SU1755906A1 - Кавитационный смеситель - Google Patents

Abstract

Использование: смешение жидких материалов в кавитационном гидродинамическом поле микропузырьков. Сущность изобретени : кавитационный смеситель содержит цилиндрическую рабочую камеру с турбулизирующими элементами, кавитато- ром, патрубками подвода и отвода жидкости . Турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхност х рабочей камеры,выполнены в виде полос, установленных под углом к торцевым стен-- кам свободные концы плоских полос снабженных козырьками. Турбулизирующие элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-образную форму. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  смешивани  и кавитационной обработки топлив и других нефтепродуктов с водой и может быть использовано при производстве асфальто-бетонных смесей.

Известен генератор кавитации, содержащий цилиндрический корпус, коаксиаль- но установленные в нем статор и ротор, обращенные один к другому, поверхности которых выполнены шероховатыми и между которыми расположена рабоча  камера, входной и выходной патрубки. Ротор выполнен в виде диска, а в корпусе выполнены полости в радиальном направлении, сообщающиес  с рабочей камерой через отверсти .

Недостатком данного генератора кавитации  вл етс  низка  эффективность, так как после определенного промежутка времени с начала работы, скорости вращени  ротора и жидкости выравниваютс  вследствие жидкостного трени , что приводит к снижению интенсивности кавитационного воздействи  или же к полному исчезновению кавитационных  влений.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому  вл етс  генератор кавитации , содержащий корпус с патрубками дл  подвода и отвЪд ё жидкости, размещенный в нем приводной вал, установленный на последнем кавитатор, выполненный в виде крыльчатки, лопасти которой расположены в плоскости, перпендикул рной оси вращени  с нулевым шагом. Корпус генератора кавитации выполнен цилиндрическим, а по крайней мере одна из его внутренних стенок - шероховатой; на одной из стенок, представл ющих собой цилиндрическую поверхность, нарезаны зубь , описанные в поперечном сечений тр  мой и дугой окружности и имеющие наклон в противоположную сторону направлени  вращени .

VI

сл ел ю о о

Недостатком такого генератора кавитации  вл етс  то, что уже после непродолжительной работы генератора интенсивность кавитации существенно снизитс  из-за выравнивани  скоростей вращени  жидкости и крыльчатки. Конструктивный элемент в виде цилиндрической зубчатой стенки, предназначенный дл  устранени  последнего недостатки, неэффективен. Течение в пространстве между зубь ми будет происходить с образованием застойной зоны, что подтверждаетс  близкими по характеру обтекани  картинами-покжз в пр моугольном вырезе (см. Чжен П. Отрывные течени . М.: Мир. 1973. Т.2.С.12. фиг. 4). В указанном источнике отмечаетс , что хот  вырезы заполнены вихр ми, на внешний поток они большого вли ни  не оказывают. Учитыва  рассматриваемую конструкцию, в лучшем случае только часть зуба - его вершина будет выступать во внешний поток, оказыва  сопротивление наподобие выступам в гидравлически шероховатых трубах.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы за счет обеспе- чени  стабильного интенсивного кавитационного воздействи  на смешиваемые жидкости.

Дл  достижени  поставленной цели на торцевых поверхност х рабочей камеры расположены турбулизирующие элементы и выполнены в виде плоских полос, установленных под углом 20-40° к торцевым стенкам . При этом средн   лини  проекции полосы составл ет с радиусом, проход щим через середину средней линии, угол 25-45°. Свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельными торцевым поверхност м . На цилиндрической поверхности расположены турбулмзирующие элементы П-образной формы и образуют угол 30-60° с касательной и цилиндрической поверхности в месте закреплени  тур- булизирующих элементов и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока.

Введение турбулизирующих элементов в виде плоских полос с козырьками на торцевых стенках рабочей камеры и установка их под углом к радиальному направлению приводит к торможению жидкости и одновременно обеспечивает циркул цию жидкости в меридиональной плоскости, что способствует более интенсивному перемешиванию и, соответственно, более полной, эффективной каеитационной обработке жидкости по всему объему.

Турбулизирующие элементы П-образной формы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры под

углом к касательной к тгой поверхности и с направлением острого угла навстречу движению г 0тока, обеспечивают эффективное торможэние жидкости во вращательном

движении без образована застойных зон с формированием турбуге следа, способствующего интенсивному микроперемешиванию жидкостей.

На фиг,1 показан общий вид кавитаци0 онного смесител ; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид В на фиг,1; на фиг.4 - вид С на фиг. 1; на фиг.5 - схема расположени  турбулизирующих плоских полос на торцевых стенках.

5 Кавитационный смеситель включает в себ : приводной вал 1, расположенный в цилиндрической рабочей камере 2, на котором закреплен кавитатор в виде крыльчатки 3, патрубки дл  подвода жидкостей 4, турбу0 лизмрующие элементы П-образной формы 5, установленные на внутренней цилиндрической стенке рабочей камеры 2, турбулизи- рующиэ элементы в виде плоских полос 6 с козырьком 8, установленных на торцевых

5 стенках рабочей камеры 2, выходной патрубок 7.

Кавитационный смеситель работает следующим образом. Во входные патрубки 4 поступают смешиваемые жидкости. При

0 вращении крыльчатки 3, расположенной на валу 1, за ее лопаст ми образуютс  каверны , заполненные кэвитационными микропузырьками , при схлопывании которых генерируютс  интенсивные быстроизмен 5 ющиес  пол  высоких давлений и температур , воздействующие на смесь жидкостей, образующих устойчивую эмульсию. При неизбежном стремлении к вращению жидкость затормаживаетс  турбулизирующими

0 элементами в виде плоских полос 6 и П-образной формы, расположенными соответственно на торцевых и цилиндрической стенках рабочей камеры 2 на внутренних поверхност х. Конфигураци  П-образных

5 турбулизаторов способствует также процессу интенсивного турбулентного микропере- мешивани  в вихревых следах, а соответствующее расположение турбулизаторов в виде плоских полос - циркул ции

0 потока в меридиональной плоскости, что в совокупности приводит к максимально эффективному кавитационному воздействию на жидкости и всему объему и играет существенную роль в образовании устойчивой их

5 смеси.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Кавитационный смеситель, включающий корпус с цилиндрической рабочей камерой внутренние поверхности которой снабжены турбулизирующими элементами,

   патрубки подвода и отвода жидкости и размещенный внутри рабочей камеры приводной вал с кавитатором, выполненным в виде крыльчатки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы смесител , турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхност х рабочей камеры, выполнены в виде плоских полос, установленных под углом 20-40° к торцевым стенкам, при этом средн   лини  проекции полосы составл ет с радиусом, проход щим через середину средней линии , угол 25-45°, а турбулизирующие элементы , расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-об- разную форму и образуют угол 30-60° с касательной к цилиндрической поверхности в месте закреплени  турбулизирующих элементов , и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока.
2. 2. Смеситель по п. 1, от л и ч а ю щ и и с   тем, что свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельными торцевым поверхност м.

   4-4jF

   Фиг.1

   Фигз

   Виде

   Фиг. 4

   .

   Фие.5

   в 25- 45°

   Направление

   Йраще и 

   ffpbwtvam/fu