ГИДРОКАВИТАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к гидрокавитационному оборудованию, используемому для обработки различных сложных поверхностей, и может быть использовано для очистки и разрушения поверхностей, перемешивания, диспергирования и стерилизации растворов и других субстанций, а также в различных технологических процессах для их интенсификации.

Наиболее близким к предлагаемому генератору является гидродинамический кавитационный генератор, содержащий корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор [1] Недостатком известного гидродинамического кавитационного генератора является относительная сложность конструктивного выполнения, сужающая технологические возможности и эффективность управления процессом кавитации.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, расширение технологических возможностей и повышение эффективности управления процессом кавитации.

Это достигается тем, что в гидрокавитационном генераторе, содержащем корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор, согласно изобретению корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка.

Кроме того, в гидрокавитационном генераторе дополнительная ступень обработки может быть выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть также выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с образующей ломаного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части. В гидрокавитационном генераторе цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса может быть выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцевая поверхность выполнена конической с углом конусности менее 180^о.

Гидрокавитационный генератор может быть выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы.

На фиг.1-12 схематически показаны варианты выполнения генератора.

Гидрокавитационный генератор содержит корпус 1, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор 2. С конфузором соединен цилиндрический участок 3 с дополнительной ступенью обработки 4, выполненной между цилиндрическим участком и диффузором 5. Образующая дополнительной ступени обработки имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка.

На фиг. 1 показано выполнение криволинейной образующей дополнительной ступени обработки выпуклой; на фиг.2 то же, вогнутой; на фиг.3 и 4 варианты, аналогичные первым двум, но с цилиндрической частью, выступающей в дополнительную ступень обработки; на фиг.5 и 6 выполнение дополнительной ступени обработки с ломаной образующей, соответственно вогнутой и выпуклой; на фиг.7 и 8 аналогичные им варианты, но с цилиндрической частью внутренней поверхности корпуса, выступающей в дополнительную ступень с конической торцовой поверхностью, имеющей угол конусности менее 180^о обработки; на фиг.9-11 варианты, в которых диаметр входной части дополнительной ступени обработки больше ее выходной части (фиг.9), или меньше (фиг.10, 11), причем на фиг.9 и 10 поверхность дополнительной ступени обработки коническая; на фиг.11 выпуклая криволинейная; на фиг.12 вариант выполнения корпуса сборным со стыками в местах переходов ступени дополнительной обработки.

Выполнение поверхности образующей дополнительной ступени обработки выпуклой криволинейной (фиг.1) позволяет снизить влияние микровихрей, возникающих в углах дополнительной ступени обработки, и повысить тем самым КПД генератора.

В варианте фиг.2 генератор позволяет сформировать кавитационный поток, вследствие чего повышается эффективность обработки твердых поверхностей. Вариант, представленный на фиг.3, решает задачу разрушения твердых поверхностей и по- лимерных материалов за счет увеличения радиуса кавитационных пузырьков.

Выполнение устройства, как это показано на фиг.4, обеспечивает тот же эффект, как и на фиг.3, но при этом за счет фокусировки потока усиливается воздействие на локальные участки обрабатываемых материалов.

Схемами генератора, показанными на фиг.5, 6 и 12, обеспечивается возможность очистки поверхностей обрабатываемых материалов за счет увеличения пятна зоны схлопывания при равномерном распределении в пятне кавитационных пузырьков.

В отличие от них схемы на фиг.7 и 8 дают возможность разрушать и диспергировать обрабатываемые материалы. При этом генератор повышает КПД и глубину воздействия кавитационной струи.

Решение, иллюстрируемое на фиг.9-11, обеспечивает возможность очистки поверхностей материалов, регулируя при этом величину зоны обработки, а также скорость протекания процесса.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет управлять интенсивностью развития кавитационной зоны, не ограничивая при этом подбор параметров струйного потока, и за счет выполнения различных вариантов устройства в зависимости от решаемых задач существенно расширить его технологические возможности.

Использование: гидравлическое оборудование для очистки и разрушения поверхностей, перемешивания, диспергирования и стерилизации растворов и других субстанций. Сущность изобретения: в гидравлическом генераторе корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля. Дополнительная ступень обработки выполнена с образующей ломаного профиля. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части. Дополнительная ступень обработки может быть выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части. Цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцовая поверхность выполнена с углом конусности менее 180°. Гидрокавитационный генератор может быть выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. ГИДРОКАВИТАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий корпус, выполненный с внутренней поверхностью в виде поверхности вращения, включающей конфузор, соединенный с ним цилиндрический участок и диффузор, отличающийся тем, что корпус имеет дополнительную ступень обработки, выполненную между цилиндрическим участком и диффузором, образующая которой имеет профиль, отличный от профиля образующей цилиндрического участка. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с выпуклой образующей криволинейного профиля. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с вогнутой образующей криволинейного профиля. 4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с образующей ломаного профиля. 5. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с диаметром ее входной части, меньшим диаметра ее выходной части. 6. Генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная ступень обработки выполнена с диаметром ее входной части, большим диаметра ее выходной части. 7. Генератор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический участок внутренней поверхности корпуса выполнен выступающим в полость дополнительной ступени обработки, а его торцевая поверхность выполнена конической с углом конусности менее 180^o. 8. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен разборным с возможностью установки дополнительной ступени обработки требуемой формы.