RU2067022C1

RU2067022C1 - Rotor apparatus of water hammer action

Info

Publication number: RU2067022C1
Application number: RU94004522A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Александрович Сайпеев
Original assignee: Геннадий Александрович Сайпеев
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 1996-09-27

Abstract

FIELD: emulsification of materials in mass-exchange processes in system "liquid-liquid". SUBSTANCE: rotor apparatus of water hammer action inlcudes astator and rotor with hollow bent resonators having short and long walls. Long wall is manufactured convex to achieve high efficiency of mixing of liquids. Covexity radius amounts to 1.0-1.25 diameter of outlet of resonator. EFFECT: high efficiency of mixing of liquids. 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к эмульгированию материалов и может быть использовано в массообменных процессах в системе жидкость-жидкость. The invention relates to emulsification of materials and can be used in mass transfer processes in a liquid-liquid system.

Известен роторный аппарат гидроударного действия, содержащий корпус, внутри которого установлены ротор и статор с каналами в боковых стенках. Причем каналы в роторе выполнены в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора, каналы которого выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности [1]
Недостатком данного аппарата является малоэффективное смешение двух сред жидкость-жидкость.Known rotary apparatus hydropercussion action, comprising a housing, inside of which a rotor and a stator are installed with channels in the side walls. Moreover, the channels in the rotor are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, the channels of which are made expanding towards the body and have concave surfaces [1]
The disadvantage of this apparatus is the ineffective mixing of two liquid-liquid media.

В предлагаемом роторном аппарате гидроударного действия, включающем статор и ротор с каналами в стенках, каналы в роторе выполнены в виде полых изогнутых резонаторов, имеющими различные по длине стенки, длинная стенка выполнена выпуклой с радиусом выпуклости, равным 1,0 1,25 диаметра выходного отверстия резонатора [R (1,0 1,25)d]
Задачей изобретения является усовершенствование конструкции роторного аппарата гидроударного действия для эмульгирования жидкостей.In the proposed rotary apparatus of hydropercussion, including a stator and a rotor with channels in the walls, the channels in the rotor are made in the form of hollow bent resonators having walls of different lengths, the long wall is convex with a convex radius equal to 1.0 1.25 of the diameter of the outlet resonator [R (1.0 1.25) d]
The objective of the invention is to improve the design of a rotary apparatus hydropercussion for emulsification of liquids.

Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, заключается в эффективном смешении (эмульгировании) жидкостей. The technical result that can be obtained from the use of the invention is the effective mixing (emulsification) of liquids.

Сущность изобретения заключается в увеличении эффекта возникновения турбулентности в гидродинамическом потоке, обеспечивающем тщательное смешивание жидкостей до гомогенного состава за счет проникновения под давлением одной капельной жидкости в другую. The essence of the invention is to increase the effect of turbulence in the hydrodynamic flow, ensuring careful mixing of liquids to a homogeneous composition due to the penetration of one dropping liquid into another under pressure.

Выполнение длинной стенки резонатора выпуклой усиливает на этом участке завихрение (турбулизацию) гидродинамического потока, состоящего из воды и несмешивающейся с ней жидкости, вовлекает его в круговорот. Performing a long cavity wall convex enhances the turbulence (turbulence) of the hydrodynamic flow in this section, consisting of water and a liquid immiscible with it, which draws it into the cycle.

Выполнение выпуклости длинной стенки резонатора радиусом, меньшим диаметра выходного отверстия резонатора, не создает необходимой турбулентности гидродинамического потока, в результате чего не происходит смешивания жидкостей до гомогенного состава. The implementation of the convexity of the long wall of the resonator with a radius smaller than the diameter of the outlet of the resonator does not create the necessary turbulence of the hydrodynamic flow, as a result of which there is no mixing of liquids to a homogeneous composition.

Выполнение выпуклости длинной стенки резонатора большим 1,25 диаметра выходного отверстия резонатора нецелесообразно, т.к. затрудняет протекание гидродинамического потока по резонатору, т.е. ухудшает гидродинамические характеристики. The implementation of the convexity of the long wall of the resonator large 1.25 diameter of the outlet of the resonator is impractical, because complicates the flow of the hydrodynamic flow through the cavity, i.e. degrades hydrodynamic characteristics.

На фиг. 1 изображен общий вид роторного аппарата гидроударного действия; на фиг. 2 то же, разрез А-А; на фиг. 3 вариант сегмента ротора и статора; на фиг. 4 то же. In FIG. 1 shows a General view of a rotary apparatus hydropercussion action; in FIG. 2 the same, section AA; in FIG. 3 version of the rotor and stator segment; in FIG. 4 is the same.

Роторный аппарат гидроударного действия содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, ротор 4 и статор 5. В ротор 4 имеются полые изогнутые резонаторы 6. Причем длинная его стенка 7 изогнута в противоположную сторону короткой стенки 8. Статор имеет каналы 9, расширяющиеся в сторону корпуса 1. Ротор имеет лопатки 10 для разгона суспензии. The hydropercussion rotary apparatus comprises a housing 1, an input 2 and an output 3 nozzles, a rotor 4 and a stator 5. The rotor 4 has hollow curved resonators 6. Moreover, its long wall 7 is curved in the opposite direction of the short wall 8. The stator has channels 9 that expand in side of the housing 1. The rotor has blades 10 for dispersing the suspension.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Подготовленная суспензия (например, "вода-масло" в соотношении 2:1) через входной патрубок 2 подается в широкую часть полых резонаторов 6. Здесь за счет выпуклости стенки 7 резонатора и плавности стенки 8 резонатора гидродинамический поток (суспензия) приобретает турбулентность и на выходе из ротора 4 имеет дозвуковую или звуковую скорость. Во время перекрывания выходных отверстий резонаторов 6 перемычками статора 5 гидродинамическому потоку создается преграда, вследствие чего образуется прямой гидравлический удар. Периодически повторяемые гидравлические удары создают высокоградиентные импульсы давления, амплитуда которых значительно усиливается в полых резонаторах. Кроме того, за счет выпуклости длинной стенки 7 резонатора (варианты выполнения стенки смотри на фиг. 3 и 4) усиливается турбулентность потока. Полученное давление через несжимаемую среду воду передается на масло, дробя его на мельчайшие капельки, которые за счет увеличения турбулентности потока перемешиваются с водой до гомогенного состава. При совмещении отверстий каналов резонаторов 6 ротора 4 и каналов 9 статора 5 происходит снятие преграды и поток поступает в каналы статора 5, где образуется зона гидродинамической кавитации, т. е. происходит дополнительное смешивание (эмульгирование) масла с водой. Готовый продукт поступает на выход в патрубок 3 роторного аппарата. The prepared suspension (for example, “water-oil” in a 2: 1 ratio) is fed into the wide part of the hollow resonators 6 through the inlet pipe 2. Here, due to the convexity of the cavity wall 7 and the smoothness of the cavity wall 8, the hydrodynamic flow (suspension) acquires turbulence at the exit from rotor 4 has a subsonic or sound speed. When the outlet openings of the resonators 6 are blocked by the stator bridges 5, an obstacle is created to the hydrodynamic flow, as a result of which a direct hydraulic shock is formed. Periodically repeated hydraulic shocks create high-gradient pressure pulses, the amplitude of which is significantly amplified in hollow resonators. In addition, due to the convexity of the long wall 7 of the resonator (for wall options see Fig. 3 and 4), the turbulence of the flow is enhanced. The pressure obtained is transferred to the oil through an incompressible medium, crushing it into tiny droplets, which are mixed with water to a homogeneous composition due to increased flow turbulence. When combining the openings of the channels of the resonators 6 of the rotor 4 and the channels 9 of the stator 5, the barrier is removed and the flow enters the channels of the stator 5, where a zone of hydrodynamic cavitation is formed, i.e., additional mixing (emulsification) of the oil with water takes place. The finished product enters the outlet 3 of the rotary apparatus.

Свойства приведены в таблице. The properties are shown in the table.

Как видно из таблицы, изобретение (примеры 1 3) позволяет по сравнению с прототипом (пример 4) осуществлять процесс эмульгирования в 6 раз быстрее, достигать более гомогенной суспензии (на 22 30 выше) и увеличить в 2 раза срок хранения эмульсии. ТТТ1 ЫЫЫ2 As can be seen from the table, the invention (examples 1 to 3) allows in comparison with the prototype (example 4) to carry out the emulsification process 6 times faster, achieve a more homogeneous suspension (22 30 higher) and increase the shelf life of the emulsion by 2 times. TTT1 YYY2

Claims

A hydropercussion rotary apparatus comprising a stator and a rotor with channels in the walls, characterized in that the channels in the rotor are made in the form of hollow curved resonators with short and long walls, while the long wall is convex with a convex radius of 1.0-1, 25 diameters of the cavity outlet.