LT6802B - Kavitatorius ir jo gamybos būdas - Google Patents
Kavitatorius ir jo gamybos būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6802B LT6802B LT2019037A LT2019037A LT6802B LT 6802 B LT6802 B LT 6802B LT 2019037 A LT2019037 A LT 2019037A LT 2019037 A LT2019037 A LT 2019037A LT 6802 B LT6802 B LT 6802B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- coating
- cavitator
- elements
- cavitation
- vortex
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012761 high-performance material Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Išradimo tikslas - kavitatoriaus našumo padidinimas, formuojant kavitacinį procesą sukeliančių elementų paviršių nanostruktūrinę dangą ir tokiu būdu didinant kavitacijos proceso intensyvumą. Patentuojamame aukšto našumo kavitatoriuje, susidedančiame iš konfuzoriaus, difuzoriaus, tūtos sūkurius sukeliančių elementų, aptako, įtekėjimo ir ištekėjimo antvamzdžių, ant sūkurius sukeliančių elementų yra suformuota nanostruktūrinė danga, kuri užtikrina didelį kavitacijos proceso intensyvumą. Būdo naujumas yra tai, kad nanostruktūrinė danga formuojama ant kavitatoriaus sūkurius sukeliančių elementų, o ją sudaro didelis kiekis monokristalinių iškyšų, kurių matmenys yra 0,1-9 mikronai, sudarančių vienalytę sūkurius sukeliančių elementų dangą, turinčią aukštą adheziją su pagrindu. Nanostruktūrinė danga formuojama plazminio dengimo metodu užneštą aliuminį, esant 210 V, 150 A elektriniams dengimo parametrams, apdorojant hidrotermiškai, esant temperatūrai 140-220 laipsnių Celsijaus ir darbiniam slėgiui 12-24 barų rėžiuose. Tokiu būdu suteikiant sūkurius sukeliančių elementų paviršiui nano lygmens morfologiją, didinama per įrangą (kavitatorių) pratekančių skysčių sąveika su paviršiniais dariniais (monokristalais) ir kavitatoriaus našumas.
Description
Išradimo sritis
Vandens regeneracijos problema, pašalinant kenksmingą taršą ir gerinant jo kokybę, tampa vis aktualesnė šiandieniniame pasaulyje. Toliau aprašoma vandens apdorojimo įranga ir trijų stadijų vandens apdorojimo metodas, užtikrinant jo išvalymą nuo biologinių teršalų ir pagerinant jo kokybę. Šis išradimas gali būti taikomas chemijos, medicinos, pramonės ir kt. srityse, tai pat vandens valymui nuo biologinių teršalų praktiškai visose vietovėse, kadangi įranga yra mobili.
Technikos lygio aprašymas
Žinomas skysčio apdorojimo metodas, inicijuojant kavitacijos procesą inde, veikiant jį besisukančiu elektromagnetiniu lauku, kurį sukuria elektrinis variklis su disku, pritvirtintu ant jo veleno, ir patalpintu virš skysčio paviršiaus (patentas RU 2171232).
Tačiau šio metodo našumas bei skysčio kavitacijos aktyvavimo proceso efektyvumas yra žemas.
Yra žinomas vandens ar tirpalo apdorojimo būdas, įvertinant fizinių veiksnių poveikį vandeniui (patentas RU 2151742).
Šio metodo trūkumai: žemas kavitacijos aktyvinimo proceso našumas ir efektyvumas dėl konstruktyvinių ir technologinių trūkumų, iškylančių dėl neatsižvelgimo į bekontaktės aktyvacijos proceso ypatumus.
Yra žinomas medžiagų ultragarsinio apdorojimo metodas ir įrenginys (SU 561576), pagal kurį darbo aplinkoje sukuriama kavitacijos zona, o apdorojimas tampriaisiais virpesiais atliekamas ultragarso dažniu ir vykdomas 2 valandų laikotarpyje. Tam, kad realizuoti šį metodą, naudojamas įtaisas, kuriame darbo kanalas ir tampriųjų virpesių šaltinis yra sukomponuoti kaip vieninga visuma ir yra pagaminti žiedinio magnetostrikcinio keitiklio pagrindu, kuris sukuria kavitacijos zoną skystoje darbinėje terpėje.
Pagrindinis šio įrenginio trūkumas yra jo ribotas naudojimas įvairiuose technologiniuose procesuose dėl žemo generuojamų virpesių intensyvumo. Kavitacijos virpesių lygis nėra pakankamai aukštas ir prietaisas neužtikrina didelio klampumo terpės patikimo suardymo.
Žinomas hidrodinaminis kavitacijos reaktorius (patentas RU 2091157), turintis nuosekliai išdėstytą konfuzorių ir kanalą, kuriame kavitatoriai yra įrengti tam tikru atstumu vienas nuo kito, o srauto kameros ertmė yra realizuota skyrių pavidalu, kurių plotis kavitatoriaus montavimo zonoje nuosekliai didėja tolėjimo nuo konfuzoriaus kryptimi, o kiekvieno skyriaus skerspjūvio plotas yra didesnis už ankstesnio skyriaus skerspjūvio plotą 1,05-1,45 karto.
Šio įrenginio trūkumams priskiriami: gamybos sudėtingumas, didelės metalo sąnaudos ir nepakankamas kavitacijos efektas efektyviam realizavimui.
Artimiausias įrenginys, priimtas prototipu žinomas kavitatorius (patentas RU 2516638), turintis konfuzorių, difuzorių, tūtą, sūkurius sukeliančius elementus, aptaką, įleidimo ir išleidimo antvamzdžius, kuriame sūkurinis elementas yra sudarytas iš periferiškai išdėstytų siaurėjančių spiralinių kanalų, išeinančių j tūtą, kiekvieno kanalo skerspjūvio forma yra helikoidas, kurio mažosios ir didžiosios ašių santykis lygus 0,47...0,75, o jo vidus tolygiai siaurėja išilgai kanalų ilgio, kurie tuo pačiu metu yra susukti su vijų skaičiumi nuo 1,5 iki 2,5 aplink kūginį paviršių spiralių, susiliečiančių kūgio viršuje, pavidalu su pasukimo kampu, kuris didėja, siaurėjant kanalams, kanalai turi pagrindinę vidinę iškyšą, kurios forma realizuota kaip antrosios eilės geometrinis paviršius nuo siaurojo helikoido galo, ir papildomas vidines tolygias iškyšas, esančias bukajame helikoido gale, helikoidai kartu su pagrindinėmis ir papildomomis vidinėmis iškyšomis yra susukti aplink savo išilgines ašis 0,9...1,3 žingsniu nuo didžiausios helikoido ašies kryptimi, kuri yra priešinga helikoido kanalų susisukimo aplink kūginį paviršių krypčiai.
Šio įrenginio trūkumas - sūkurius sukeliančių elementų paviršius, kuris įtakoja kavitacijos proceso efektyvumą ir galėtų būti modifikuojamas, siekiant proceso efektyvumą padidinti proporcingai paviršiaus iškyšų formai ir skaičiui ploto vienete.
Trumpas išradimo aprašymas
Išradimo tikslas - našumo padidinimas formuojant kavitacinį procesą sukeliančių elementų paviršių nanostruktūrinę dangą ir tokiu būdu didinant kavitacijos proceso intensyvumą (kavitacinių burbuliukų kiekį sūkurius sukeliančių elementų ploto vienete).
Patentuojamame kavitatoriuje, susidedančiame iš konfuzoriaus, difuzoriaus, tūtos, sūkurius sukeliančių elementų, apiako, įtekėjimo ir ištekėjimo antvamzdžių, ant sūkurius sukeliančių elementų yra suformuota nanostruktūrinę danga, kurios struktūra užtikrina pakankamai didelį kavitacinių burbuliukų kiekį. Būdo naujumas yra tai, kad nanostruktūrinę dangą formuoja ant kavitatoriaus sūkurius sukeliančių elementų, o ją sudaro didelis kiekis monokristalinių iškyšų, kurių matmenys yra 0,1-9 mikronai, sudarančių vienalytę sūkurius sukeliančių elementų dangą, turinčią aukštą adheziją su pagrindu. Nanodangą formuoja ant sūkurius sukeliančių elementų dviem etapais: nusodinant aliuminį plazminio purškimo— metodu, tokiu būdu formuojant 2050 mikronų storio dangą, naudojant orą kaip plazmą sudarančias dujas, esant 210 V, 150A elektriniams parametrams ir tolesniu hidroterminiu apdorojimu, esant 140-220 laipsnių Celsijaus temperatūrai ir 12-24 barų darbiniam slėgiui. Išradimo esmė kavitacijos proceso intensyvumo didinimas, suteikiant sūkurius sukeliančių elementų paviršiui nano lygmens morfologiją, ir tokiu būdu didinant per įrangą (kavitatorių) pratekančių skysčių sąveiką su paviršiniais dariniais (monokristalais), kas tiesiogiai įtakoja kavitacinių burbuliukų susidarymą.
Brėžiniu aprašymas
Pav. 1 yra pavaizduota siūlomo kavitatoriaus schema;
Pav. 2 - dangų formavimo plazminiu užpurškimu įranga ir metodas: plazmotronas (8), inžektorius (9), plazmos srautas (10), plazminio užpurškimo metodu formuojama danga aliuminio pagrindu (11), sūkurius sukeliančio elemento paviršius (12);
Pav. 3 - suformuota danga, sudaryta iš specialiai orientuotų monokristalų.
Detalus išradimo aprašymas
Kavitatorių sudaro: konfuzorius (1), difuzorius (2), tūta (3), sūkurius sukeliantys elementai su suformuota paviršine nanodanga (4), aptakas (5), įtekėjimo antvamzdis (6), ištekėjimo antvamzdis (7).
Kavitatoriaus veikimas: vanduo (ar kitos skystosios medžiagos), per įtekėjimo antvamzdį patenka į konfuzorių (1) ir tūtą (3) ir šiuo metu yra suslegiamas. Vėliau vanduo ar kitos skystosios medžiagos prateka pro difuzorių (2), ir aptaką (5), vyksta skysčių išsiplėtimas ir didėja slėgis. Pratekant pro sūkurius sukeliančius elementus su paviršine nanodanga (4), skystoji terpė yra „įsukama“ ir dėka slėgio ir jo sąlygojamos trinties paviršinės nanodangos su specialiai orientuotais monokristalais paviršiuje inicijuojamas intensyvus kavitacijos procesas. Vėliau skysčiai išteka per išleidimo antvamzdį.
Vandens aktyvavimas atliekamas praleidžiant jo srautą pro dinaminius ir (arba) statinius įtaisus, užtikrinančius kavitacijos proceso, vykstančio įrenginio aktyvaus elemento paviršiaus vietose, kur srautas liečiasi su įvairiomis iškyšomis (aktyvatoriais), panaudojimą.
Formavimo zonoje hidrostatinis slėgis smarkiai sumažėja tiek, kad jėgos, veikiančios skysčio molekules, viršija molekulinių ryšių jėgas. Dėl staigaus hidrostatinės pusiausvyros pokyčio skystis tarsi „susprogsta“, sukeldamas gausų kiekį burbuliukų.
Kavitacija labai priklauso nuo to, ar vandenyje yra ištirpusių dujų, kietųjų medžiagų ir kitų svetimkūnių, tokių kaip bakterijos, taip pat nuo alyvuojančio komponento - „kavitatoriaus“ formos, jo paviršiaus būklės ir ypač mikrostruktūros.
Bakterinė flora, esanti apdorojamame skystyje, taip pat atlieka kavitacijos burbuliukų susidarymo centrų funkcijas. Skysčiui patekus į sumažinto slėgio zoną, jis tarsi „užverda“, o bakterijų, esančių kavitacijos burbuliuko centre ar šalia jo (veikiant slėgiui, susidarančiam bakterijų viduje ir aplinkinėje erdvėje), ląstelių membrana visiškai arba dalinai sunaikinama. Antroji kavitacijos burbuliuko egzistavimo fazė yra „subliūškimas“ (kondensacija). Hidrodinaminės kavitacijos proceso sąlygomis, esant dideliems srauto greičiams, dauguma kavitacijos burbuliukų yra deformuoti ir turi elipsės arba kūgio formą. Kavitacinio burbuliuko sienelės ir jo viduje esančio skysčio lašai yra priešingų krūvių. Burbuliukus suspaudus, jų dydžiai smarkiai sumažėja ir krūviai atsiranda ant burbuliukų, kurių matmenys labai maži, paviršiaus. Dėl staigaus kavitacinių burbuliukų paviršiaus sumažėjimo staigiai padidėja statinė elektros įtampa. Tarp kavitacinių burbuliukų sienelių ir jų viduje esančių lašelių vyksta elektros iškrovos.
Šie aukštos įtampos elektros išlydžiai taip pat turi pražūtingą poveikį bakterijoms. Aukštos temperatūros ir slėgiai, atsirandantys kavitacinių burbuliukų išnykimo vietose, o taip pat statiniai elektros išlydžiai prisideda prie vandens skilimo ir hidroksilo grupių susidarymo, kurios atsiranda ant kavitacinių burbuliukų apvalkalų ir, pastarųjų kondensacijos metu, formuoja vandenilio peroksidą. Kavitacijos atsiradimą bakterijų, apsuptų adsorbuoto oro, paviršiuje lydi laisvųjų radikalų susidarymas, o taip pat galutinių jų rekombinacijos produktų susidarymas.
Vandenilio peroksido ir laisvųjų radikalų susidarymas taip pat turi pražūtingą poveikį apdoroto skysčio bakterinei florai.
Proceso esmė yra ta, kad sraute, prie tam tikrų sąlygų, netoli lokalaus aktyvatoriaus srauto tolygumas nutrūksta, susidarant burbuliukui su dideliu vakuumu. Vandens garai kartu su vandenyje esančiomis dujomis (tai dažniausiai yra oro komponentai, pvz., deguonis, azotas, vandenilis ir pan.), įsiveržia į burbuliuko su išskirtinai aukštu vakuumu, vidų. Po to burbuliuke įvyksta plazmos išlydis, kuris sukelia viduje esančių dujų ir vandens garų jonizaciją. Tada burbuliukas suplyšta, o jonizuotų dujų komponentai ištirpsta vandens sraute. Suminė proceso trukmė atskiram burbuliukui trunka milisekundes, kas užtikrina labai aukštą kavitacijos greitį. Kavitacijos proceso intensyvumas yra proporcingas aktyvatoriaus paviršiuje vykstančių elementarių aktų skaičiui, todėl paviršiaus iškyšų struktūros smulkinimas lemia ženklų kavitacijos procesų intensyvumo padidėjimą.
Tolesnis vandens, prisotinto jonizuotais vandens garų komponentais (būtent H+ ir OH’) ir jonizuotais dujų komponentais, apdorojimas vyksta savaime ir apima pirminę hidratacijos stadiją, kurios metu vandenyje ištirpinti jonai susijungia į sudėtingus elektriškai subalansuotus arba nesubalansuotus sudėtingai asocijuotus kompleksus. Šie kompleksai, paprastai vadinami „laisvaisiais radikalais“, sąveikauja su biologiškai aktyviomis vandens dalelėmis, sukeldami jų blokavimą ir sunaikinimą. Hidratuotų kompleksų sąveikos su biologiškai aktyviais vandens komponentais laiką lemia poreikis juos visiškai sunaikinti ir paprastai svyruoja nuo kelių milisekundžių iki kelių minučių. Akivaizdu, kad daugeliu atvejų, visiškai dezaktyvavus biologiškai aktyvius komponentus, vandenyje yra tam tikras likutinis kiekis „laisvųjų radikalų“. Tam, kad juos pašalinti ir dezaktyvuoti, atliekama speciali vandens apdorojimo procedūra naudojant statinius elektrinius ir magnetinius laukus.
Likutinių hidratuotų vandens komponentų - „laisvųjų radikalų“ dezaktyvavimas atliekamas elektrizuojant išorinį indo (pvz., vonelės, kanistro, butelio) paviršių statiniais elektriniais laukais, naudojant specialų srovės šaltinį. Teigiamas statinis krūvis, privestas j indo paviršių, sukelia perteklinių neigiamai įkrautų „laisvųjų radikalų“ pritraukimą nuo vidinio indo tūrio iki indo sienelių, kurių paviršiuje jie neutralizuojami.
Analizuojant aukščiau aprašytus vandens kokybės gerinimo metodus, inicijuojant hidrodinaminės kavitacijos procesą, galima daryti išvadą, kad efektyviam procesui būtina užtikrinti veiksmingą skysčio srauto sąveiką su natūraliomis ar dirbtinėmis srauto kliūtimis - tai užtikrina kavitacinių burbuliukų susidarymą kontakto taškuose.
Efektyvių sąveikos su srautu paviršių formavimui naudojami įvairūs įrenginiai, įmontuoti j įrengimo konstrukciją, pavyzdžiui, sūkuriniai elementai, pagaminti siaurėjančių spiralinių kanalų pavidalu, kurie, savo ruožtu, yra realizuoti helikoidų, Venturi vamzdžių, Lavalio tūtos ir kt. forma, o kavitaciniai burbuliukai formuojasi ant šių sūkurinių elementų vidinių paviršių slėgio kritimo taškuose.
Todėl jų vidinis paviršius dažnai yra apdorojamas mechaniniu, pvz., šiurkštinimo, būdu, kad būtų sukurta makro-iškyšų, ant kurių susidaro kavitacijos burbuliukai, struktūra ir susidariusių burbuliukų skaičius yra proporcingas makroiškyšų plotui.
Kavitacinių burbulų susidarymo intensyvumas, praeinant pro pasyvios kavitacijos schemos įtaisą, priklauso nuo daugelio veiksnių, bet labiausiai - nuo paviršiaus struktūros. Eksperimentiškai parodyta, kad įvairių tipų iškyšų egzistavimas stipriai stimuliuoja kavitacijos burbuliukų susidarymą. Kavitacijos įtaisų darbiniai paviršiai paprastai apdorojami įvairiais šiurkštinimo, rifliavimo ir cheminio apdorojimo metodais.
Pažymėtina, kad šie paviršinio modifikavimo metodai užtikrina iškyšų suformavimą makroskopiniu lygiu, paprastai kelių milimetrų ribose. Srauto ir paviršiaus sąveika makro- iškyšų atveju sukelia tam tikro kavitacinių burbuliukų skaičiaus susidarymą, tačiau jų skaičius smarkiai didėja, atliekant tolimesnį, tiek paviršiaus formos, tiek dydžio modifikavimą, (pereinant į nano-sritį).
Šiame išradime aprašoma įranga (kavitatorius), turinti konfuzorių (1), difuzorių (2), tūtą (3), sūkurius sukeliančius elementus (4), aptaką (5), įleidimo (6) ir išleidimo (7) antvamzdžius (žr. 1 pav.), besiskirianti tuo, kad sūkurius sukeliančių elementų paviršius yra dengiamas plazminio purškimo būdu (žr. 2 pav.), formuojant 20-50 mikronų storio dangą aliuminio pagrindu, kaip plazmą sudarančias dujas naudojant orą ir esant 210 V; 150 A elektriniams parametrams ir toliau modifikuojamas hidroterminiu metodu apdorojant garų fazėje, esant 140-220 laipsnių Celsijaus temperatūrai ir 12-24 barų darbiniam slėgiui.
Dėl to ant apdorojamo gaminio paviršiaus susidaro danga, sudaryta iš specialiai orientuotų atskirų monokristalų, kurių dydis svyruoja nuo 0,1 iki 9 mikronų (žr. 3 pav. ).Tokia struktūra užtikrina didžiulį nano burbuliukų kiekį, kadangi kiekvienas monokristalas (iškyša) tampa kavitacijos proceso vandenyje ar kitoje skystoje terpėje iniciatoriumi.
į vandenį ar kitą skystą terpę apdorojamą pagal šį išradimą gali būti pridedami papildomi naudingų natūralių medžiagų priedai, užtikrinantys jo kokybės pagerinimą, transformuojant juos į ilgalaikes, aukšto efektyvumo medžiagas, turinčias ypatingą savybę giliai ir greitai absorbuotis žmogaus organizmo audiniuose.
Konkretus būdo įgyvendinimo pavyzdys
Išradimui patikrinti, buvo atliekamas eksperimentas. Metalinis nešėjas (sūkurius formuojantis elementas) buvo padengtas aliuminiu plazminio dengimo metodu tokiu būdu suformuojant 35 mikronų storio dangą. Plazminio dengimo parametrai proceso metu buvo U = 210 V, I = 150 A, plazmą sudarančios dujos oras, oro temperatūra patalpoje - 18 laipsnių Celsijaus, oro drėgnumas - 56 proc. Po dengimo aliuminio danga sūkurius formuojantis elementas buvo patalpintas į termobaroklavo reaktorių, dalinai užpildytą distiliuotu vandeniu, reaktorius užsandarintas. Hidroterminis apdirbimas buvo atliekamas esant 170 laipsnių Celsijaus ir 17 barų darbiniam slėgiui. Proceso pabaigoje bandinys buvo išimtas iš reaktoriaus ir išdžiovintas kambario temperatūroje.
Buvo paimtas mėginys ir atlikta analizė, kuri parodė, jog aliuminio dangos paviršiuje tolygiai susiformavo 300-500 nanometrų dydžio monokristalai.
Claims (3)
- Išradimo apibrėžtis1. Kavitatorius, susidedantis iš konfuzoriaus, difuzoriaus, tūtos, sūkurius sukeliančių elementų, apiako, įtekėjimo ir ištekėjimo antvamzdžių, besiskiriant i s tuo, kad ant sūkurius sukeliančių elementų yra suformuota nanostruktūrinė danga, užtikrinanti pakankamai didelį kavitacinių burbuliukų kiekį.
- 2. Kavitatorius pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad nanostruktūrinę dangą sudaro didelis kiekis monokristalinių iškyšų, kurių matmenys yra 0,1-9 mikronai, sudarančių vienalytę sūkurius sukeliančių elementų dangą, turinčią aukštą adheziją su pagrindu.
- 3. Būdas pagal 1 ir 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad nanostruktūrinę dangą formuoja ant sūkurius sukeliančių elementų dviem etapais: užnešant aliuminį plazminiu purškimu, t.y. formuoja- dangą 20-50 mikronų storio ribose naudojant orą kaip plazmą sudarančias dujas, esant 210 V, 150 A elektriniams parametrams ir toliau naudojant hidroterminį apdorojimą, esant temperatūrai 140-220 laipsnių Celsijaus ir darbiniam slėgiui 12-24 barų rėžiuose.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2019037A LT6802B (lt) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Kavitatorius ir jo gamybos būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2019037A LT6802B (lt) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Kavitatorius ir jo gamybos būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2019037A LT2019037A (lt) | 2021-01-11 |
| LT6802B true LT6802B (lt) | 2021-02-25 |
Family
ID=74105633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2019037A LT6802B (lt) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Kavitatorius ir jo gamybos būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6802B (lt) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU561576A1 (ru) | 1973-11-14 | 1977-06-15 | Предприятие П/Я Р-6793 | Способ ультразвуковой обработки материалов |
| RU2091157C1 (ru) | 1995-01-13 | 1997-09-27 | Владимир Борисович Выскребцов | Гидродинамический кавитационный реактор (варианты) |
| RU2151742C1 (ru) | 1996-09-30 | 2000-06-27 | Есиев Сергей Саладинович | Способ получения активной воды или раствора |
| RU2171232C1 (ru) | 2000-10-03 | 2001-07-27 | Куликов Валерий Игоревич | Способ активации жидкости в сосуде |
| RU2516638C1 (ru) | 2012-12-21 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Кавитатор |
-
2019
- 2019-06-25 LT LT2019037A patent/LT6802B/lt unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU561576A1 (ru) | 1973-11-14 | 1977-06-15 | Предприятие П/Я Р-6793 | Способ ультразвуковой обработки материалов |
| RU2091157C1 (ru) | 1995-01-13 | 1997-09-27 | Владимир Борисович Выскребцов | Гидродинамический кавитационный реактор (варианты) |
| RU2151742C1 (ru) | 1996-09-30 | 2000-06-27 | Есиев Сергей Саладинович | Способ получения активной воды или раствора |
| RU2171232C1 (ru) | 2000-10-03 | 2001-07-27 | Куликов Валерий Игоревич | Способ активации жидкости в сосуде |
| RU2516638C1 (ru) | 2012-12-21 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Кавитатор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2019037A (lt) | 2021-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11179684B2 (en) | System, device, and method to manufacture nanobubbles | |
| US9011698B2 (en) | Method and devices for sonicating liquids with low-frequency high energy ultrasound | |
| KR102336726B1 (ko) | 워터젯을 이용한 냉각용 순환수의 스케일 제거장치 | |
| CN110235528B (zh) | 液中等离子体装置 | |
| EP1545764A4 (en) | PLASMA TREATMENT WITH DIELECTRIC FLUIDS | |
| CN106851954A (zh) | 一种大气压介质阻挡放电冷等离子体射流对金属材料表面改性的方法 | |
| KR102130302B1 (ko) | 수처리용 플라즈마 전극 모듈을 포함하는 수처리 시스템 | |
| CZ2019772A3 (cs) | Zařízení pro čištění kapalin a způsob čištění kapalin s využitím tohoto zařízení | |
| JP2015003297A (ja) | 排水液処理方法及び装置 | |
| US20240321549A1 (en) | Use of Electrical Fields To Create Nanoplasmoids | |
| US10384218B2 (en) | Liquid atomization method and device | |
| LT6802B (lt) | Kavitatorius ir jo gamybos būdas | |
| RU2670654C2 (ru) | Способ получения дезинфицирующего агента и устройство для его осуществления | |
| RU2357931C2 (ru) | Устройство для холодного опреснения, активации и очистки воды из любого природного источника | |
| RU2403211C2 (ru) | Устройство комплексной обработки жидкости | |
| Kuimov | Theoretical and experimental investigation of cavitation number limits | |
| KR20190139984A (ko) | 기포 생성 장치 | |
| JP4969939B2 (ja) | 超微細気泡発生方法 | |
| CN110482645B (zh) | 一种污水处理方法 | |
| SU1754646A1 (ru) | Устройство дл озонировани диэлектрической жидкости | |
| EP4117806A1 (en) | Nanoplasmoid suspensions and systems and devices for the generation thereof | |
| Aftanaziv et al. | Electromagnetic vibratory cavitator. | |
| CN101535188A (zh) | 利用超声波振动的能量活化装置 | |
| RU45301U1 (ru) | Гидродинамический реактор | |
| CN110550694B (zh) | 一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20201218 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20210225 |