РЕЗОНАНСНЫЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДИСПЕРГАТОР Российский патент 1997 года по МПК B01F7/00 

Изобретение относится к устройствам для создания колебаний и волн в проточной жидкой среде и может быть использовано в угольной, пищевой и других отраслях промышленности.

Аналог изобретения динамическая сирена, содержащая полые ротор и статор в виде тел вращения с отверстиями в их боковых стенках. Размеры полостей ротора и статора произвольны [1]
Прототип изображения резонансный роторный акустический генератор, содержащий полые соосные выполненные в виде тел вращения корпус, статор с отверстиями в боковой стенке, расположенный в полости корпуса, и размещенный в полости статора ротор с отверстиями в боковой стенке, а радиусы полостей корпуса R_к и ротора R_р выполнены в соответствии с соотношением:

n 1, 2, 3
Такое выполнение полостей позволяет достичь резонансных колебаний, интенсифицирующих процессы диспергирования, одновременно в полости корпуса и полости ротора при определенной скорости вращения ротора [2]
Однако указанное соотношение и одновременный резонанс в обеих полостях реализуются лишь в случае бесконечно тонких боковых стенок ротора и статора, что практически трудно выполнимо, так как при малой толщине стенок последние быстро разрушаются и диспергатор выходит из строя.

Настоящим изобретением решается задача достижения резонансных колебаний в полости ротора и полости корпуса с учетом боковых стенок ротора и статора с произвольной толщиной, а также учитывая радиальный зазор δ между ротором и статором. Для реализации этого необходимо, чтобы радиус внутренней поверхности корпуса R_к, радиус внешней поверхности статора R_c и радиус внутренней поверхности ротора R_p были связаны соотношением:

где n 1, 2.

На чертеже представлен осевой разрез резонансного гидромеханического диспергатора.

Резонансный гидромеханический диспергатор содержит корпус 1, ротор 2 с отверстиями 3, статор 4 с отверстиями 5, входной патрубок 6, выходной патрубок 7; внутренняя цилиндрическая поверхность корпуса и внешняя цилиндрическая поверхность статора ограничивают полость корпуса 8.

Резонансный гидромеханический диспергатор работает следующим образом.

Подлежащая диспергированию жидкая смесь по патрубку 6 поступает в полость ротора 2, откуда через периодически совмещающиеся отверстия 3 вращающегося ротора 2 и отверстия 5 неподвижного статора 4 поступает в полость 8 корпуса 1, откуда через патрубок 7 в виде готового продукта выводится для потребления.

В процессе работы диспергатора резонанс в полости ротора определяется уравнением:

где J₁ функция Бесселя первого порядка;
γ собственное число полости ротора.

Для полости корпуса справедливо уравнение:
N₁(μR_к)•I₁(μR_c) = N₁(μR_c)•I₁(μR_к), (2),
где N₁ функция Неймана;
μ собственное число полости корпуса.

Решая уравнения (1) и (2) совместно, получаем:

откуда после тождественных преобразований следует:

n 1, 2, 3.

Например, при n 1 0,82; при n 2 0,45; при n 3 0,31.

Задавая, например, R_p 200 мм и R_c 210 мм, получим R_к 374 мм.

Использование изобретения: резонансный гидромеханический диспергатор относится к устройствам для создания колебаний в проточной жидкой среде и диспергированию за счет рабочих жидкостей. Сущность изобретения: диспергатор содержит полые соосные выполненные в виде тел вращения корпус, статор с отверстиями в боковой стенке, расположенный в полости корпуса, и размещенный в полости статора ротор с отверстиями в боковой стенке. Радиус внешней поверхности статора R_c, радиус внутренней поверхности корпуса R_к и радиус внутренней поверхности ротора R_p выполнены в соответствии с выражением: , где n = 1, 2, 3 ... Такое выполнение полостей ротора и корпуса позволяет достичь одновременного резонанса в них и интенсифицировать процессы диспергирования. 1 ил.

Резонансный гидромеханический диспергатор, содержащий полые соосные выполненные в виде тел вращения корпус, расположенный в полости корпуса статор с отверстиями в боковой стенке и размещенный в полости статора ротор с отверстиями в боковой стенке, отличающийся тем, что радиус внутренней поверхности корпуса R_к, радиус внешней поверхности статора K_c и радиус внутренней поверхности ротора R_р выполнены в соответствии с соотношением (R_к R_c)/R_р (0,22 + n)^-1, где n 1, 2, 3,