Гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний Советский патент 1983 года по МПК B06B1/18 

Изобретение отрюсится к акустичес кой технике и может быть использовано для интенсификации процессов массо-и теплообмена, например, при пропитке армирующих материалов полимерным свяэукядим, смешении, раствореНИИ и дегазации вязких жидкостей. Из.вестен гидродинамический излучатель колебаний, содержащий статор установленный в рабочей камере, выполненной в форме полого цилиндра и центробежный ротор с прямоугольными каналами Г Однако гидродинамический излучатель не достаточно эффективен при создании ультразвуковых колебаний в высоковязких жидкостях. Наиболее близким к предлагаемому является гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний, содержащий вал, коаксиально установленный на мем полый ротор с лопатками и статор с прямоугольными в радиальной плоскости щелями , ненными на его образующей, и рабочую камеру, охватывающую статор, име щую прямоугольное сечение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полос тью ротора через- щели ртатора. Известное устройство обеспечивает более высокую, интенсивность акустичес кого поля при обработке проточных жидкостей и повышает рабочую частот ультразвуковых колебаний 2}. Однако при обработке вязких проточных жидкостей интенсивность ульт развукового поля-снижается из-за перехода турбулентного движения жидкости в каналах периодически совмещающихся щелей ротора и статора в ламинарное. Это связа но-с наличием большого гидравлического сопротивления в каналах щелей прямоугольного сечения ротора и статора. . Целью изобретения является повышение интенсивности ультразвуковых колебаний в высоковязких - жидкостях Поставленйая цель достигается тем что в гидродинамическом роторном излучателе ультразвуковых колебаний .содержащем вал, коаксиально установJieHHHe на нем полый ротор; с лопатками и статор со щелями,-выполненные на его образующей, и рабочую камеру, охватыванадую статор, имеющую прямоугольное -се чение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полостью ротора через щели статора, щели статора в радиальной плоскости выпол- . йены расширяющимися в сторону рабочей камеры под углом (1,3-1,8 )агс где А - коэффициент гидравлического трения, определяемый для каналов прямоугольного сечения из соотношениягде динамическая вязкость жидкости;ш - скорость движения жидкости в каналах; экв эквивалентный диаметр сечения каналов; f - плотность, а в рабочей камере выполнена дополнительная полость в виде тора, охватыаающего основную полость, причем плоскости симметрии тора и ос.новной полости, перпендикулярные к оси вала, смещены относительно одна другой на величину S - - 2 где D- диаметр радиального сечения Ь - ширина основной полости. На чертеже представлен гидродинамический роторный излучатель ультразвуковых колебаний Излучатель состоит, из основной рабочей камеры 1, статора 2 .со. щелями, ротора 3 с лопатками 4 и плоскопараллелъными щелями 5., вала 6, крышки- и комбинированного уплотнения 8. -Рабочая камера 1 имеет основную 9 и Дополнительную 10 полости. Излучатель работает следующим образом. ,Жидкую проточную среду через всасыв.аквдий патрубок крышки 7 подают в полость вращающегося ротора 3. .При совмещении щелей 5 и 11 ротора и статора жидкость под действием центробежных сил и избыточного Входного давления поступает из полости ротора 3 в полость рабочей камеры 1. При протека-НИИ жидкости через быстро перекрывающиеся каналы щелей ротора и статора в ней создаются периодически изменяющиеся давления и разряжения, возникают акустические колебания и кавитация. - Наличие расширяющихся к внешней поверхности статора щелей под углом. /Ь(1, 3-1,8 )arctg и дополнительной полости рабочей камеры, выполненной в виде тора, охватывающего основную полость, причем плоскости симметрии тора и основной полости, перпендикулярные к оси вращения вала, смещены относительно одна другой на величину i где D - диаметр радиального сеченияЬ - ширина основной полости, ; приводи.т к повышению интенсивности ультразвуковых колебаний BVвысоковязких жидкостях за счет снижения гидравлического сопротивления про.точной части излучателя, а за счет св,ойства ультразвуковых роторных

излучателей наибольшее звуковое дав ление развивать вдоль оси излучателя или под углом к ней.

Использование предлагаемого гидродинамического роторного излучателя, ультразвуковых колебаний позволя ет интенсифицировать процессы масео и теплообмена при обработке высокввязких жидкостей, а также сократить технологический цикл обработки.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий вал, коаксиально установленные на нем полый ротор с лопатками и статор со щелями, выполненными на его образующей, и рабочую камеру, охватывающую статор, имеющую прямоугольное сечение в радиальной плоскости и сообщающуюся с полостью ротора через щели статора, Отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности ультразвуковых колебаний в высокрвязких жидкостях, щели статора врадиальной плоскости выполнены расширяющимися в сторону рабочей камеры под углом /b (l,3-l,8)arctgA, где Л- . -. I - I .С.,. ..- iff I M-;;- ,,. f Vi.. t-; ....,-,/ / коэффициент гидравлического трения, определяемый для каналов прямоугольного сечения из соотношения 64 Л U d эквР - динамическая вязкость жидгде . кости; ш - скорость движения жидкости в каналах; , -.эквивалентный диаметр сечения каналов; f - плотность, а в рабочей камере выполнена дополнительная полость в виде тора, охватывающего основную полость, чем плоскости симметрии тора и основной полости, перпендикулярные к оси вала, смещены относительно одна другой на величину . S- . Р - ь t. t где D - диаметр радиального сечения. 4 тора ; 4: Ь - ширина основной полости. . оэ 4i

ю