Динамическая сирена Советский патент 1987 года по МПК G10K7/02 

В рупор 1 сжатый газ поступает по каналам, образованным отверстиями 13 в стенке 11 и отверстиями в диске 5. Модуляция газового потока при периодическом совпадении отверстий 13 и 7 вызьшает генерацию акустических

1

Изобретение относится к области создания высокоинтенсйвных акустических колебаний и может быть испо- льзовано в аппаратах для очистки газов от пыли.

Цель изобретения - повьшение КПД сирены за счет уменьшения расхода воздуха.

На фиг.1 изображена динамическая сирена, разрезу на фиг.2 - схема взаимного расположения отверстий, выполненных в торцовой стенке камеры переменного давления, расположенной со стороны рупора, и в диске, установленном с зазором к этой стенке, в период от начала истечения газа из камеры переменного давления в рупор до окончания; на фиг.З -график изменения давления внутри камеры переменного давления; на фиг,4 - схема взаимного расположения отверстий, выполненных в торцовых стенках камеры переменного давления и в

дисках.

Динамическая сирена содержит корпус с примыкающим к нему рупором 1 (фиг,1), камеру 2 высокого давления, соединенную с входным патрубком 3 для подачи сжатого газа, ротор в виде двух дисков 4 и 5 с отверстиями 6 и 7, жестко закрепленных на валу 8 привода вращения. Между камерой 2 высокого давления и рупором 1 расположена камера 9 переменного давления, в торцовых стенках 10 и 11 которой выполнены,соответственно отверстия 12.и 13. Отверстия 12 (фиг.4). торцовой стенки 10 камеры 9 переменного давления и отверстия 6 в диске 4 выполнены в виде овальных секторов, большие оси которых ориентированы радиально. Отверстия 13 торцовой стеки 11 камеры 9 переменного давления . выполнены в виде сопл, выходные отволн. Выполнение отверстий 13 в виде сопл, выходными отверстиями обращенных в сторону рупора 1j а соответствующих отверстий 7 - овальными позволяет формировать BFJCOKOCKOPOCT- ные потоки газа. 4 ил.

5

0

5

0

5

0

верстия которых обращены в сторону рупора 1, а отверстия 7 диска 5 выполнены в виде овалов, больше оси которых ориентированы перпендикулярно радиусам. Диск 4 установлен с зазором к стенке 10, а диск 5 - с зазором к стене 11 и рупору 1. Величина зазора составляет 0,01-0,05 мм.

Сирена работает следующим образом.

Сжатый газ по патрубку 3 подается в камеру 2 высокого давления. Когда отверстия 12 перекрыты диском 4, сжатый газ не поступает в камеру 9 переменного давления и избыточное давле - ние в ней равно нулю. При вращении вала 8 с дисками 4 и 5 отверстия 6 и 7 последних периодически со впадает с отверстиями 12 торцовой стенки 10 и отверстиями 13 торцовой стенки 11. При этом сжатый газ из камеры 2 высокого давления по каналам, образованным отверстиями 12 и 65 поступает в камеру 9 переменного давления, а затем в рупор 1 по каналам, образованным отверстиями 13 и 7. Модуляция газового потока при периодическом совпадении отверстий 13 и 7 приводит к генерации акустических волн.

Истечение газа через сопло 13 (фиг.2) начинается в момент времени t, соответствующий положению I сопла 13 и отверстия 7, и заканчивается в момент времени t, соответствующий положению ГУ сопла 13 и отверстия 7. Наиболее эффективное излучение происходит в период времени uit t,-t , когда сопла 13 полностью открыты отверстиями 7 и коэффициент полезного действия сирены в этот период максимальный. В периоды времени и |s,t ,.j-t,j сопла, 13 частично перекрыты диском излучение неэффективно, так как нарушаются условия

3

формирования высокоскоростной соплами 13 и КПД сирены в эти ды минимальньй.

КПД динамической сирены мож быть повышен за счет снижения изводительного расхода сжатого

ды времени dt, и dt.

в периоды времени ut и At, Для этого необходимо, чтобы избыточное давление на выходе сопл 13 в периоравнялось нулю

2

ному давлению Р„ (кривая а, фиг.З). Снабжение динамической сирены дополнительной камерой 9 переменного давления позволяет повысить КПД сирены за счет снижения непроизводительного расхода воздуха в периоды, когда сопла 13 неполностью открыты отверстиями 7 диска 5. Для получения на вхо- де сопл 13 формы давления, соответствующего кривой а (фиг.З), необходимо соблюдение определенных соотношений между объемом камеры 9 переменного давления 9, размерами отверстий 6, 7, 12и13и взаимным расположением отверстий.

Для формирования высокоскоростных потоков газа отверстия 13, вьшолнен- ные в стенке 11 камеры 9 переменного давления, должны быть вьшолнены в виде сопл, обращенных выходными отверстиями в сторону рупора 1, Поскольку период времени t,t должен быть больше нуля, то угловые размеры выходных отверстий 7 должны быть больше угловых размеров выходных отверстий, а их радиальные размеры должны быть равны. Следовательно, отвер- стия 7 на диске 5 со стороны рупора 1 должны быть расположены так, чтобы их большие оси были ориентированы перпендикулярно радиусам (фиг.4).

Максимальное давление Р в каме , мк

ре 9 переменного давления при полностью открытых отверстиях 12 и 13 определяется соотношением

мк

м

(1)

где

Из

(

s,+s

и S - площади соответственно отверстий 12 и 13. соотношения (1) следует, что вееслиВ предлагаемой конструкции

личина Р„ будет близкой к Р„,

ПКИ

s,s

сирены зто достигается за счет выполнения отверстий 12 в стенке 10 в виде овалов, большие оси которых ориентированы радиально (фиг.4).

В период времени it истечение

;

газа из сопл 13 должно происходить при уменьшающемся давлении. Для этого необходимо, чтобы к моменту вре- мени t отверстия 12 (фиг.4) были

5

0

5

0

5

полностью перекрыты диском 4. Это достигается за счет того, что защние фронты отверстий 6 должны быть смещены в направлении вращения на величину ч углового размера отверстий 13 по сравнению с задними фронтами отверстий 7, по отношению к задним фронтам соответственно отверстий 12 и 13.

Давление в камере 9 переменного давления должно достигнуть максимального значения Р к моменту времени

Щ

tj. Поскольку S, то заполнение камеры 9 происходит быстрее, чем ее разгрузка, в период at и в зависимости от величин S и S составит (0,4-0,2) Atj. Так как .j, то для достижения давлением в камере 9 к моменту времени t, величины Р„ необходимо, чтобы передние фронты отверстий 6 были смещены в направлении, противоположном направлению вращения, на величину (0,6-0,8)С углового размера отверстий 13 по сравнению с пе- редними фронтами отверстий 7, по отношению к передним фронтам отверстий 12 и 13 соответственно,

Объем камеры 9 переменного давления выбирается экспериментально из 5 условия, чтобы максимальное избыточное давление в ней достигалось к моменту времени t и чтобы за период utj оно убывало практически до нуля (кривая б, фиг.З).

Применение предлагаемой динамической сирены в диапазоне частот 40- 250 Гц для регенерации осадительных поверхностей при технологической и санитарной очистке газов от пыли позволяет повысить КДЦ в 1,25-1,53 раза.

Формула изобретения

Динамическая сирена, содержащая корпус с примыкающим к нему рупором, камеру высокого давления с патрубком подачи сжатого газа и приводной вал с жестко закретшенными на нем двумя

роторами, выполненными в виде дисков с отверс тиями, отличающая- с я тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения расхода возуха, она снабжена камерой переменного давления, расположенной между рупором и камерой высокого давления, в торцовых стенках которой со сторо- ны камеры высокого давления и со стороны рупора выполнены отверстия, при этом один из дисков установлен внутри камеры переменного давления у торцовой стетси, ,примыкающей к камере высокого давления, отверстия в этом диске и в торцовой стенке выполнены в виде овальных секторов, оси которых ориентированы радиально, а вто

рой диск установлен между торцовой стенкой камеры переменного давления и рупором, .причем отверстия в торцовой стенке вьшолнены в виде сопл, обращенных выходными отверстиями в сторону рупора, а отверстия в диске выполнены в виде овалов, большие оси которьк ориентированы перпендикулярно радиусам и смещены относительно, отверстий первого диска в на правлении вращения приводного вала.

0Z)

фиг. г

н

Bpenii,t f.

фиг.З

Направление оращения

-as.w)/ ff)r

Фиг

Изобретение относится к созданию высокоинтенсивных акустических колебаний и может быть использовано в аппаратах для очистки газов -от пыли. Цель изобретения - повышение КПД сирены за счет уменьшения расхода воздуха. Сжатый газ подается в камеру 2 высокого давления по каналам, образованным отверстиями 1 2 торцовой стенки 10 камеры 9 переменного давления, периодически совпадающими с -отверстиями 6 вращающегося диска 4. К 3 (Л ю 00 00 ел со

Редактор В.Петраш

Составитель Е.Литвинов

Техред В.Кадар Корректор А.Обручар

Заказ 7814/50Тираж 368 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4