RU2146170C1 - Acoustic rotary pulsation apparatus (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: mixing and homogenizing technique; chemical, oil producing, oil refining, food-processing, perfumery, pharmaceutical, fuel-and-power, chemical-and-photographic and microbiological industries; construction and highway engineering. SUBSTANCE: stator disk of apparatus has radial slots in the amount equal to or multiple of number of flexible members (blades, struts) with whose help stator is mounted in housing. Slots may be made at angle relative to radius and they may be through. Through slots may extend over entire length of stator disk forming its separate sectors which are different is geometry and/or and have different location relative to flexible members. Flexible members may be of different geometry at different location relative to one another; through slots are inclined relative to surface of rotor disk; separate sectors are mounted at angle relative to plane of rotation of rotor, thus increasing amplitude, frequency and intensity of acoustic action of stator on medium being treated. EFFECT: enhanced efficiency. 14 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области смесительной, гомогенизирующей, диспергирующей технике и может быть использовано в химической, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической, энергетической, микробиологической, парфюмерной и других отраслях промышленности, в строительстве, в дорожном строительстве. The invention relates to the field of mixing, homogenizing, dispersing equipment and can be used in chemical, oil, oil refining, food, pharmaceutical, energy, microbiological, perfumery and other industries, in construction, in road construction.

Известен роторный диспергатор (SU 649451, кл. B 01 F 7/16, 28.02.79) содержащий конический ротор с валом и конический статор с меньшей конусностью, чем у ротора, входной и выходной патрубки, систему отверстий в нижней части ротора. На рабочей поверхности ротора выполнены винтовые канавки с шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора. Устройство работает следующим образом: через подводящий патрубок и систему отверстий в роторе диспергируемая среда подается в зазор между ротором и статором, где в результате вращения ротора она подвергается механической обработке. Недостатком данного устройства является то, что на обрабатываемую среду воздействует только сдвиговое напряжение, возникающее в среде в зазоре между вращающимся ротором и неподвижным статором. Known rotary dispersant (SU 649451, class B 01 F 7/16, 02.28.79) containing a conical rotor with a shaft and a conical stator with less taper than the rotor, inlet and outlet nozzles, a system of holes in the lower part of the rotor. On the working surface of the rotor, helical grooves are made with a step increasing in the direction of increasing the diameter of the rotor. The device operates as follows: through the inlet pipe and the system of holes in the rotor, the dispersible medium is fed into the gap between the rotor and the stator, where it is subjected to mechanical processing as a result of the rotation of the rotor. The disadvantage of this device is that the processed medium is affected only by shear stress that occurs in the medium in the gap between the rotating rotor and the stationary stator.

Известен роторно-пульсационный аппарат (SU 1830278, кл. B 01 F 7/28, 30.07.93) наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому изобретению, взятый нами за прототип, содержащий корпус, в котором установлен ротор, выполненный в виде диска с установленными на нем концентрично радиальными лопатками и статор с упругими опорами, посредством которых он установлен в корпусе с зазором и установленными на нем ступенями коаксиальными цилиндрами с проточными каналами. Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая жидкотекучая среда поступает в корпус, где подвергается гидромеханическому воздействию со стороны лопаток вращающегося ротора, лопаток статора, образованных коаксиальными цилиндрами и проточными каналами, а так же акустическому воздействию со стороны всего статора колебаниями различной частоты и амплитуды. Это устройство позволяет значительно повысить эффективность обработки жидкотекучих сред и получать дисперсии защищаемых цветообразующих компонент цветного проявления в химико-фотографической промышленности со средним диаметром частиц d = 0,1 мкм. Однако это достигается путем многократного прохождения эмульсии через аппарат. Получение дисперсии со средним размером (диаметром) порядка 0,5 мкм за один проход в таком аппарате не обеспечивается из-за невысокого акустического излучения статора. Known rotary pulsation apparatus (SU 1830278, class B 01 F 7/28, 07/30/93) closest in technical essence to the proposed invention, taken as a prototype, containing a housing in which the rotor is installed, made in the form of a disk with installed on it concentrically with radial blades and a stator with elastic supports, by means of which it is installed in the housing with a gap and steps mounted on it by coaxial cylinders with flow channels. The device operates as follows. The processed fluid flows into the housing, where it is subjected to hydromechanical action from the side of the blades of a rotating rotor, stator blades formed by coaxial cylinders and flow channels, as well as to the acoustic effect from the side of the entire stator by vibrations of different frequencies and amplitudes. This device can significantly increase the efficiency of processing fluid media and obtain dispersions of protected color-forming components of color manifestation in the chemical-photographic industry with an average particle diameter of d = 0.1 μm. However, this is achieved by repeatedly passing the emulsion through the apparatus. Obtaining a dispersion with an average size (diameter) of the order of 0.5 μm in one pass in such an apparatus is not ensured due to the low acoustic radiation of the stator.

Техническим эффектом изобретения является повышение эффективности обработки жидкотекучих сред путем более эффективного акустического воздействия статора на обрабатываемую среду. The technical effect of the invention is to increase the efficiency of processing fluid media by more effective acoustic effects of the stator on the medium.

Сущность изобретения характеризуется следующей совокупностью существенных признаков, обеспечивающих достижение указанного эффекта в акустическом роторно-пульсационном аппарате, содержащем корпус с установленным в нем ротором, выполненном в виде диска на торцах которого концентрично расположены лопатки, образующие проточные каналы и статоры, установленные в корпусе с зазором посредством упругих элементов, (лопаток, стоек) с коаксиально расположенными лопатками, образующими проточные каналы, согласно изобретению, на статоре выполнены радиальные пазы в количестве равном или кратном количеству упругих элементов (лопаток, стоек) посредством которых статор установлен в корпусе. The invention is characterized by the following set of essential features, ensuring the achievement of this effect in an acoustic rotary pulsation apparatus, comprising a housing with a rotor installed in it, made in the form of a disk at the ends of which blades concentrically arranged form flow channels and stators installed in the housing with a gap by elastic elements (blades, uprights) with coaxially arranged vanes forming flow channels, according to the invention, on the stator s radial slots in an amount equal to or a multiple of the number of elastic elements (blades, struts) through which the stator is mounted in the housing.

Кроме того, пазы выполнены под углом к радиусу. In addition, the grooves are made at an angle to the radius.

Для усиления эффекта акустического воздействия со стороны статора на обрабатываемую среду пазы на статоре выполнены сквозными. To enhance the effect of acoustic effects from the stator on the medium being treated, the grooves on the stator are made through.

Для усиления акустического воздействия статора на обрабатываемую среду пазы выполнены на всю длину диска статора/статоров, образуя отдельные его секторы. To enhance the acoustic effect of the stator on the medium being processed, the grooves are made over the entire length of the stator disk / stators, forming its individual sectors.

Кроме того, для расширения частотного поля излучаемого статором, его отдельные секторы выполненные различными по геометрическим размерам и/или различно расположенными относительно упругих элементов. In addition, to expand the frequency field emitted by the stator, its individual sectors are made different in geometric dimensions and / or differently located relative to the elastic elements.

Для увеличения частотного и амплитудного спектров акустического излучения статора упругие элементы статора выполнены различными по геометрии и/или различно расположены друг относительно друга. To increase the frequency and amplitude spectra of the acoustic radiation of the stator, the elastic elements of the stator are made different in geometry and / or are differently located relative to each other.

Для усиления эффекта сквозные пазы выполнены наклонно к плоскости диска статора. To enhance the effect, through grooves are made obliquely to the plane of the stator disk.

Кроме того, для усиления акустического эффекта воздействия на обрабатываемую среду отдельные секторы статора установлены под углом к плоскости вращения ротора. In addition, to enhance the acoustic effect of the impact on the medium being treated, individual stator sectors are installed at an angle to the plane of rotation of the rotor.

Выполнение на диске статора радиальных пазов в количестве равном или кратном количеству упругих элементов (лопаток, стоек), посредством которых статор установлен в корпусе, приведет к тому, что статор в местах расположения этих пазов будет иметь меньшую жесткость, большую податливость. Это приводит к увеличению деформации диска статора под действием пульсирующих возмущающих сил, возникающих в роторно-пульсационном аппарате во время его работы из-за пульсаций давления и скорости в обрабатываемой среде возникающих благодаря пульсационным процессам, присущим этим аппаратам. Увеличение податливости диска приводит к увеличению амплитуды его колебаний, что увеличивает энергию акустических колебаний, тем самым увеличивая эффективность работы роторно-пульсационного аппарата в части перемешивания, диспергирования, гомогенизации, растворения, проведения звукохимических реакций. В сечении пазы могут быть прямоугольными, треугольными и т.д. Выполнение пазов в количествах, совпадающих или кратно количеству упругих элементов (лопаток, стоек), посредством которых статор установлен в корпусе, приводит к тому, что число зон веерных колебаний на статоре, возникающих в результате действия на него пульсирующих давления, скорости будет оптимальным, т.к. их количество всегда будет целым числом, укладывающимся на поверхности диска статора. The execution on the stator disk of radial grooves in an amount equal to or a multiple of the number of elastic elements (blades, racks), through which the stator is installed in the housing, will lead to the fact that the stator in the locations of these grooves will have less rigidity, greater flexibility. This leads to an increase in the deformation of the stator disk under the action of pulsating perturbing forces arising in the rotary-pulsating apparatus during its operation due to pressure and velocity pulsations in the medium being processed arising due to the pulsation processes inherent in these apparatuses. An increase in the flexibility of the disk leads to an increase in the amplitude of its vibrations, which increases the energy of acoustic vibrations, thereby increasing the efficiency of the rotary pulsation apparatus in terms of mixing, dispersing, homogenizing, dissolving, and conducting soundchemical reactions. In the section, the grooves can be rectangular, triangular, etc. The implementation of the grooves in quantities that coincide or is a multiple of the number of elastic elements (blades, racks), through which the stator is installed in the housing, leads to the fact that the number of fan-shaped oscillation zones on the stator arising from the action of pulsating pressure on it, speed will be optimal, t .to. their number will always be an integer that fits on the surface of the stator disk.

Радиальные пазы могут быть выполненными под углом к радиусу, что приводит к тому, что сегменты диска статора, заключенные между этими пазами, под действием набегающего на них пульсирующего потока жидкотекучей среды будут совершать несимметричные веерообразные колебания по форме отличающиеся от колебаний, когда пазы выполнены строго радиально, таким образом форма колебаний, их частота, амплитуда при таком выполнении пазов будет иной, а следовательно, имеет место расширение частотного спектра колебаний статора. Radial grooves can be made at an angle to the radius, which leads to the fact that the segments of the stator disk enclosed between these grooves, under the action of a pulsating flow of a fluid medium incident on them, will perform asymmetric fan-shaped oscillations in shape different from those when the grooves are made strictly radially Thus, the shape of the oscillations, their frequency, the amplitude with such a groove will be different, and therefore, there is an extension of the frequency spectrum of the stator oscillations.

Выполнение пазов на статоре сквозными увеличит податливость (амплитуду колебаний) статора в колебательном процессе под действием пульсирующих давлений, скорости в обрабатываемой среде. При этом прорези могут быть выполнены на различную длину, под различными углами к радиусу, что приведет к расширению спектра акустических частот излучаемых статором. Performing slots on the stator end-to-end will increase the compliance (amplitude of oscillations) of the stator in the oscillatory process under the action of pulsating pressures, speeds in the medium being processed. In this case, the slots can be made for different lengths, at different angles to the radius, which will lead to the expansion of the spectrum of acoustic frequencies emitted by the stator.

Выполнение сквозных пазов на всю длину диска статора приводит к тому, что образованные в результате этого отдельные секторы имеют еще большую податливость (амплитуду колебаний) в колебательном процессе под действием пульсирующих результирующих сил. Кроме того, отдельные секторы статора будут совершать дополнительно колебательные движения в плоскости вращения ротора. Performing through grooves over the entire length of the stator disk leads to the fact that the individual sectors formed as a result of this have even greater compliance (oscillation amplitude) in the oscillatory process under the action of pulsating resulting forces. In addition, individual sectors of the stator will additionally oscillate in the plane of rotation of the rotor.

Выполнение отдельных секторов статора различными по геометрии, например по толщине, углу сектора, приводит к тому, что каждый из этих секторов будет иметь свою собственную частоту колебаний, в результате чего спектр излучаемых статором частот расширится, что приведет к интенсификации процесса обработки жидкотекучих сред в аппарате. The execution of individual stator sectors with different geometries, for example, thickness, sector angle, leads to the fact that each of these sectors will have its own oscillation frequency, as a result of which the spectrum of frequencies emitted by the stator will expand, which will lead to an intensification of the process of processing fluid media in the apparatus .

Выполнение упругих элементов (лопаток, стоек) различными по геометрии или расположению относительно друг друга приводит к тому, что секторы статора, установленные в корпусе, с их помощью, имеют различные жесткости, тем самым имеют различные собственные частоты колебаний. Это приводит к расширению спектра частотных колебаний, излучаемых статором в обрабатываемую среду, что приводит к интенсификации процесса обработки жидкотекучей среды в аппарате. The execution of elastic elements (blades, racks) of different geometry or arrangement relative to each other leads to the fact that the stator sectors installed in the housing, with their help, have different stiffnesses, thereby have different natural frequencies of oscillations. This leads to the expansion of the spectrum of frequency oscillations emitted by the stator into the medium being processed, which leads to an intensification of the process of processing a fluid medium in the apparatus.

Выполнение сквозных пазов наклонно к плоскости диска статора приводит к тому, что на стенку этого наклонного паза действует пульсирующая гидродинамическая сила движущейся жидкотекучей среды. Это приводит к тому, что появляется осевая составляющая пульсирующей силы, действующей на сектор, приводящая к его колебаниям, как показано далее в графическом материале "+НКос" и "-НКос". Это позволяет совершать сектору более полные по спектру пространственные колебания. The implementation of through grooves inclined to the plane of the stator disk leads to the fact that the pulsating hydrodynamic force of a moving fluid medium acts on the wall of this inclined groove. This leads to the fact that there is an axial component of the pulsating force acting on the sector, leading to its fluctuations, as shown further in the graphic material "+ NKos" and "-Nkos". This allows the sector to perform more complete spatial spectrum oscillations.

Установка отдельных секторов статора под углом к плоскости вращения диска ротора приводит к тому, что на эти сектора действует пульсирующая сила в осевом направлении, а это приводит к дополнительным осевым колебаниям отдельных секторов статора, что повышает эффективность обработки. The installation of individual sectors of the stator at an angle to the plane of rotation of the rotor disk leads to the fact that a pulsating force in the axial direction acts on these sectors, and this leads to additional axial vibrations of individual sectors of the stator, which increases the processing efficiency.

Существенными отличительными признаками изобретения являются: выполнение на статоре радиальных пазов, в количестве равном или кратном количеству упругих элементов, позволяющих увеличить амплитуду колебаний статора, выполнение этих пазов под углом к радиусу, выполнение пазов сквозными, выполнение сквозных пазов на всю длину диска статора с образованием отдельных секторов статора, выполнение этих секторов различными по геометрии и расположению относительно упругих элементов, выполнение упругих элементов различными по геометрии и/или различно расположенными относительно друг друга, выполнение сквозных пазов наклонно к плоскости диска статора, а также установка отдельных секторов под углом к плоскости вращения ротора. The essential distinguishing features of the invention are: the execution on the stator of radial grooves, in an amount equal to or a multiple of the number of elastic elements that allow to increase the amplitude of the stator oscillations, the execution of these grooves at an angle to the radius, the execution of the grooves through, the through grooves along the entire length of the stator disk with the formation of individual stator sectors, the execution of these sectors different in geometry and location relative to the elastic elements, the execution of elastic elements different in geometry and / or differently located relative to each other, the implementation of through grooves inclined to the plane of the stator disk, as well as the installation of individual sectors at an angle to the plane of rotation of the rotor.

Сравнительный анализ предлагаемого изобретения с известными техническими решениями позволяет сделать вывод о новизне и соответствии условию изобретательского уровня предлагаемого изобретения. A comparative analysis of the invention with known technical solutions allows us to conclude that the novelty and compliance with the condition of the inventive step of the invention.

На фиг. 1 изображен акустический роторно-пульсационный аппарат, его продольный разрез, в нижней части фигуры пазы выполнены сквозными, левая часть - не на всю длину диска статора, правая часть - на всю длину диска статора, верхняя часть - различные длины несквозных пазов. На фиг. 2 сечение А-А фиг. 1. На фиг. 3 - сечение В-В фиг. 1 - выполнение несквозных, радиальных пазов различной длины. На фиг. 4 - сечение В-В фиг. 1 - выполнение несквозных пазов различной длины под углами α к радиусу. На фиг. 5 - сечение В-В фиг. 1 - вариант выполнения сквозных пазов. На фиг. 3-5 число пазов совпадает с числом упругих элементов, на которых установлен статор. На фиг. 6 - сечений В-В фиг. 1 - число пазов кратно числу упругих элементов (8/4). На фиг. 7 - сечение В-В- фиг. 1, сквозные пазы выполнены на всю длину диска статора, образуя его отдельные секторы. На фиг. 8 сечение В-В фиг. 1 - выполнение секторов различными по геометрии и расположению относительно упругих элементов статора. На фиг. 9 - сечение В-В фиг. 1 - выполнение упругих элементов различными по геометрии. На фиг. 10 - вид Г фиг. 8 - выполнение сквозных пазов наклонно к плоскости диска статора на угол β. На фиг. 11 - вид Д фиг. 9 - установка отдельных секторов под углом γ к плоскости вращения ротора. Индексами "НВ" обозначено направление вращения ротора, "ПВР" - плоскость вращения ротора, "НК" - направление колебаний секторов статора, нижние индексы "ос" - осевое, "тан" - тангенциальное, знаки "+" и "-" - направление колебаний положительные и отрицательные, индекс "М" - суммарный пульсирующий момент от пульсирующих сил, действующий на сектор. In FIG. 1 shows an acoustic rotary-pulsation apparatus, its longitudinal section, in the lower part of the figure, the grooves are made through, the left part - not the entire length of the stator disk, the right part - the entire length of the stator disk, the upper part - various lengths of non-through grooves. In FIG. 2 section AA of FIG. 1. In FIG. 3 is a section BB of FIG. 1 - the implementation of through, radial grooves of various lengths. In FIG. 4 is a section BB of FIG. 1 - execution of non-through grooves of various lengths at angles α to the radius. In FIG. 5 is a cross-section BB of FIG. 1 is an embodiment of through grooves. In FIG. 3-5, the number of grooves coincides with the number of elastic elements on which the stator is mounted. In FIG. 6 - sections BB of FIG. 1 - the number of grooves is a multiple of the number of elastic elements (8/4). In FIG. 7 is a cross-section BB-FIG. 1, through grooves are made over the entire length of the stator disk, forming its individual sectors. In FIG. 8, section BB of FIG. 1 - execution of sectors of different geometry and location relative to the elastic elements of the stator. In FIG. 9 is a cross-section BB of FIG. 1 - the implementation of the elastic elements of various geometries. In FIG. 10 is a view D of FIG. 8 - implementation of through grooves inclined to the plane of the stator disk at an angle β. In FIG. 11 is a view D of FIG. 9 - installation of individual sectors at an angle γ to the plane of rotation of the rotor. The indices “HB” indicate the direction of rotation of the rotor, “TAC” - the plane of rotation of the rotor, “NK” - the direction of oscillation of the stator sectors, the lower indices “wasp” - axial, “tan” - tangential, signs “+” and “-” - direction positive and negative fluctuations, the index "M" is the total pulsating moment from the pulsating forces acting on the sector.

Аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, внутри корпуса 1 на валу 4 расположен ротор 5, выполненный в виде диска с установленными на нем концентрично-радиальными лопатками 6, которые образуют проточные каналы 7. В корпусе 1 на упругих элементах /лопатках, стойках/ 8 с зазором к корпусу установлен статор 9, например, выполненный из титанового сплава, на торце которого, обращенного к диску ротора 5, установлены концентрично лопатки 10, образующие проточные каналы 11. На торце диска статора 9, обращенном в сторону корпуса, выполнены радиальные пазы 12. Эти пазы могут иметь различную длину, могут быть выполнены под углом α к радиусу, пазы 12 могут быть выполнены сквозными, как показано на фиг. 1, 5, 7, 8, 9. Число пазов 12 может быть равно или кратно числу упругих элементов 8. Пазы 12 могут быть выполнены на всю длину диска статора 9, образуя отдельные его секторы 13. Секторы 13 статора 9 могут быть выполнены различными по геометрии (толщине δ, углу сектора ω (см. фиг. 8), по-разному быть расположены по отношению к упругим элемента, как показано на фиг. 8, 10, 11. Упругие элементы 8 могут быть выполнены различными по геометрии, а также могут быть по-разному расположены друг относительно друга (см. фиг.9). Сквозные пазы 12 могут быть выполнены наклонно под углом β к плоскости диска статора 9 (фиг. 10). Отдельные секторы статора 9 могут быть установлены под углом γ к плоскости вращения ротора ПВР (фиг. 11). The apparatus comprises a housing 1 with input 2 and output 3 nozzles, inside the housing 1 on the shaft 4 there is a rotor 5 made in the form of a disk with concentric radial blades 6 mounted on it, which form flow channels 7. In the housing 1 on elastic elements / blades , uprights / 8 with a gap to the body, a stator 9 is installed, for example, made of titanium alloy, on the end of which, facing the rotor disk 5, concentrically blades 10 are installed, forming flow channels 11. At the end of the stator disk 9, facing the body, performed adialnye grooves 12. These grooves may have different lengths, may be made at an angle α to radius, the grooves 12 may be formed by through, as shown in FIG. 1, 5, 7, 8, 9. The number of grooves 12 can be equal to or a multiple of the number of elastic elements 8. The grooves 12 can be made over the entire length of the disk of the stator 9, forming its individual sectors 13. The sectors 13 of the stator 9 can be made different in geometry (thickness δ, sector angle ω (see Fig. 8), be arranged differently with respect to the elastic element, as shown in Figs. 8, 10, 11. The elastic elements 8 can be made different in geometry, and can be differently located relative to each other (see Fig. 9.) Through grooves 12 can be made obliquely under glom β to the plane of the disk of the stator 9 (Fig. 10). Individual sectors of the stator 9 can be installed at an angle γ to the plane of rotation of the rotor of the TAC (Fig. 11).

Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 2 обрабатываемая жидкотекучая среда поступает в корпус 1, где под действием центробежных сил, создаваемых лопатками 6 вращающегося на валу 4 ротора 5, по проточным каналам 7 движется от оси вращения ротора 5 к периферии и покидает аппарат через выходной патрубок 3. При этом обрабатываемая среда протекает через проточные каналы 11, образованные лопатками 10 статора 9, где она подвергается воздействию (обработке) со стороны лопаток 6 ротора 5, и со стороны лопаток 10 статора 9. Кроме того, на обрабатываемую среду очень активно воздействует диск статора 9, который совершает различные колебания (различной формы, частоты, амплитуды), под действием пульсации давления, скорости возникающих в среде из-за чередования совмещения и не совмещения проточных каналов 7 ротора 5 и проточных каналов 11 статора 9, на упругих элементах 8 с помощью которых статор 9 установлен в корпусе 1. Благодаря тому, что на диске статора 9 выполнены радиальные пазы 12, диск в целом и особенно его периферийная часть становятся более податливыми, тем самым увеличивается амплитуда колебаний диска ротора 9, увеличивая тем самым воздействие на обрабатываемую среду. Радиальные пазы 12, выполненные под углом α к радиусу, позволяют получить колебания статора иной формы и частоты, что расширяет акустический спектр его колебаний. Выполнение пазов 12 сквозными приводит к тому, что имеются участки диска статора 9, по крайней мере на периферии, не связанные друг с другом, что приводит к еще более значительному увеличению амплитуды колебаний этих частей диска статора 9 относительно корпуса 1 и вращающегося ротора 5. Выполнение количества пазов 12 равным или кратным числу упругих элементов 8 приводит к тому, что на плоскости диска статора 9 между двумя соседними упругими элементами 8 укладывается целое число зон колебаний. Это позволяет более полно использовать поверхность статора с целью получения максимально возможного акустического воздействия на обрабатываемую среду. Выполнение сквозных пазов 12 на всю длину диска статора 9 таким образом, что образуются его отдельные секторы 13, приводит к тому, что эти секторы под действием возмущающих пульсирующих сил совершают как бы независимо друг от друга колебания, при этом амплитуда их колебаний еще более возрастает, т.к. секторы 13 обладают большей податливостью, чем статор в целом. Выполнение секторов 13 различными по геометрическим размерам и расположению относительно упругих элементов приводит к тому, что каждый сектор имеет свою собственную частоту колебаний. Это позволяет расширить частотный спектр колебаний статора, увеличив тем самым технологические возможности аппарата. Различное расположение секторов 13 относительно упругих элементов 8, на которых они установлены в корпусе, приводит к тому, что эти секторы 13 отличаются друг от друга по характеру колебаний, что так же увеличивает технологические возможности аппарата. Выполнение различными по конфигурации (геометрии) и/или взаимному расположению друг относительно друга упругих элементов 8, посредством которых секторы 13 статора 9 установлены в корпусе 1, изменяют их "заделку" в корпусе (их жесткость, место установки в корпусе), что также изменяет акустические свойства каждого сектора в отдельности. Это также расширяет акустический спектр излучаемых статором частот и энергий, что делает аппарат более универсальным, позволяя применять его с успехом в различных областях техники для решения самого широкого круга научных и технических задач. The device operates as follows. Through the inlet pipe 2, the processed fluid flows into the housing 1, where under the action of centrifugal forces created by the blades 6 of the rotor 5 rotating on the shaft 4, through the flow channels 7 it moves from the axis of rotation of the rotor 5 to the periphery and leaves the apparatus through the outlet pipe 3. At the same time the medium being processed flows through the flow channels 11 formed by the blades 10 of the stator 9, where it is exposed to (processing) from the blades 6 of the rotor 5, and from the blades 10 of the stator 9. In addition, the medium to be processed is very actively the stator disk 9 operates, which performs various oscillations (of various shapes, frequencies, amplitudes), under the influence of pressure pulsations, and the velocities arising in the medium due to the alternation of alignment and non-alignment of the flow channels 7 of the rotor 5 and the flow channels 11 of the stator 9, on the elastic elements 8 with which the stator 9 is installed in the housing 1. Due to the fact that the stator disk 9 has radial grooves 12, the disk as a whole and especially its peripheral part become more pliable, thereby increasing the amplitude of the oscillations of the rotor disk 9, thereby increasing the impact on the processed medium. Radial grooves 12, made at an angle α to the radius, make it possible to obtain stator oscillations of a different shape and frequency, which expands the acoustic spectrum of its oscillations. The execution of the grooves 12 through leads to the fact that there are sections of the stator disk 9, at least on the periphery, not connected with each other, which leads to an even more significant increase in the amplitude of oscillation of these parts of the stator disk 9 relative to the housing 1 and the rotating rotor 5. the number of grooves 12 equal to or a multiple of the number of elastic elements 8 leads to the fact that on the plane of the disk of the stator 9 between two adjacent elastic elements 8 fits an integer number of vibration zones. This allows a more complete use of the stator surface in order to obtain the maximum possible acoustic impact on the medium being treated. The implementation of through grooves 12 over the entire length of the disk of the stator 9 in such a way that its separate sectors 13 are formed, leads to the fact that these sectors, under the influence of perturbing pulsating forces, oscillate as if independently from each other, while the amplitude of their oscillations increases even more, because sectors 13 are more flexible than the stator as a whole. The implementation of the sectors 13 different in geometric dimensions and location relative to the elastic elements leads to the fact that each sector has its own vibration frequency. This allows you to expand the frequency spectrum of the stator oscillations, thereby increasing the technological capabilities of the apparatus. The different arrangement of the sectors 13 relative to the elastic elements 8 on which they are mounted in the housing leads to the fact that these sectors 13 differ from each other in the nature of the oscillations, which also increases the technological capabilities of the apparatus. The execution of elastic elements 8, different in configuration (geometry) and / or relative to each other, by means of which sectors 13 of the stator 9 are installed in the housing 1, change their “termination” in the housing (their rigidity, installation location in the housing), which also changes acoustic properties of each sector separately. It also extends the acoustic spectrum of frequencies and energies emitted by the stator, which makes the apparatus more versatile, allowing it to be used successfully in various fields of technology to solve a wide range of scientific and technical problems.

Выполнение сквозных пазов 12 под углом β к плоскости диска статора 9 позволяет более полно использовать колебания секторов 13 в трех плоскостях, т. е. совершать в полной мере объемные колебания, т.к. секторы связаны с корпусом только посредством упругих элементов 8. Таким образом, они имеют возможность совершать пространственные колебания под действием пульсирующих пространственных сил и моментов от этих сил. Установка секторов 13 под углом γ к плоскости вращения ротора 5 (см. фиг. 11) позволяет получить еще большую осевую составляющую пульсирующих сил и моментов от этих сил, действующих на сектор, что в свою очередь увеличивает интенсивность и амплитуду осевых и тангенциальных колебаний секторов (см. фиг. 9, 11). The implementation of through grooves 12 at an angle β to the plane of the disk of the stator 9 allows you to more fully use the vibrations of the sectors 13 in three planes, i.e., to make full volume fluctuations, because sectors are connected with the housing only by means of elastic elements 8. Thus, they have the ability to perform spatial oscillations under the action of pulsating spatial forces and moments from these forces. The installation of sectors 13 at an angle γ to the plane of rotation of the rotor 5 (see Fig. 11) allows you to get even greater axial component of the pulsating forces and moments from these forces acting on the sector, which in turn increases the intensity and amplitude of the axial and tangential oscillations of the sectors ( see Fig. 9, 11).

Эффект от использования изобретения достигается за счет увеличения доли акустического воздействия на обрабатываемую жидкотекучую среду со стороны статора благодаря расширению частотного спектра и повышению интенсивности излучаемого статором акустического поля, увеличивающих технологические возможности аппарата, его универсальность и области его применения. The effect of using the invention is achieved by increasing the share of acoustic impact on the fluid being processed from the stator by expanding the frequency spectrum and increasing the intensity of the acoustic field emitted by the stator, increasing the technological capabilities of the apparatus, its versatility and its field of application.

Claims (14)

1. Акустический роторно-пульсационный аппарат для обработки жидкотекучих сред, содержащий корпус с установленными в нем ротором, выполненным в виде диска, на торце/торцах которого концентрично расположены лопатки, образующие проточные каналы и статор/статоры, установленные в корпусе с зазором посредством упругих элементов (лопаток, стоек) с коаксиально расположенными лопатками, образующими проточные каналы, отличающийся тем, что на статоре/статорах выполнены радиальные пазы в количестве, равном или кратном количеству упругих элементов (лопаток, стоек), посредством которых статор установлен в корпусе. 1. An acoustic rotary-pulsating apparatus for processing fluid media, comprising a housing with a rotor installed in it, made in the form of a disk, on the end / ends of which are blades concentrically located, forming flow channels and a stator / stator installed in the housing with a gap by means of elastic elements (blades, racks) with coaxially arranged blades forming flow channels, characterized in that radial grooves are made on the stator / stators in an amount equal to or a multiple of the number of elastic elements (blades, racks) through which the stator is installed in the housing. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что пазы на статоре/статорах выполнены сквозными. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the grooves on the stator / stators are made through. 3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что сквозные пазы выполнены на всю длину диска статора/статоров, образуя отдельные его секторы. 3. The apparatus according to claim 2, characterized in that the through grooves are made over the entire length of the stator disk / stators, forming its individual sectors. 4. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что секторы статора выполнены различными по геометрическим размерам и/или различно расположенными относительно упругих элементов. 4. The apparatus according to claim 3, characterized in that the stator sectors are made different in geometric dimensions and / or differently located relative to the elastic elements. 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы (лопатки, стойки) статора/статоров выполнены различными по геометрии и/или различно расположены друг относительно друга. 5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the elastic elements (blades, racks) of the stator / stators are made different in geometry and / or are differently located relative to each other. 6. Аппарат по одному из пп.2 и 3, отличающийся тем, что сквозные пазы выполнены наклонно к плоскости вращения диска ротора. 6. The apparatus according to one of claims 2 and 3, characterized in that the through grooves are made obliquely to the plane of rotation of the rotor disk. 7. Аппарат по одному из пп.3 - 4, отличающийся тем, что отдельные секторы статора установлены под углом к плоскости вращения ротора. 7. The apparatus according to one of claims 3 to 4, characterized in that the individual sectors of the stator are installed at an angle to the plane of rotation of the rotor. 8. Акустический роторно-пульсационный аппарат для обработки жидкотекучих сред, содержащий корпус с установленными в нем ротором, выполненным в виде диска, на торце/торцах которого концентрично расположены лопатки, образуя проточные каналы и статор/статоры, установленные в корпусе с зазором посредством упругих элементов (лопаток, стоек) с коаксиально расположенными лопатками, образующими проточные каналы, отличающийся тем, что на статоре/статорах выполнены под углом к радиусу пазы в количестве равном или кратном количеству упругих элементов (лопаток, стоек), посредством которых статор установлен в корпусе. 8. An acoustic rotary-pulsating apparatus for processing fluid media, comprising a housing with a rotor installed in it, made in the form of a disk, the vanes concentrically located at its end / ends, forming flow channels and stator / stators installed in the housing with a gap by means of elastic elements (blades, racks) with coaxially arranged blades forming flow channels, characterized in that the stator / stators are made at an angle to the groove radius in an amount equal to or a multiple of the number of elastic elements ntov (blades, racks), through which the stator is installed in the housing. 9. Аппарат по п.8, отличающийся тем, что пазы на статоре/статорах выполнены сквозными. 9. The apparatus of claim 8, characterized in that the grooves on the stator / stators are made through. 10. Аппарат по п.9, отличающийся тем, что сквозные пазы выполнены на всю длину диска статора/статоров, образуя отдельные его секторы. 10. The apparatus according to claim 9, characterized in that the through grooves are made over the entire length of the stator disk / stators, forming its individual sectors. 11. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что секторы статора выполнены различными по геометрическим размерам и/или различно расположенными относительно упругих элементов. 11. The apparatus of claim 10, characterized in that the stator sectors are made different in geometric dimensions and / or differently located relative to the elastic elements. 12. Аппарат по п. 8, отличающийся тем, что упругие элементы (лопатки, стойки) статора/статоров выполнены различными по геометрии и/или различно расположены друг относительно друга. 12. The apparatus according to claim 8, characterized in that the elastic elements (blades, racks) of the stator / stators are made different in geometry and / or are differently located relative to each other. 13. Аппарат по одному по пп.9 и 10, отличающийся тем, что сквозные пазы выполнены наклонно к плоскости вращения диска ротора. 13. The apparatus according to one of claims 9 and 10, characterized in that the through grooves are made obliquely to the plane of rotation of the rotor disk. 14. Аппарат по одному из пп.10 и 11, отличающийся тем, что отдельные секторы статора установлены под углом к плоскости вращения ротора. 14. The apparatus according to one of paragraphs.10 and 11, characterized in that the individual sectors of the stator are installed at an angle to the plane of rotation of the rotor.

Images