Кавитационный реактор Советский патент 1992 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания в средах жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело, жидкость-газ и может быть использовано для проведения технологических процессов в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, целлюлозно-бумажной, асбесто-цементной и других отраслях промышленности.

Известен также кавитационный реактор для обработки потока материалов, содержащий цилиндрический корпус, расположенный соосно внутри него вращающийся кавитатор, технологические патрубки, установленную перед кавитатором крыльчатку с втулкой и лопастями, укрепленными на втулке с возможностью вращения вокруг своих продольных осей

В данном реакторе первая по ходу потока крыльчатка выполняет только функции направляющего аппарата, т е используется для изменения направления потока набегающего на вторую крыльчатку с суперкавитирующим профилем лопастей В этом случае кавитационные процессы в потоке протекают в стационарном режима т е, при обработке некоторых материалов лопасти первой крыльчатки устанавливаются под определенным углом к направлению потока и за лопастями второй крыльчатки образуются каверны необходимых размеров, остающихся постоянными для выбранного режима течения обрабатываемого потока материала Таким образом, в реакторе отсутствуют возможности создания пульсирующих каверн многократно изменяющих свои размеры во время рабочего процесса и усиливающих кавитационное воздействие на материал, что снижает эффективность его работы, т. е. эффективность кавитацион- ного воздействия ча обрабатываемый поток материала.

Целью изобретения является повышение эффективности капитационноговоздействия на обрабатываемую среду

Ожидаемым от использования изобретения положительные эффектом является повышение степени диспергирования материала в 1 5 - 2 раза по сравнению с прототипом

Поставленная цель достигаете тем, что в известном к.шитационном реакгоое, содержащем корпус с установленным в нем кавитирующим устройством, выполненным

СО

с

vj

О 00

ГО

ел

00

в виде двух последовательно расположенных крыльчаток, первая из которых по ходу потока установлена неподвижно, а вторая - с возможностью вращения, лопасти первой крыльчатки имеют суперкавитирующик профиль с острой передней кромкой и задней частью в виде плоскости, перпендикулярной оси реактора, а передняя часть лопастей второй крыльчатки выполнена в виде плоскости, перпендикулярной оси ре- актора, форма которой совпадает с формой задней части лопастей первой крыльчатки при этом углы между рабочими поверхностями лопастей обоих крыльчаток равны и крыльчатки установлены с зазором между собой.

На фиг. 1 изображен кавитационнь.п реактор, общий вид; на фиг, 2 - профиль поперечного сечения лопастей подвижной и неподвижной частей кавитатора в момент их совмещения с образованием длинной каверны; на фиг 3 - профиль поперечного сечения лопастей подвижной и неподвижной частей кавитатора в момент их несовмещенного расположения с образованием коротких каверн.

Кавитационный реактор содержит корпус 1, в котором на стержне 2 установлено кавитирующее устройство 3, выполненное в виде двух последовательно расположенных крыльчаток - неподвижной 4 и подвижной с возможностью вращения 5

Реактор работает следующим образом

Поток обрабатываемой среды, перемещаясь в корпусе 1 реактора, натекает на кавитирующее устройство 3, выполненное в виде двух крыльчаток. При этом подвижная крыльчатка 5 приходит во вращательное

движение вокруг оси стержня 2 под действием гидродинамических сил потока. При обтекании крыльчаток 4 и 5 в потоке образуются каверны, количество и размеры которых периодически изменяются в результате изменения расположения обеих крыльчаток 4 и 5 относительно друг друга. Нестационарный процесс образования каверн приводит к возникновению пульсаций давления в потоке, которые усиливают схлопывание кави- тационных пузырьков и диспергирующее воздействие на обрабатываемую среду, Наличие пульсаций каверн и их перемещение в пространстве, вызываемое вращение крыльчатки 5, приводит к однородному перемешиванию потока

Формула изобретения Кавитационный реактор, содержащий корпус с установленным в нем кавитирую- щим устройством, выполненным в виде двух последовательно расположенных крыльчаток, первая из которых по ходу потока уста- новленл неподвижно, а вторая - с возможностью вращения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности кавитационного воздействия на обра- батываемую среду, лопасти первой крыльчатки имеют суперкавитирующий профиль с острой передней, кромкой и задней частью в Е,иде плоскости, перпендикулярной оси реактора, а передняя часть лопастей крыльчатки выполнена в виде плоскости, перпендикулярной оси реактора, форма которой совладает с формой задней части лопастей первой крыльчатки, при этом углы между рабочими поверхностями лопастей обеих крыльчаток равны и крыльчатки установлены с зазором между собой.

Использование, диспергирование и перемешивание в средах жидкость-жидкость жидкость-твердое тело и жидкость-газ. Сущность изобретения: лопасти первой крыльчатки имеют суперкавитирующий профиль с острой передней кромкой. Форма задней части совпадает с формой передней части второй крыльчатки, установленной с возможностью вращения. Углы между рабочими поверхностями обеих крыльчаток равны. Крыльчатки установлены с зазором между собой.3 ил

Фче, 1

vn

npeep Jb лопас/пи. no&guxcHou частц, к&битаюо/зъ.

лепасти. xe.nodguokA eu

Чс/с/г и. о/ /ита/п О/У а

Фиг. $

V0

просри л i лопасти. no&(uwo& части KafumamopcL

продоилц, лол&стеи ьело&Јиэлкой части, к&вит&то/ьеь

ко ита ц1/онм4/4 пузырька

Х/ссmeter часть яг/еды,

ICoft/SHCL