ПОЛЫЙ ОБЪЕМНЫЙ РЕЗОНАТОР Российский патент 1996 года по МПК F15D1/06 B06B3/00 

Изобретение относится к гидродинамике и может быть использовано в массообменных аппаратах и смесителях при диспергирования рудных и нерудных материалов.

Известен вихревой усилитель, содержащий рабочую камеру с радиальными каналами питания и осевым выходным каналом в рабочей камере, где концентрично осевому выходному каналу установлена поворотная кольцевая втулка с окнами, расположенными против каналов питания (а.с. СССР N 438810, кл. F 15 C 1/14, 1973).

В известной конструкции не выполняется условие безотрывного течения вследствие плохой гидравлической формы проточной части гидравлического канала, что увеличивает потери напора и при фиксированном перепаде давления приводит к снижению расходной характеристики.

Известен вихревой усилитель (полый объемный резонатор), содержащий осевой выходной канал, выполненный диффузорно-конфузорным с кpиволинейной стенкой, причем расстояние от входного до переходного сечения выходного канала вдоль его оси составляет 6,45-6,5 диаметра входного сечения, а отношение площади переходного сечения к площади входного сечения 6,15-6,20 (а.с. СССР N 739261, кл. F 15 C 1/14, F 15 D 1/06, 1977).

Известная конструкция не обеспечивает диапазон колебаний полого резонатора в спектре дозвуковых частот, что не позволяет получить достаточную степень измельчения перерабатываемого материала (минерала).

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке гидроударного объемного резонатора.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, выражается в получении устойчивой турбулентности в гидродинамическом потоке за счет постоянства резонансной амплитуды колебаний.

Это достигается тем, что в предложенном полом объемном резонаторе, содержащем кривоосный канал с изогнутыми стенками, одна из которых выполнена выпуклой, а другая вогнутой, входным и выходным отверстиями, согласно изобретению соотношение длин выпуклой и вогнутой стенок составляет 1,1-2,0, а сечение входного отверстия больше сечения выходного отверстия, около которого установлен резонансный потокопрерыватель.

Сущность изобретения заключается в получении постоянной максимальной амплитуды колебаний импульсов давлений во всем объеме резонатора за счет возникающих при перекрывании выходного отверстия гидравлических ударов в жидкости в дозвуковом диапазоне (скорость звуковых волн в жидкости (воде) 1500 м/с.

Выполнение одной из стенок резонатора выпуклой, а противоположной стенки вогнутой (т.е. форма ограничивающей поверхности представляет собой изогнутую полость переменного сечения) обеспечивает малое сопротивление протекающему по нему гидродинамическому потоку (улучшает гидродинамические параметры).

Cоотношение длин выпуклой и вогнутой стенок (1,1-2,0) обеспечивает образование "язычка" на входе объемного резонатора. Такая выступающая часть резонатора служит возбудителем низкочастотного спектра колебаний.

Выполнение сечения входного отверстия больше сечения выходного отверстия обеспечивает ускорение гидродинамического потока. Входное и выходное отверстия могут быть выполнены в виде круга, эллипса, квадрата, ромба, различных многоугольников и т.п.

Наличие около выходного отверстия резонансного потокопрерывателя обеспечивает создание мощных с постоянно высокой амплитудой импульсов давлений прямых гидравлических ударов в дозвуковом и звуковом диапазоне частот.

Вся совокупность заявляемых признаков обеспечивает в гидродинамической среде постоянную максимально возможную амплитуду за счет резонанса импульсов давлений, что создает устойчивую турбулентность.

На чертеже представлен полый объемный резонатор.

Полый объемный резонатор имеет кривоосный канал 1, образованный изогнутыми стенками, при этом одна стенка выполнена выпуклой 2, другая стенка вогнутой 3, а разность длин выпуклой стенки 2 и вогнутой стенки 3 образует "язычок" 6 (возбудитель колебаний); входное отверстие 4 и выходное отверстие 5, около которого установлен резонансный потокопрерыватель 7.

Устройство работает следующим образом.

Во входное отверстие 4 объемного резонатора подается с определенной скоростью суспензия, например вода с частицами измельчаемого минерала, которая приводит в колебание "язычок" (выступ) 6, образованный стенками 2 и 3. "Язычок" 5 задает первоначальные колебания с небольшой амплитудой. По мере сужения кривоосного канала 1 поток жидкости ускоряется, вызывая тем самым увеличение колебаний стенок 2 и 3 резонатора, а следовательно, и отраженных волн. При перекрывании выходного отверстия 5 специальным устройством - резонансным потокопрерывателем 7 волны отражаются от прерывателя и идут навстречу гидродинамическому потоку суспензии, значительно усиливая импульсы давлений от гидравлических ударов, что способствует увеличению степени тонкого измельчения твердых частиц перерабатываемого материала в режиме "сжатие - разрежение".

Использование: гидродинамика. Cущность изобретения: полый объемный резонатор содержит кривоосный канал с изогнутыми стенками, одна из которых выполнена выпуклой, а другая - вогнутой, входным и выходным отверстиями. Соотношение длин выпуклой и вогнутой стенок составляет 1,1-2,0, а сечение входного отверстия больше сечения выходного отверстия, около которого установлен резонансный потокопрерыватель. 1 ил.

Полый объемный резонатор, содержащий кривоосный канал с изогнутыми стенками, одна из которых выполнена выпуклой, а другая вогнутой, входным и выходным отверстиями, отличающийся тем, что соотношение длин выпуклой и вогнутой стенок составляет 1,1 2,0, а сечение входного отверстия больше сечения выходного отверстия, около которого установлен резонансный потокопрерыватель.