Гидродинамический излучатель Советский патент 1984 года по МПК B01F11/02 B02C19/18 

Изобретение относится к гидрома- шиностроению и может быть использова но для обработки (озвучивания) жидкостей в ультразвуковом поле,в частнс сти для сверхтонкого измельчения твердых материалов в жидкости. Известно устройство для стабилизации расхода жидкости в гидросистемах, которое одновременно может быть использовано в качес,тве гидродинамического излучателя или диспергатора, содержащее корпус с переменным по длине поперечным сечением в виде конфузора-диффузора и боковым отверстием для подвода жвдкостй, а также регулировочную иглу, устанрвоч . но-подвижную в осевом направлении Щ В известномустройстве при изменении параметров потока жидкости, например уменьшения расхода, для сох ранения 31ффективности озвучивания или сверхтонкого измельчения вращением регулировочной иглы перемещают ее в направлении сжатого сечения. Происходящее при этом уменьшение площади проходного сечения между иглой и корпусом сопровождается увеличением скорости течения жидкости и сохранением условий для поддержания колебаний прежней интенсивности и частоты. . Однако это возможно лишь заостренном конце регулировочной иглы, выполняющей в данном случае роль кон центратора (резонатора) колебаний высокой частоты и интенсивности,прин цип действия которого основан на уве личении амплитуды колебательного смещения частиц стержня концентратора вследствие- уменьшейия его поперечного сечения. При этом увеличение амплитуды тем больше, чем больше различие конечного и начального диаметров концентратора, находящегося в зоне высокочастотных колебаний. I В связи с этим основным недостатком известного устройства является малая эффективность, т.е снижение срока стабильной работы устройст ва вследствие кавитациониого разруше ния конца регулировочной иглы и, как следствие, нёобхрдимость разборки устройства и частой замены самой иглы выполненной из высокопрочных дорогостоящих материалов (например,ти.тана молибдена и их сплавов). Известен также гидродинамический излучатель, содержащий корпус с пере менным по длине поперечным сечением, внутри которого установлены подвижная в осевом направлении регулировочная игла с осевым каналом и отверстиями для подвода жидкости 2 . Недостатком такого устройства является износ поверхностей регулировочной иглы вследствие кавйтационных процессов, возникающих при выходе жидкости. Кроме того, в результате снижения основных рабочих характеристик устройства (интенсивность перемешивания , время протекания процесса) снижается эффективность работы устройства. Цель изобретения - повышение эффективности работы. Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамическом излучателе , содержащем корпус с переменным по длине поперечным сечением, внутри которого установлена подвижная в осевом направлении регулировочная игла, последняя выполнена в виде конических заостренных концентричных элементов, внутренний, из которых установлен с возможностью осевого перемещения в направлении движения потока жидкости. На фиг. 1 изображен гидродинамический излучатель, продольный разрезу на фиг.2 - узел I фиг. I; на фиг.З то же,, t в .момент регулирования параметров ус±ройства внутренним элементом . Гидродинамический излучатель состоит из корпуса 1 с переменным по длине поперечным сечением.На торце корпуса установлен штуцер 2 с уплотнением 3. Регулировочная с составным концом игла 4 расположена внутри корпуса и,имеет равнорасположенные по окружности отверстия 5, уплотнение 6 и осевой канал 7 для подвода жвдкости. На корпусе 1 установлена спе- , циальная гайка с выступом 8, соединенная с соответствукщим выступом регулировочной иглы 4. посредством прижимной шайбы 9. Внутри регулировочной иглы 4 выполнен шариковый. клапан 10 в направляющих 11 для подаг чи жидкости во.внутреннюю полость составного заостренного конца иглы, состоящего из концентричных внешнего 12 и внутреннего 13 элементов. Устройство работает следующим обазом.

3

Рабочая жидкость из гидросистемы поступает по осевому каналу 7 к отверстиям 5 и затем попадает в регулируемую зону кавитации, в которой происходит озвучивание жидкости и сверхтонкое измельчение содержащихся в ней механических примесей с последующим выходом в Систему через штуцер 2.

Регулирование работы устройства в случае изменения параметров потока (давления, расхода и т.п.) достигается вращением специальной гайки, выступ 8 которой находится в постоянном зацеплении с аналогичным выступом регулировочной иглы 4, перемещающейся в результате этого в осевом .направлении и уменьшающей площадь проходного сечения между заостренным концом элемента 12 и корпусом 1 (фиг.2), При этом поддерживается высокая интенсивность колебаний в зоне ультразвуковой :кавиташог .По мере износа заостренного конца внешнего элемента 12 интенсивность колебаний уменьшается и, следовательно, вся игла 4 с помощью механизма регулирования периодически подается в направлении потока жидкости до тех пор, пока полностью не закроет проходное сечение (фиг.З). V

В результате давление восевом кайале 7 возрастает, и срабатывает шариковый клапан 10. Под действием давления жидкости внутренний элемент 13 продвигается во внутреннюю полость внешнего элемента 12, разрушенного-кавитацией, С помощью механизма регулирования вновь подстраи184024

вается необходимая интенсивность колебаний, и процесс продолжается. При этом не исключается наличие нескольких внутренних элементов, а так5 же автоматическое регулирование и настройка.

Предпагаемое устройство по сравнению с известным имеет большую эффективность работы за счет увеличе0 ния продолжительности высокочастотного и интенсивного колебательных режимов, что достигается изменением конструкции регулировочной иглы.

. Использование изобретения поэво5 ляет интенсифицировать процесс сверхтoнкo o измельчения механических примесей в жидкости. Это происходит . вследствие обеспечения автоматической замены нзнощенной части внешне0 гю элемента внутренним. При этом интенсивность кавита1Ц1Ьнных колебаний величина Которой зависит от формы (заострения) резонатора - элемента, поддерживается более стабильной во

5 времени эксплуатации. Это, в свою очередь, обеспечивает высокую тонкость (степень) измельчения примесей в жидкости, что в конечном итоге повьш1ает надежность и ресурс гидрома0 шин. Так, известно, что увеличение эффективности измельчения в 2 раза позволяет в 1,5-2 раза снизить износ трущихся пар гидрооборудо вания. В

5 сравнении с известным устройством в предлагаемом устройстве такой эффект можно достичь при замене изношенного внешнего элемента даже одним внутренним элементом.

Фиг.З

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий корпус с переменным по длине поперечным сечением, внутри которого установлена подвижная в осевом направлении регулировочная игла, отличающийся (тем, что, с целью повышения: эффективности работы, регулировочная игла выполнена в виде конических заостренных концентричных элементов, внутренний из которых установлен с возможностью осевого перемещения в направлении движения потока. - г (Л §йа I- V ..« в V :. о о в - /о ,нж , Ч/iSi ч 5она кцВитацци Фиг. 1