Способ генерирования колебаний жидкостного потока и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B06B1/20 

Изобретение относится к гидравлической технике и предназначено для получения нелинейных колебаний давления в жидкости при интенсификации технологических процессов очистки поверхностей, образования суспензий, гомогенизации эмульсий

Наиболее близким к предлагаемому является способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что нагнетаемую под избыточным давлением жидкость закручивают, формируют жидкостной вихрь с приосевой полостью, в котором возбуждают акустические колебания давления, а также устройство для его осуществления, содержащее напорную магистраль с подсоединенным к ней через завихривающие каналы полым корпусом с соплом и камерой закручивания, образующими вихревой акустический генератор.

Недостатком способа является низкая эффективность воздействия на технологический процесс ввиду высокой частоты генерируемых колебаний (f /j, n-103 Гц), которые в двухфазной среде быстро диссипируют и не приводят к существенной интенсификации процесса в значительных объемах. Снижение частоты генерируемых в прототипе колебаний до оптимальной f 25-30 Гц требует неконструктивного увеличения размеров устройства, роста потребляемой мощности и металлоемкости.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия колебаний на технологический процесс путем снижения частоты генерируемых колебаний СО О О Сл)

о

буждение колебаний широкого спектра частот.

Указанная цель достигается тем, что при закручивании нагнетаемой под действием перепада давления жидкости, форми- ровании основного полого жидкостного вихря с приосевой полостью и возбуждении в нем колебаний давления, поток жидкости перед закручиванием разделяют на два, формируют дополнительный полый жидко- стный вихрь, возбуждают в каждом потоке колебания давления с разными частотами и приводят оба потока в соприкосновение.

Указанная цель обеспечивается с по- мощью устройства, выполненного в виде корпуса с размещенным в ней вихревым генератором, сообщаемым с патрубком подачи рабочего тела (жмдкости), оно снабжено дополнительным вихревым генератором, со- общенным с патрубком, геометрические размеры которого отличны от соответствующих размеров основного вихревого генератора.

На фиг, 1 представлена конструктивная схема устройства для осуществления спосо- ба; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства с оппо- зитными соплами; на фиг 4 - вариант устройства с соосным распоряжением сопел; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4.

Устройство содержит технологическую емкость 1 с патрубками 2 и 3 подачи и слива рабочего тела, напорную магистраль 4, подключенную к источнику жидкости под избыточным давлением (не показано), к которой подсоединены полый корпус 5 с выполненными в нем соплами 6 и 7 и камерами 8 и 9 закручивания, соединенными завихриваю- щими, например, тангенциальными каналами 10 и 11 с напорной магистралью 4.

Соотношение размеров тангенциальных каналов 10 и 11 соседних камер 8 и 9 закручивания и их сопел 6 и 7 должны быть выполнены различными. При одинаковых размерах камер закручивания могут быть различными диаметры сопел и т.д., с тем, чтобы образованные ими смежные вихревые генераторы излучали высокочастотные колебания различных частот.

Вариант с оппозитным расположением сопел 6 и 7 (фиг. 3) содержит подсоединенный с напорной магистрали 4 полый корпус 5 с выполненным в нем соплом 6 и камерой 8 закручивания, соединенной с напорной магистралью 4 завихривающими каналами 10. 8 емкости 1 на пилонах 12 установлен насадок 13, в котором выполнено сопло 7 и камера 9 закручивания, соединенная тангенциальными каналами 11 и каналами 14 в пилонах 12 с напорной магистралью 4. В

варианте на фиг. 3 сопло 7 насадка 13 ориентировано навстречу соплу 6 корпуса 5. В варианте на фиг. 4 насадок 13 с тангенциальными каналами 11 непосредственно соединен с напорной магистралью 4, а сопла 6 корпуса 5 и 7 насадка 13 установлены соосно одно в другом и ориентированы в одну сторону.

Устройство работает следующим образом.

При подаче жидкости под избыточным давлением в напорную магистраль 4 она закручивается в каналах 10 и 11 и образует в камерах 8 и 9 закручивания полые жидкостные вихри и истекает во внутреннюю полость емкости 1 через сопла 6 и 7. Жидкостные вихри, истекающие из сопел 6 и 7 в затопленное жидкостью пространство в емкость 1. генерируют высокочастотные колебания с частотой порядка нескольких килогерц с размахом до 5 МПа. Выполнение камер 8 и 9 закручивания, сопел 6 и 7 и завихриваю- щих каналов 10 и 11 с различными геометрическими параметрами обеспечивает различную частоту генерируемых колебаний.

Взаимодействие высокочастотных колебаний давления будут вызывать между ними биения, которые за счет нелинейного воздействия на закрученные жидкостные потоки, обуславливают колебания расхода жидкости, синхронные частоте биений. Отмеченный эффект вызовет низкочастотные колебания расхода и давления жидкости. При выполнении вихревых генераторов согласно фиг. 1, 4 и 5, диаграмма направленности высокочастотных излучателей имеет максимум вдоль оси сопел 6 и 7 и потому такие схемы устройств целесообразно использовать при протяженной, удлиненной форме емкости 1, .

При выполнении устройства (фиг. 3) с оппозитными соплами, максимум волновой энергии располагается в полости, перпендикулярной осям сопел 6 и 7, на равном расстоянии от них (в случае одинаковых мощностей обоих вихревых генераторов), поэтому указанную компоновку целесообразно применять в широких и мелких емкостях 1.

Предлагаемый способ позволяет преобразовать надежно получаемые высокочастотные колебания давления в низкочастотные, обеспечить любые требуемые сочетания амплитуд низкочастотного и высокочастотного сигналов и тем самым оптимизировать сигнал для различных условий обработки технологического процесса.

Формула Изобретения

1, Способ генерирования колебаний жидкостного потока, заключающийся в том, что поток жидкости под действием перепада давления закручивают, формируют основной полый жидкостный вихрь и возбуждают в нем колебания давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности перед закручиванием поток жидкости разделяют на два, формируют дополнительный полый жидкостной вихрь, вбзбуждают в каждом потоке колебания давления с разными частотами и приводят оба потока в соприкосновение.

2. Устройство для генерирования колебаний жидкостного потока, содержащее полый корпус, размещенный в нем основной вихревой генератор, сообщаемый с патрубком подачи рабочего тела, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности, оно снабжено дополнительным вихревым генератором, сообщенным с патрубком, геометрические размеры кото-1 рого отличны от соответствующих размеров основного вихревого генератора.

Изобретение относится к гидравлической технике и предназначено для интенси- фикации технологических процессов очистки поверхностей от отложений, для образования эмульсий и суспензий. Способ состоит в том, что нагнетаемую под избыточным давлением жидкость разделяют на два потока, закручивают с образованием полых жидкостных вихрей, возбуждают в них акустические колебания различной частоты и приводят оба потока в соприкосновение. Устройство содержит полый корпус с размещенными в нем основным и дополнительным вихревыми генераторами, сообщенными с патрубками, геометрические размеры генераторов различны. Такие организация потоков и выполнение устройства повышают эффективность генерирования колебаний. 2 с.п. ф-лы, 5 ил сл

Фиг.1

11

Редактор Ю.Середа

Техред М.Моргентал

Заказ 1851ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Фиг.5

Корректор М.Пожо