Ультразвуковое устройство для внесения частиц загрязнителя в поток жидкости Советский патент 1984 года по МПК B01F11/02 

СО

СО со со

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для создания малой управляемой концентрации частиц загрязнителя в потоке жидкости, находящейся преимущественно под избыточным давлением, и может быть использовано для градуировки и периодической поверки датчиков загрязнения жидкостей гидросистем, а также измерения эффективности гидравлических фильтров.

Известны устройства для перемешивания порошковых и пастообразных материалов, пол чения суспензий и эмульсий с помощью ультразвуковых колебаний,содержащие рабочую камеру ультразвуковой излучатель в виде магнитостриктора или пьезокерамического преобразователя lj.

Недостаткаю1 этих устройств являются невозможность внесения частиц в поток чистой жидкости и работы под избыточным давлением; громозд-кость и сложность конструкции из-за наличия механических перемепгаваю дих приводов.

Наиболее близким к предлагаемоьту по технической сущности является ультразвуковое устройство, содержащее вертикальный корпус с вьтолзшн™ I ной в нем рабочей камерой, днищеы и крышкой, пьезоэлектрический вибратор, закрепленный в днище по оси корпуса, и штуцеры ввода и вывода жидкости 2.

Недостатками известного устройст являются невозможность управления выносом частиц загрязнителя потоком жидкости без дросселирования потока, HeKOHTpcmHpyebibtff вынос частиц из устройства при отключенном ультразвуковом Еюздействии при большой скорости потока, осаждение частиц в выходном трубопроводе и их последующий неконтролируемый вынос при малой скорости потока, малая длительность работы с одной заправки устройства загрязнитат:ем и, следовательно, малая стабильность концентрации частиц в потоке,

Цель иаобретения - интенсификаци процесса путем многократной циркуляции жидкости в рабочей камере.

Поставленная цель достигается тем, что известное ультразвуковое устройство, содержащее вертикальнь й корпус с выполнб.нной в нем рабочей камерой, днищем и крышкой, пьезоэлектрический вибратор, укрепленный в днище по оси корпуса, и штуцеры ввода и вывода жидкости, снабжено трубой Вентури, установленной в рабочей камере над вибратором соосно ему и делящей ее на части, с верхней из которых соединены штуцеры.

На чертелсе изображено ультразвуковое устройство, разрез.

Ультразвуковое устройство для внесения частиц загрязнителя в поток лсидкости содержит вертикальный корпус 1 с выполненной в нем рабочей камерой 2, днищем 3 и крьшгкой 4, пьезоэлектрический вибратор 5, закреплен, ный в днище 3 по оси корпуса, штуцер л 6 и 7 ввода и вывода ясидкости, грубу 8 Вентури, установленную в рабочей камере 2 соосно над вибраQ ТОром 5 И делящей ее на части 9 и 10, с верхней 9 из которых соединены птуцеры б и 7.

Устройство работает следуюшдм

образом.

Рабочая камера 2 заполнена рабочей жидкостью. Внешний поток жидкости протекает через рабочую камеру 2 в верхней ее части 9 (показано спло1П1- ой жирной линией) . Частицы эагрязнитагтя, предназначенные для внесения в поток, находятся в осадке гга поверхности пьезоэлектрического вибратора 5, При подаче напряжения на его обкладки вибратор 5 вибрирует с ультразвуковой частотой. Под действием вибраций частицы загрязнителя переходят во взвешенное состояние и увлекаются возникшим течением жидкости. В рабочей камере 2 устанавливается циркуляция жидкости и частиц, показанная па чертеже пунктирными линиями. Ультразвуковое поле нижней конической частью трубы 8 Вентури фокусируется вдоль оси в верхней ее часT i (ход лучей показан сплошными ТОНКИМ1-1 линиями) , где интенсивность движения частиц и жидкости достигает максимума. Здесь же сосредотачивается облако взвешенных частиц. Часть частиц, выносимых из этого облака, уносится внешним потоком жидкости. Варьируя угол рсонусности верхней части трубы 8

5 и диаметр сечения отверстия, можно обеспечить ту или иную концентраБД-ко частиц во внешнем потоке без изменения скорости потока. При

уменьшении угла конусности верхней части трубы 8 число частиц в облаке и концентрация выносимых потоком частиц уменьшаются. Оперативное изменение концентрации частиц достигается изменением интенсивности ультразвукового поля. При снятии напряжения ультразвуковые колебания прекращаются, частицы выпадают на поверхность вибратора 5 и вынос частиц внешним потоком прекращается.

Наличие трубы Вентури, разделяющей рабочую камеру на две части, установка штуцеров в верхней ее части и загрузка частиц загрязнителя в нижнюю часть позволяют устранить неконтролируемый вынос частиц из устройства при выключенном ультразвуковом преобразователе даже при относительно большой скорости потока. Такая скорость потока.позволяет исключить осаждение частиц в выходном трубопроводе при работе ультразвукового преобразователя и последующее неконтролируемое движение частиц по трубопроводу. Поэтому в достаточно большом диапазоне скоростей внешнего потока управления выносом частиц может осуществляться регулирование интенсивности колебаний ультра звукового преобразователя без дросселирования потока жидкости.

Фокусирование трубой Вентури ультразвукового поля и облака частиц вдоль оси позволяет уменьшить распространение частиц по всему объему рабочей камеры и поэтому уменьшить количество выносимых потоком частиц. Вследствие этого увеличивается время работы устройства с одной засьтки (зарядки) загрязнителя и повьш ается долговременная стабильность концентрации частиц за период работы. Кроме того, частицы быстрее вьтадают в осадок после отключения ультразвукового преобразователя из концентрированного облака чем из всего объема. Таким образом, повышается оперативность управления концентрацией частиц в потоке.

Наличие верхней конической части трубы Вентури позволяет уменьшить высоту подъема частиц над полым цилиндром и количество выносимых потоком частиц. Это также повьшает долговременную стабильность концентрации частиц в потоке и время работы устройства с одной засьтки . (зарядки) загрязнителя. Дополнительное повышение стабильности может осуществляться смещением потока от оси рабочей камеры к периферии что достигается поворотом штуцеров на уголь, отличающийся от 180 ил их смещением от оси рабочей камеры.

Предлагаемое устройство обеспечивает долговременную стабильность концентрации частиц загрязнителя в потоке жидкости, позволяет автоматизировать и ускорить процесс контроля и поверки датчиков загрязнения под большим избыточным давлением (в том числе и на месте применения датчиков в гидросистемах и гидростендах).

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ЧАСТИЦ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ В ПОТОК ЖИДКОСТИ, содержащее вертикальный корпус с вьшолненной в нем рабочей камерой, днищем и крышкой, пьезоэлектрический вибратор, укрепленный в днище по оси корпуса, и штуцеры ввода и вывода жидкости, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса путем многократной циркуляции жидкости в рабоч€;й камере, оно снабжено трубой Вентури, установленной 3 рабочей камере над вибратором соосно ему и делящей ее на части, с верх- ней из которых соединены штуцеры.