RU2658768C1 - Rotary cavitation dispersant generator - Google Patents

Rotary cavitation dispersant generator Download PDF

Info

Publication number
RU2658768C1
RU2658768C1 RU2017133091A RU2017133091A RU2658768C1 RU 2658768 C1 RU2658768 C1 RU 2658768C1 RU 2017133091 A RU2017133091 A RU 2017133091A RU 2017133091 A RU2017133091 A RU 2017133091A RU 2658768 C1 RU2658768 C1 RU 2658768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
slots
stator
cavitation
working cavity
Prior art date
Application number
RU2017133091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Андреевич Кривошеин
Вильгельм Иванович Биглер
Original Assignee
Юрий Андреевич Кривошеин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Андреевич Кривошеин filed Critical Юрий Андреевич Кривошеин
Priority to RU2017133091A priority Critical patent/RU2658768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658768C1 publication Critical patent/RU2658768C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/20—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of a vibrating fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to the oscillations in flowing liquid medium generating devices and can be used in chemical, oil, machine building, food industries and agriculture for preparation of the water-fuel emulsions, high quality and good digestibility fodders and the various wastes disinfection, as well as for food cooking under extreme conditions. Rotary, cavitation dispersant generator contains stationary housing having working cavity, inlet and outlet branch pipes. In the working cavity rotor is arranged with the possibility of rigidly detachable connection to the electric motor drive shaft. Inlet branch pipe is arranged coaxially to the rotor axis of rotation, the outlet branch pipe is arranged orthogonal to the latter. Cavitation chamber is located in front of the outlet branch pipe. In the working cavity coaxial to the rotor axis of rotation a stator is installed. Stator is made in the form of cylindrical shell, in which wall radially oriented slots are made, and the rotor comprises coupled with a disk cylindrical bushing, which end is provided with annular projection. Stationary housing is made so, that the rotor cavity diameter is smaller than diameter of its inlet opening, and on the annular projection end a flat ring is installed, with the L-shaped cross-section formation in the rotor longitudinal diametrical section. Through the annular projection wall and coupled with it flat ring, radially oriented slots are made. Stator and rotor are made and arranged so, that the gap between the stator inner surface and the rotor outer surface makes from 50 to 100 mcm, and the stator uncut part and the rotor flat ring are facing the inlet branch pipe. Number of slots in the rotor by 1.2–2.5 times exceeds the number of slots in the stator, and the rotor outer surface filling with slots factor is determined from the
Figure 00000009
expression, where τp is the factor of the rotor outer surface filling with slots; a is the slots in the rotor width (1–3 mm); zp is the number of slots in the rotor (30–80 pieces, depending on the rotor radius); R is the rotor outer surface radius, mm.
EFFECT: upon implementation, the invention enables achievement of technical result, consisting in multicomponent products preparation quality improvement with simultaneous enhancing of technological capabilities due to provision the possibility of various multicomponent homogenized products preparation based on physically immiscible media suitable for further use in various industries.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для генерации колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано в химической, нефтяной, машиностроительной, пищевой отраслях промышленности, сельском хозяйстве для приготовления водо-топливных эмульсий, кормов высокого качества и хорошей усвояемости и обеззараживания различных отходов, для приготовления продуктов питания в экстремальных условиях.The invention relates to devices for generating oscillations in a flowing liquid medium and can be used in the chemical, oil, engineering, food industries, agriculture for the preparation of water-fuel emulsions, high-quality feeds and good digestibility and disinfection of various wastes, for cooking food in extreme conditions.

Известно устройство для физико-химической обработки жидких сред, содержащее аксиально расположенные ротор и статор, имеющие отверстия на рабочих поверхностях. Между цилиндрической частью ротора и внутренней поверхностью корпуса установлена съемная втулка, образующая подшипник скольжения, торцевой частью контактирующая со статором, поджатым крышкой, при этом ротор наделен дополнительными отверстиями (см. RU №2185898, 2002 г.).A device for physico-chemical processing of liquid media containing axially located rotor and stator having holes on the working surfaces. Between the cylindrical part of the rotor and the inner surface of the housing there is a removable sleeve forming a sliding bearing, in contact with the end face of the stator, the clamped cover, while the rotor is endowed with additional holes (see RU No. 2185898, 2002).

Недостатки изобретения: устройство предназначено для физико-химической обработки только жидких сред; не отражена форма отверстий, ответственных за возникновение кавитационных пузырьков.The disadvantages of the invention: the device is intended for physico-chemical treatment of only liquid media; the shape of the holes responsible for the occurrence of cavitation bubbles is not reflected.

Известен роторный, кавитационный генератор-диспергатор состоящий из неподвижного корпуса снабженного входным и выходным патрубками, сообщенными с рабочей полостью, в которой размещен ротор, жестко и разъемно связанный с приводным валом электродвигателя, при этом, приводной вал консольно установлен в подшипниковых группах, причем входной патрубок соосен с осью вращения ротора, а выходной патрубок ортогонален ей (см. RU №2433873, В06В 1/18, 2011 г.).Known rotary, cavitation generator-dispersant consisting of a stationary housing equipped with inlet and outlet nozzles in communication with the working cavity, in which the rotor is placed, rigidly and releasably connected with the drive shaft of the electric motor, while the drive shaft is cantilevered in bearing groups, and the input pipe is coaxial with the axis of rotation of the rotor, and the outlet pipe is orthogonal to it (see RU No. 2433873, B06B 1/18, 2011).

Недостатками известного устройства являются недостаточная универсальность по перерабатываемым материалам и их многокомпонентности.The disadvantages of the known device are the lack of versatility in recyclable materials and their multicomponent nature.

Задачей изобретения является обеспечение универсальности устройства по перерабатываемым материалам и их многокомпонентности.The objective of the invention is to ensure the versatility of the device for recyclable materials and their multicomponent.

Техническим результатом является обеспечение возможности приготовления различных многокомпонентных гомогенизированных продуктов на основе физически не смешиваемых жидких сред, пригодных к дальнейшему использованию в различных отраслях промышленности, в том числе - переработка тяжелых сортов нефти перед крекинг-процессом с целью улучшения физико-химических характеристик; приготовление гомогенизированных водно-мазутных топливных смесей, пригодных к использованию в качестве альтернативного котельного топлива, отвечающего основным техническим характеристикам к товарному мазуту ГОСТ 10585-99; переработка жировых отходов производства рыбной муки (ТУКа) и отходов при производстве рафинированного масла (СОАПСТОКА) и приготовление на их основе эффективных топливных смесей, пригодных к использованию в качестве котельного топлива.The technical result is the provision of the possibility of preparing various multicomponent homogenized products based on physically immiscible liquid media suitable for further use in various industries, including the processing of heavy grades of oil before the cracking process in order to improve physicochemical characteristics; preparation of homogenized water-fuel oil mixtures suitable for use as an alternative boiler fuel that meets the main technical specifications for commercial fuel oil GOST 10585-99; processing fatty waste from the production of fishmeal (TUK) and waste from the production of refined oil (SOAPSTOKA) and preparing effective fuel mixtures based on it, suitable for use as boiler fuel.

Указанный технический результат достигается тем, что роторный, кавитационный генератор-диспергатор состоящий из неподвижного корпуса снабженного входным и выходным патрубками, сообщенными с рабочей полостью, в которой размещен ротор, жестко и разъемно связанный с приводным валом электродвигателя, при этом, приводной вал консольно установлен в подшипниковых группах, причем входной патрубок соосен с осью вращения ротора, а выходной патрубок ортогонален ей, отличается тем, что в рабочей полости установлен соосно с осью вращения ротора, и жестко, разъемно скреплен с ней статор, выполненный в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнены радиально ориентированные прорези, при этом ротор содержит цилиндрическую втулку, сопряженную с диском, конец которого снабжен кольцевым выступом, при этом, диаметр полости ротора, меньше диаметра его входного отверстия, для чего конец кольцевого выступа снабжен плоским кольцом, с образованием Г-образного сечения в продольном диаметральном разрезе ротора, причем через стенку кольцевого выступа и сопряженное с ним плоское кольцо выполнены радиально ориентированные прорези, кроме того, зазор между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора составляет от 50 до 100 мкм, при этом, непрорезанная часть статора и плоское кольцо ротора обращены к входному патрубку, причем, количество прорезей в роторе превышает количество прорезей в статоре, кроме того, кавитационная камера размещена перед выходным патрубком. Кроме того, коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями определяют из выраженияThe specified technical result is achieved by the fact that the rotary, cavitation generator-dispersant consisting of a fixed housing equipped with inlet and outlet nozzles in communication with the working cavity in which the rotor is located is rigidly and releasably connected to the drive shaft of the electric motor, while the drive shaft is cantilevered in bearing groups, and the input pipe is coaxial with the axis of rotation of the rotor, and the output pipe is orthogonal to it, characterized in that the working cavity is installed coaxially with the axis of rotation of the rotor, and a stator made in the form of a cylindrical shell with a radially oriented slot in the wall is rigidly, detachably attached to it, while the rotor contains a cylindrical sleeve mated to a disk, the end of which is provided with an annular protrusion, while the diameter of the rotor cavity is less than the diameter of its input holes, for which the end of the annular protrusion is provided with a flat ring, with the formation of an L-shaped section in the longitudinal diametrical section of the rotor, moreover, through the wall of the annular protrusion and the flat ring mating with it o radially oriented slots are made, in addition, the gap between the inner surface of the stator and the outer surface of the rotor is from 50 to 100 μm, while the uncut part of the stator and the flat ring of the rotor face the inlet pipe, and the number of slots in the rotor exceeds the number of slots in stator, in addition, the cavitation chamber is placed in front of the outlet pipe. In addition, the fill factor of the outer surface of the rotor with slots is determined from the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где τр - коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями;where τ p is the fill factor of the outer surface of the rotor with slots;

а - ширина прорезей в роторе (1-3 мм); a - the width of the slots in the rotor (1-3 mm);

zp - число прорезей в роторе (30-80 шт, в зависимости от радиуса ротора);z p is the number of slots in the rotor (30-80 pcs, depending on the radius of the rotor);

R - радиус внешней поверхности ротора, мм.R is the radius of the outer surface of the rotor, mm

Кроме того, число прорезей ротора в 1,2-2,5 раза превышает число прорезей статора. Кроме того, коэффициент заполнения внешней поверхности ротора τр равен 0,5…0,75, в зависимости от величины радиального зазора между ротором и статором. Кроме того, ротор подпружинен вдоль его оси вращения и снабжен уплотнениями рабочего зазора.In addition, the number of slots of the rotor is 1.2-2.5 times higher than the number of slots of the stator. In addition, the fill factor of the outer surface of the rotor τ p equal to 0.5 ... 0.75, depending on the magnitude of the radial clearance between the rotor and the stator. In addition, the rotor is spring-loaded along its axis of rotation and is equipped with seals of the working gap.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Совокупность признаков формулы изобретения обеспечивает решение поставленной задачи - универсальность устройства по перерабатываемым материалам и их многокомпонентности. При этом признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The combination of features of the claims provides a solution to the problem - the versatility of the device for recyclable materials and their multicomponent. In this case, the features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признаки «в рабочей полости (неподвижного корпуса устройства) установлен соосно с осью вращения ротора, и жестко, разъемно скреплен с ней статор, выполненный в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнены радиально ориентированные прорези» обеспечивают возможность формирования системы диспергирующих прорезей дополнительной к системе диспергирующих прорезей ротора.Signs “in the working cavity (the fixed case of the device) is installed coaxially with the axis of rotation of the rotor, and a stator made in the form of a cylindrical shell with radially oriented slots in the wall is rigidly and releasably mounted” provide the possibility of forming a system of dispersing slots additional to the dispersing system rotor slots.

Признаки указывающие, что «ротор содержит цилиндрическую втулку, сопряженную с диском, конец которого снабжен кольцевым выступом, при этом, диаметр полости ротора, меньше диаметра его входного отверстия, для чего конец кольцевого выступа снабжен плоским кольцом, с образованием Г-образного сечения в продольном диаметральном разрезе ротора» обеспечивают возможность приема смешиваемых неоднородных многокомпонентных жидких субстанций во внутреннюю полость вращающегося ротора и их последующее продавливание через прорези вращающегося ротора в зазор между ним и статором.Signs indicating that "the rotor contains a cylindrical sleeve mated to a disk, the end of which is provided with an annular protrusion, while the diameter of the cavity of the rotor is less than the diameter of its inlet, for which the end of the annular protrusion is provided with a flat ring, with the formation of an L-shaped section in the longitudinal diametrical section of the rotor ”provide the possibility of receiving mixed heterogeneous multicomponent liquid substances into the internal cavity of the rotating rotor and their subsequent forcing through the slots of the rotating p torus into the gap between it and the stator.

Признаки указывающие, что «через стенку кольцевого выступа и сопряженное с ним плоское кольцо выполнены радиально ориентированные прорези» обеспечивают формирование прорезей в кольцевом выступе ротора и сопряженном с ним плоским кольцом, и соответственно продавливание смешиваемых материалов через них с вводом в зазор между ротором и статором.Signs indicating that “radially oriented slots are made through the wall of the annular protrusion and the flat ring conjugated with it” provide for the formation of slots in the rotor annular protrusion and the flat ring conjugated with it, and accordingly, the materials being pushed through them into the gap between the rotor and the stator.

Признаки указывающие, что «зазор между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора составляет от 50 до 100 мкм» обеспечивают возможность естественное трение в смешиваемых жидкостях в зазоре между ротором и статором, и возникновение возникающих при этом срезающих напряжений, под действием которых происходит разрыв молекулярной структуры жидкости и встраивание в друг друга разнородных по физическим свойствам частиц по принципу «вода в масле».Signs indicating that "the gap between the inner surface of the stator and the outer surface of the rotor is from 50 to 100 microns" provides the possibility of natural friction in the mixed liquids in the gap between the rotor and the stator, and the occurrence of shear stresses resulting from this, under the influence of which the molecular structure breaks liquids and incorporation into each other of particles of different physical properties according to the principle of "water in oil".

Признаки указывающие, что «непрорезанная часть статора и плоское кольцо ротора обращены к входному патрубку» обеспечивают одинаковую степень воздействия на весь объем подающихся на смешивание материалов и упрощают герметизацию внутреннего пространства устройства.Signs indicating that “the uncut part of the stator and the flat rotor ring are facing the inlet pipe” provide the same degree of impact on the entire volume of materials fed to the mixing and simplify the sealing of the internal space of the device.

Признаки указывающие, что «количество прорезей в роторе превышает количество прорезей в статоре» обеспечивают появление переменного давления в зазоре между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора, за счет пульсационных потоков, возникающих из-за разности расстояний между дисперсионными щелями вращающегося ротора и неподвижного статора.Signs indicating that “the number of slots in the rotor exceeds the number of slots in the stator” provide the appearance of variable pressure in the gap between the inner surface of the stator and the outer surface of the rotor, due to pulsating flows arising from the difference in the distances between the dispersion slots of the rotating rotor and the stationary stator.

Признаки указывающие, что «кавитационная камера размещена перед выходным патрубком» обеспечивают заключительное воздействие на смешиваемые материалы проявляющееся в кавитационных импульсах и, тем самым принудительной активации их собственных поверхностно-активных свойств.Signs indicating that the “cavitation chamber is placed in front of the outlet” provide a final effect on the materials being mixed, which is manifested in cavitation pulses and, thereby, the forced activation of their own surface-active properties.

Второй - четвертый пункты формулы изобретения, задают связь между конструктивными параметрами устройства, позволяющими варьировать конструктивными размерами ротора и статора.The second and fourth claims, define the relationship between the design parameters of the device, allowing you to vary the design dimensions of the rotor and stator.

Пятый пункт формулы изобретения исключает протечки вдоль вала ротора и подшипниковые группы, в том числе через подшипниковые группы.The fifth claim excludes leaks along the rotor shaft and bearing groups, including through bearing groups.

На фиг. 1 показан вертикальный продольный разрез устройства; на фиг. 2 показан фрагмент вида спереди статора; на фиг. 3 показан разрез А-А статора; на фиг. 4 показан продольный разрез статора; на фиг. 5 показан вида спереди ротора; на фиг. 6 показан продольный разрез ротора.In FIG. 1 shows a vertical longitudinal section through a device; in FIG. 2 shows a fragment of a front view of a stator; in FIG. 3 shows a section AA of the stator; in FIG. 4 shows a longitudinal section through a stator; in FIG. 5 shows a front view of the rotor; in FIG. 6 shows a longitudinal section through the rotor.

На чертежах показаны неподвижный корпус 1, с полостью 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, вал 5, группы 6 и 7 подшипников качения, распорная втулка 8, затвор 9, статор 10, с прорезями 11, ротор, содержащий цилиндрическую втулку 12, диск 13, кольцевой выступ 14, плоское кольцо 15 и радиально ориентированные прорези 16, зазор 17 между внутренней поверхностью статора 10 и внешней поверхностью ротора, пружина 18, кавитационная камера 19, подшипник скольжения 20, уплотняющие манжеты 21 и 22, уплотняющее кольцо 23 вала 5, гайка прижимная 24 с упругой прокладкой 25, кольцевое уплотнение 26 затвора 9, станина 27, шпонки 28 и 29, шпилька 30, кольцевой выступ 31, фланцевая крышка 32.The drawings show a fixed housing 1, with a cavity 2, input 3 and output 4 nozzles, shaft 5, groups 6 and 7 of the rolling bearings, spacer sleeve 8, shutter 9, stator 10, with slots 11, a rotor containing a cylindrical sleeve 12, a disk 13, an annular protrusion 14, a flat ring 15 and radially oriented slots 16, a gap 17 between the inner surface of the stator 10 and the outer surface of the rotor, a spring 18, a cavitation chamber 19, a sliding bearing 20, sealing cups 21 and 22, a sealing ring 23 of the shaft 5, clamping nut 24 with elastic gasket 25, ring 26 plotnenie shutter 9, frame 27, tabs 28 and 29, pin 30, an annular protrusion 31, flange cover 32.

Роторный, кавитационный генератор-диспергатор выполнен в виде сборного моноблока, смонтированного на единой платформе. При этом, вал 5 одним концом соединен с электродвигателем (на чертежах не показан) - шпонкой 28, а другим - с цилиндрической втулкой 12 ротора - шпонкой 29. От продольных смещений ротора вдоль вала 5 защищает гайка прижимная 24 с упругой прокладкой 25, накручиваемая на шпильку 30, вворачиваемую в снабженное резьбой отверстие в торцовой части вала 5 (на чертежах не обозначено).The rotary, cavitation dispersant generator is made in the form of a prefabricated monoblock mounted on a single platform. At the same time, shaft 5 is connected at one end to an electric motor (not shown in the drawings) - a key 28, and the other - to a cylindrical sleeve 12 of the rotor - a key 29. From the longitudinal displacements of the rotor along the shaft 5, a clamping nut 24 with an elastic gasket 25 is screwed onto a stud 30 screwed into a threaded hole in the shaft end portion 5 (not indicated in the drawings).

Неподвижный корпус 1 жестко и разъемно закреплен на станине 27, один конец его полости 2 содержит первую цилиндрическую выточку, диаметр которой обеспечивает возможность размещения соответствующей части вала 5 с группой 6 и 7 подшипников качения, при этом названная выточка, через ссуженный цилиндрический полый участок (на чертежах не обозначен) сообщена со второй цилиндрической выточкой большего диаметра поперечного сечения выполненной у второго конца корпуса 1. При этом внешняя поверхность второго конца корпуса 1 снабжена кольцевым выступом 31.The fixed housing 1 is rigidly and detachably mounted on the frame 27, one end of its cavity 2 contains a first cylindrical groove, the diameter of which allows the corresponding part of the shaft 5 to be mounted with a group of 6 and 7 rolling bearings, the groove being called through a loaned cylindrical hollow section (on the drawings is not indicated) is communicated with a second cylindrical groove of a larger cross-sectional diameter made at the second end of the housing 1. The outer surface of the second end of the housing 1 is provided with an annular protrusion 31 th.

В первой цилиндрической выточке, установлены группы 6 и 7 подшипников качения, так, что группа 6 уперта в поперечный выступ образованный ссуженным цилиндрическим полым участком, при этом, между группами 6 и 7 подшипников качения установлена распорная втулка 8, а свободный торец группы 7 подшипников поджат фланцевой крышкой 32 жестко и разъемно закрепленной на торце корпуса 1, обращенном к шпонке 28.In the first cylindrical groove, groups 6 and 7 of the rolling bearings are installed, so that group 6 is abutted in a transverse protrusion formed by a narrowed cylindrical hollow section, while a spacer sleeve 8 is installed between groups 6 and 7 of the rolling bearings, and the free end of the group of 7 bearings is tightened flange cover 32 is rigidly and demountably fixed to the end of the housing 1 facing the key 28.

Кроме того, ротор подпружинен пружиной 18 вдоль его оси вращения.In addition, the rotor is spring-loaded with a spring 18 along its axis of rotation.

Кавитационная камера 19 выполнена в виде цилиндрического корпуса с цилиндрической выточкой в нем, соосной с осью вращения ротора, открытой к входному патрубку 3, при этом диаметр этой выточки превышает диаметр сопрягаемого с ней конца корпуса 1 на толщину стенки статора 10.The cavitation chamber 19 is made in the form of a cylindrical body with a cylindrical recess in it, coaxial with the axis of rotation of the rotor open to the inlet pipe 3, while the diameter of this recess exceeds the diameter of the end of the housing 1 mating with it by the wall thickness of the stator 10.

Полость кавитационной камеры 19 сопряжена с полостью выходного патрубка 4 и полостью диаметрально противоположного ему дополнительного патрубка. При этом, один торец кавитационной камеры 19 уперт в кольцевой выступ 31 и жестко и разъемно скреплен с ним. Второй торец кавитационной камеры 19 выполнен с возможностью жесткого и разъемного скрепления с входным патрубком 3.The cavity of the cavitation chamber 19 is associated with the cavity of the outlet pipe 4 and the cavity of the diametrically opposite additional pipe. At the same time, one end of the cavitation chamber 19 is abutted in the annular protrusion 31 and rigidly and detachably bonded to it. The second end of the cavitation chamber 19 is made with the possibility of rigid and detachable fastening with the inlet pipe 3.

Для предотвращения протечек обрабатываемой жидкости из полости кавитационной камеры и непосредственно по валу 5 при работе устройства, предусмотрено торцевое уплотнение, состоящее из подшипника скольжения 20 (изготавливаемого из термостойкого и устойчивого к внешней агрессии салицилового графита) и расположенных с обеих его сторон неподвижных уплотняющих колец 23 вала 5 (выполненных из фтористой резины), уплотняющих манжет 21 и 22, выполненных из фтористой резины и аналогичного по материалу кольцевого уплотнения 26 затвора 9.To prevent leaks of the processed fluid from the cavity of the cavitation chamber and directly along the shaft 5 during operation of the device, an end seal is provided, consisting of a sliding bearing 20 (made of heat-resistant and resistant to external aggression salicylic graphite) and stationary shaft sealing rings 23 located on both sides of it 5 (made of fluorine rubber), sealing cuffs 21 and 22, made of fluorine rubber and similar to the material of the annular seal 26 of the shutter 9.

Статор 10 выполнен в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнены радиально ориентированные прорези 11.The stator 10 is made in the form of a cylindrical shell, in the wall of which there are made radially oriented slots 11.

Ротор содержит цилиндрическую втулку 12, сопряженную с диском 13, конец которого снабжен кольцевым выступом 14, при этом, диаметр полости ротора, меньше диаметра его входного отверстия, для чего конец кольцевого выступа 14 снабжен плоским кольцом 15, с образованием Г-образного сечения в продольном диаметральном разрезе ротора, причем через стенку кольцевого выступа 14 и сопряженное с ним плоское кольцо 15 выполнены радиально ориентированные прорези 16. При этом, число прорезей 16 ротора в 1,2-2,5 раза превышает число прорезей 11 статора 10.The rotor contains a cylindrical sleeve 12, conjugated with the disk 13, the end of which is equipped with an annular protrusion 14, while the diameter of the cavity of the rotor is less than the diameter of its inlet, for which the end of the annular protrusion 14 is provided with a flat ring 15, with the formation of an L-shaped section in the longitudinal a radial section of the rotor, and radially oriented slots 16 are made through the wall of the annular protrusion 14 and the flat ring 15 conjugated with it 16. Moreover, the number of slots 16 of the rotor is 1.2-2.5 times greater than the number of slots 11 of the stator 10.

Кроме того, зазор 17 между внутренней поверхностью статора 10 и внешней поверхностью ротора составляет от 50 до 100 мкм, при этом, непрорезанная часть статора 10 и плоское кольцо 15 ротора обращены к входному патрубку 3, причем, количество щелей в роторе превышает количество щелей в статоре, кроме того, кавитационная камера 19 размещена до выходного патрубка 4.In addition, the gap 17 between the inner surface of the stator 10 and the outer surface of the rotor is from 50 to 100 μm, while the uncut part of the stator 10 and the flat ring 15 of the rotor face the inlet 3, and the number of slots in the rotor exceeds the number of slots in the stator In addition, the cavitation chamber 19 is located up to the outlet pipe 4.

Соотношение конструктивных размеров кавитационной камеры 19, неподвижного статора 10, вращающегося ротора, количество и размеры, количество и соотношение их прорезей 16 (ротора) и прорезей 11 (статора) рассчитываются и подбираются в зависимости от исходных качественных характеристик обрабатываемых жидкостей по специально разработанной программе.The ratio of the design dimensions of the cavitation chamber 19, the stationary stator 10, the rotating rotor, the number and dimensions, the number and ratio of their slots 16 (rotor) and slots 11 (stator) are calculated and selected depending on the initial quality characteristics of the processed fluids according to a specially developed program.

Причем, коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями 16 определяют из выраженияMoreover, the fill factor of the outer surface of the rotor with slots 16 is determined from the expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где τр - коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями; а -ширина прорезей в роторе (1-3 мм);where τ p is the fill factor of the outer surface of the rotor with slots; a is the width of the slots in the rotor (1-3 mm);

zp - число прорезей в роторе (30-80 шт, в зависимости от радиуса ротора); R - радиус внешней поверхности ротора, мм.z p is the number of slots in the rotor (30-80 pcs, depending on the radius of the rotor); R is the radius of the outer surface of the rotor, mm

Кроме того, коэффициент заполнения внешней поверхности ротора τр равен 0,5…0,75, в зависимости от величины радиального зазора между ротором и статором.In addition, the fill factor of the outer surface of the rotor τ p equal to 0.5 ... 0.75, depending on the magnitude of the radial clearance between the rotor and the stator.

Устройство обеспечивает возможность приготовления различных многокомпонентных гомогенизированных продуктов на основе физически не смешиваемых жидких сред, пригодных к дальнейшему использованию в различных отраслях промышленности, в том числе - переработка тяжелых сортов нефти перед крекинг-процессом с целью улучшения физико-химических характеристик; приготовление гомогенизированных водно-мазутных топливных смесей, пригодных к использованию в качестве альтернативного котельного топлива, отвечающего основным техническим характеристикам к товарному мазуту ГОСТ 10585-99; переработка жировых отходов производства рыбной муки (ТУКа) и отходов при производстве рафинированного масла (СОАП-СТОКА) и приготовление на их основе эффективных топливных смесей, пригодных к использованию в качестве котельного топлива.The device enables the preparation of various multicomponent homogenized products based on physically immiscible liquid media suitable for further use in various industries, including the processing of heavy grades of oil before the cracking process in order to improve physicochemical characteristics; preparation of homogenized water-fuel oil mixtures suitable for use as an alternative boiler fuel that meets the main technical specifications for commercial fuel oil GOST 10585-99; processing fatty waste from the production of fishmeal (TUK) and waste from the production of refined oil (SOAP-STOKA) and preparing effective fuel mixtures based on it, suitable for use as boiler fuel.

Ротор приводят во вращение за счет работы электродвигателя (на чертежах не показан), с вала которого на вал 5 передача вращения происходит за счет механической муфты (на чертежах не показана) со шпонкой 28, а с вала 5 на ротор передача вращения происходит за счет шпонки 29.The rotor is driven into rotation due to the operation of an electric motor (not shown in the drawings), from which shaft to shaft 5 the rotation is transmitted through a mechanical coupling (not shown) with key 28, and from shaft 5 to the rotor, rotation is transmitted from the key 29.

Предварительно подготовленная исходная жидкость, в виде грубой эмульсии, представляющей собой неоднородную многокомпонентную жидкую субстанцию, включая физически не смешиваемые добавки, поступает во внутреннюю полость вращающегося ротора через входной патрубок 3.A pre-prepared initial liquid, in the form of a coarse emulsion, which is a heterogeneous multicomponent liquid substance, including physically immiscible additives, enters the internal cavity of the rotating rotor through the inlet pipe 3.

Далее, под воздействием угловой скорости жидкости проникают через радиально ориентированные прорези 16, равномерно размещенные на роторе (вращающемся) в зазор 17 между вращающимся ротором и неподвижным статором 10, где под воздействием переменного давления, возникающего за счет пульсационных потоков (из-за разности расстояний между прорезями 16 ротора и прорезями 11 неподвижного статора 10, с учетом естественного трения в зазоре 17 (составляющем в зависимости от типа обрабатываемой среды от 50 до 100 мкм), подвергается воздействию возникающих при этом срезающих напряжений, под действием которых происходит разрыв молекулярной структуры жидкости. Вследствие этого, ее разнородные по физическим свойствам частицы, встраиваются в друг друга по принципу «вода в масле» в зависимости от разности значений собственных исходных ПАВ и далее, под воздействием возникающего при этом эффекта гидродинамической кавитации и давления подающего насоса (на чертежах не показан), выдавливается через прорезями 11 неподвижного статора 10, на его внешнюю поверхность, где подвергается дополнительному ультразвуковому воздействию и далее переходит в кавитационную камеру, в которой за счет образования коротких разряженных запаздывающих импульсов отрицательного давления, происходит сжатие и последующее разрушение (схлопывание) образующихся кавитационных пузырьков с образованием положительных кавитационных импульсов, в результате чего, за счет вышеописанных процессов и возникающих при этом физико-химических реакций, частицы возбужденной жидкости связываются между собой и преобразуются в глубоко диспергированную гомогенизированную массу, на базе организации устойчивых сольвентных связей, за счет принудительной активизации собственных поверхностно-активных свойств. Порог физического воздействия, необходимый для получения качественного гомогенизированного продукта, зависит от исходных характеристик обрабатываемой жидкости, рабочих параметров устройства. Готовый продукт уходит через выходной патрубок 4.Further, under the influence of the angular velocity, the liquids penetrate through radially oriented slots 16, uniformly placed on the rotor (rotating) into the gap 17 between the rotating rotor and the stationary stator 10, where under the influence of variable pressure arising due to pulsating flows (due to the difference in the distances between slots 16 of the rotor and slots 11 of the fixed stator 10, subject to natural friction in the gap 17 (depending on the type of medium being processed from 50 to 100 microns), is exposed to This shear stresses, under the influence of which the molecular structure of the liquid breaks. As a result, its particles that are heterogeneous in physical properties, are built into each other on the principle of "water in oil" depending on the difference in the values of the intrinsic initial surfactants and further, under the influence of the effect of hydrodynamic cavitation and pressure of the feed pump (not shown in the drawings) is squeezed out through the slots 11 of the fixed stator 10 onto its outer surface, where it is subjected to an additional ultrasound to the influence of sound and then goes into the cavitation chamber, in which due to the formation of short discharged delayed pulses of negative pressure, compression and subsequent destruction (collapse) of the resulting cavitation bubbles occurs with the formation of positive cavitation pulses, as a result of which the above processes and the resulting physicochemical reactions, particles of an excited liquid bind to each other and are transformed into a deeply dispersed homogenized ma SSU, based on the organization of stable solvent bonds, due to the forced activation of its own surface-active properties. The threshold of physical exposure necessary to obtain a high-quality homogenized product depends on the initial characteristics of the processed fluid, the operating parameters of the device. The finished product leaves through the outlet pipe 4.

Claims (8)

1. Роторный, кавитационный генератор-диспергатор, состоящий из неподвижного корпуса, имеющего рабочую полость, входной и выходной патрубки, сообщенные с рабочей полостью, размещенный в рабочей полости ротор, с возможностью жестко-разъемного соединения с приводным валом электродвигателя, причем приводной вал консольно установлен в подшипниковых группах, а входной патрубок - соосно с осью вращения ротора, выходной патрубок - ортогонально последней, отличающийся тем, что кавитационная камера размещена перед выходным патрубком, в рабочей полости установлен статор соосно с осью вращения ротора и жестко, разъемно скреплен с ней, статор выполнен в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнены радиально ориентированные прорези, при этом ротор содержит цилиндрическую втулку, сопряженную с диском, конец которого снабжен кольцевым выступом, неподвижный корпус выполнен таким образом, что диаметр полости ротора меньше диаметра его входного отверстия, на конец кольцевого выступа установлено плоское кольцо, с образованием Г-образного сечения в продольном диаметральном разрезе ротора, причем через стенку кольцевого выступа и сопряженное с ним плоское кольцо выполнены радиально ориентированные прорези, при этом статор и ротор выполнены и размещены таким образом, что зазор между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора составляет от 50 до 100 мкм, а непрорезанная часть статора и плоское кольцо ротора обращены к входному патрубку, причем количество прорезей в роторе превышает в 1,2-2,5 раза количество прорезей в статоре, а коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями определяют из выражения1. Rotary, cavitation generator-dispersant, consisting of a fixed housing having a working cavity, inlet and outlet nozzles in communication with the working cavity, a rotor located in the working cavity, with the possibility of hard-detachable connection with the drive shaft of the electric motor, and the drive shaft is cantilever mounted in the bearing groups, and the inlet pipe is coaxial with the axis of rotation of the rotor, the outlet pipe is orthogonal to the last, characterized in that the cavitation chamber is placed in front of the outlet pipe, in the working cavity installed stator coaxially with the axis of rotation of the rotor and rigidly, detachably fastened to it, the stator is made in the form of a cylindrical shell, the wall of which is made of radially oriented slots, while the rotor contains a cylindrical sleeve mated to a disk, the end of which is provided with an annular protrusion, a stationary case made in such a way that the diameter of the rotor cavity is less than the diameter of its inlet, a flat ring is installed at the end of the annular protrusion, with the formation of a L-shaped cross section in the longitudinal diametrical a section of the rotor, moreover, radially oriented slots are made through the wall of the annular protrusion and the flat ring mating with it, while the stator and rotor are made and placed so that the gap between the inner surface of the stator and the outer surface of the rotor is from 50 to 100 μm, and the uncut part the stator and the flat rotor ring are facing the inlet pipe, and the number of slots in the rotor exceeds 1.2-2.5 times the number of slots in the stator, and the fill factor of the outer surface of the rotor with slots is determined elyayut of expression
Figure 00000003
,
Figure 00000003
, где τр - коэффициент заполнения внешней поверхности ротора прорезями;where τ p is the fill factor of the outer surface of the rotor with slots; а - ширина прорезей в роторе (1-3 мм); a - the width of the slots in the rotor (1-3 mm); zp - число прорезей в роторе (30-80 шт. в зависимости от радиуса ротора);z p is the number of slots in the rotor (30-80 pcs., depending on the radius of the rotor); R - радиус внешней поверхности ротора, мм.R is the radius of the outer surface of the rotor, mm 2. Роторный, кавитационный генератор-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен таким образом, что коэффициент заполнения внешней поверхности ротора τр равен 0,5…0,75, в зависимости от величины радиального зазора между ротором и статором.2. The rotary cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the rotor is designed in such a way that the fill factor of the outer surface of the rotor τ p is 0.5 ... 0.75, depending on the magnitude of the radial clearance between the rotor and the stator. 3. Роторный, кавитационный генератор-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен подпружиненным вдоль его оси вращения и снабжен уплотнениями рабочего зазора.3. Rotary, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the rotor is spring-loaded along its axis of rotation and provided with seals of the working gap.
RU2017133091A 2017-09-21 2017-09-21 Rotary cavitation dispersant generator RU2658768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133091A RU2658768C1 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Rotary cavitation dispersant generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133091A RU2658768C1 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Rotary cavitation dispersant generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658768C1 true RU2658768C1 (en) 2018-06-22

Family

ID=62713428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133091A RU2658768C1 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Rotary cavitation dispersant generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658768C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1359087A (en) * 1972-04-07 1974-07-10 Athawes W A Rotary vibrator
DE2828290C2 (en) * 1977-07-23 1982-03-11 Lionel Arthur Stroud Gloucestershire Reynolds vibrator
US4361414A (en) * 1980-07-23 1982-11-30 Banyaszati Kutato Intezet Equipment for the delivery of slurries and for refinement during delivery
RU2185898C2 (en) * 2000-06-14 2002-07-27 Хафизов Фаниль Шамильевич Apparatus for physico-chemical treatment of liquid media
RU2433873C1 (en) * 2010-03-30 2011-11-20 Александр Дмитриевич Петраков Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2438769C1 (en) * 2010-07-13 2012-01-10 Лев Серафимович Скворцов Rotor-type hydrodynamic cavitator for fluids processing (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1359087A (en) * 1972-04-07 1974-07-10 Athawes W A Rotary vibrator
DE2828290C2 (en) * 1977-07-23 1982-03-11 Lionel Arthur Stroud Gloucestershire Reynolds vibrator
US4361414A (en) * 1980-07-23 1982-11-30 Banyaszati Kutato Intezet Equipment for the delivery of slurries and for refinement during delivery
RU2185898C2 (en) * 2000-06-14 2002-07-27 Хафизов Фаниль Шамильевич Apparatus for physico-chemical treatment of liquid media
RU2433873C1 (en) * 2010-03-30 2011-11-20 Александр Дмитриевич Петраков Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2438769C1 (en) * 2010-07-13 2012-01-10 Лев Серафимович Скворцов Rotor-type hydrodynamic cavitator for fluids processing (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4005479B2 (en) Homogenizer
EP3237102B1 (en) Device for cavitational mixing
RU2658768C1 (en) Rotary cavitation dispersant generator
RU2438769C1 (en) Rotor-type hydrodynamic cavitator for fluids processing (versions)
CN106310993A (en) Pipeline type high shearing emulsification pump
RU2329862C2 (en) Disperser-activator
RU2591974C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU2152819C1 (en) Rotary pulsating apparatus
RU225637U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU225636U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU2818211C1 (en) Rotary-pulsating apparatus
US3643877A (en) Pump with macerator
RU2639799C1 (en) Rotory pulse apparatus
RU2818216C1 (en) Rotary-pulsating apparatus
RU225618U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU225619U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU2433873C1 (en) Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2584539C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU2354461C2 (en) Generator of cavitation processes
JP2002355540A (en) Agitator
RU2636486C1 (en) Rotary pulsating machine
EP1108463A1 (en) Emulsifying method and device for realising the same
RU197207U1 (en) Rotary-pulsation plant for producing mixtures in liquid media
RU2403095C1 (en) Cavitation generator
CN115958695B (en) Ultrasonic mechanical composite vibration cement paste stirring and mixing system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200922