель содержащий цилиндрическую проточную камеру с патрубками подвода и отвода среды и установленный в ней подвижный в осевом направлении кавитатор в виде усеченного конуса, обращенный меньшим основанием навстречу потоку, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности перемешивани путем создани сплошного кавитационного пол повышенной эрозионной активности, он снабжен полым коническим насадком, размещенным в проточной камере за кавитатором, насадок обращен своим большим основанием в сторону кавитатора , при этом диаметр большего оснбвани насадка равен диаметру проточной камеры. This goal is achieved by the fact that in the cavitation mixer containing a cylindrical flow chamber with nozzles for supplying and discharging the medium and mounted in it axially movable cavitator in the shape of a truncated cone facing less towards the flow, a hollow conical nozzle is placed behind the cavitator in the flow chamber , facing his big base towards the cavitator. The diameter of the larger base of the conical nozzle is equal to the diameter of the flow chamber, and the diameter of the smaller base of the conical nozzle is 0.6-1.2 times the diameter of the larger base of the cavitator. In the invention, the flow of the medium to be processed through the inlet pipe enters the flow chamber and flows onto the conical cavitator located in it. When a cavitator flows around it, moving cavitation cavities are formed behind it, generating a field of cavitation bubbles saturating the flow of medium throughout the volume of the flow chamber of the mixer. Since a hollow conical nozzle is placed behind the cavitator, facing with its large base towards the cavitator, and the diameter of the larger base of the nozzle is equal to the diameter of the flow chamber, the entire stream containing distributed cavitation bubbles enters the nozzle inlet. Due to the preload in the conical nozzle, the flow rate increases significantly, which causes a further decrease in the hydrostatic pressure in the flow. Under such conditions, cavitation bubbles do not collapse; and begin to increase in size before exiting the nozzle. The proposed interconnection of the working bodies of the cavitation mixer makes it possible to obtain a stable two-phase flow with sufficiently large cavitation bubbles at the exit from the conical nozzle, which exhibit high erosion activity when collapsing. The size of the cavitation bubbles formed is influenced by both the residence time in the pressure reduction zone and the ratio of the sizes of the outlet diameter of the nozzle and cavitator. By moving the cavitator along the axis of the flow chamber, the distance from the cavitator to the conical nozzle can be varied, thereby controlling the lifetime of the cavitation bubble. The optimal diameter of the nozzle outlet, as shown by experiments, is within 0.61, 2 of the diameter of the larger base of the cavitator cone. When the outlet is made, the nozzle with a diameter of less than 0.6 times the diameter of the larger base of the cavitator cone, the nozzles begins to fulfill the function of local resistance, i.e. creates a pressure boost behind the cavitator and extinguishes the cavitation cavity behind it. When an outlet is made with a nozzle with a diameter greater than 1.2 diameters of the larger base of the cavitator, it is not possible to obtain a uniform two-phase flow, since some of the cavitation bubbles nevertheless collapse at the entrance to the nozzle. In addition, the proposed interconnection of the working bodies allows one more positive effect to be achieved - to eliminate cavitation wear of the flow chamber and thereby protect the medium from contamination with erosion destruction products. This effect is achieved due to the fact that the two-phase stream flowing from the nozzle enters the volume of the medium being treated in the form of a jet, in which the cavitation bubbles cools, and the medium layer surrounding the stream protects the walls of the flow chamber from cavitation erosion. Thus, two mutually exclusive tasks are solved in the proposed design: the erosion activity of the cavitation field of bubbles on the one hand is significantly increased, and the possibility of avoiding cavitation erosion of the material of the mixer flow chamber on the other. The drawing shows a longitudinal section of the mixer. The cavitation mixer consists of a cylindrical flow chamber 1, in which, for example, a cavitator 3 is installed on the rod 2, made in the form of a truncated cone and facing a smaller base towards the flow. Behind the cavitator 3, a hollow conical nozzle 4 is placed in the flow chamber 1, facing with its larger base towards the cavitator 3. In this case, the diameter of the larger base of the nozzle 4 is equal to the diameter of the flow chamber 1. For supplying and discharging the processed medium from it, there is a pipe 5 and pipe 6. Cavitation mixer operates as follows. The processed product through the inlet pipe 5 enters the flow chamber 1 and flows onto the conical cavitator 3 located therein, facing a smaller base towards the flow, behind which moving cavitation cavities are generated, generating a field of cavitation bubbles. Since behind the cavitator 3 in the flow chamber 1 a hollow conical nozzle 4 is placed, facing its large base towards the cavitator 3, and the diameter of the larger base of the nozzle 4 is equal to the diameter of the flow chamber 1, a two-phase flow containing distributed cavitation bubbles enters the inlet of nozzle 4. B nozzle 4, due to preload, the flow rate increases significantly, which causes a further decrease in hydrostatic pressure in it. Under these conditions, cavitation bubbles do not collapse and begin to increase in size before exiting nozzle 4. forming a stable two-phase flow with sufficiently large cavitation bubbles at the exit. Collapsing, cavitation bubbles form pulsating shock waves and cumulative microjets, which have an intensive mixing and erosion effect on the medium being treated. Moreover, the size of cavitation bubbles is influenced by both the residence time in the reduced pressure zone and the ratio of the sizes of the outlet nozzle 4 and the cavitator 3. By moving the cavitator 3, mounted, for example, on the rod 2, along the axis of the flow chamber 1, it is possible to change distance from the cavitator 3 to the nozzle 4, thereby controlling the lifetime of the cavitation bubble. The optimal size of the outlet nozzle 4 in this case is 0.6-1.2 times the diameter of the larger base of the cavitator cone 3. In addition, cavitation17 wear of the flow chamber 1 is eliminated in the proposed design of the cavitation17 38 mixer, due to which the medium is not contaminated erosion products of the flow chamber. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A cavitation mixer comprising a cylindrical flow chamber with nozzles for supplying and discharging a medium and mounted in it axially movable cavitator in the form of a truncated cone, facing a smaller base towards the flow, characterized in that, in order to increase mixing efficiency by creating a continuous cavitation floor of increased erosion activity, it is equipped with a hollow conical nozzle placed in the flow chamber behind the cavitator, nozzles facing its large base We move towards the cavitator, while the diameter of the larger nozzle is equal to the diameter of the flow chamber.
2.Смеситель по п. 1,отличающийс тем, что диаметр меньшего основани конического насадка составл ет 0.6-1,2 диаметра большего основани кавитатора.2. A mixer according to claim 1, characterized in that the diameter of the smaller base of the conical nozzle is 0.6-1.2 times the diameter of the larger base of the cavitator.