[go: up one dir, main page]

RU2252826C1 - Rotary-pulse apparatus - Google Patents

Rotary-pulse apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2252826C1
RU2252826C1 RU2004103766/28A RU2004103766A RU2252826C1 RU 2252826 C1 RU2252826 C1 RU 2252826C1 RU 2004103766/28 A RU2004103766/28 A RU 2004103766/28A RU 2004103766 A RU2004103766 A RU 2004103766A RU 2252826 C1 RU2252826 C1 RU 2252826C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
holes
suspension
suspensions
Prior art date
Application number
RU2004103766/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Д. Петраков (RU)
А.Д. Петраков
С.М. Радченко (RU)
С.М. Радченко
О.П. Яковлев (RU)
О.П. Яковлев
Original Assignee
Петраков Александр Дмитриевич
Радченко Сергей Михайлович
Яковлев Олег Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петраков Александр Дмитриевич, Радченко Сергей Михайлович, Яковлев Олег Павлович filed Critical Петраков Александр Дмитриевич
Priority to RU2004103766/28A priority Critical patent/RU2252826C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252826C1 publication Critical patent/RU2252826C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: devices for forming pulse oscillations in liquid medium for obtaining homogeneous emulsions and dispersed systems.
SUBSTANCE: proposed apparatus has housing with suction branch pipe for delivery of suspensions and delivery branch pipe for discharge of suspensions being treated; apparatus is also provided with rotor and stator located coaxially inside it. Rotor and stator have holes: holes in rotor are made in form of rectangular tubes and holes in stator are made in form of widening rectangular flat tubes. Proposed apparatus enhances efficiency of treatment of suspensions not only due to generation of pressure pulses but due to high-frequency oscillations formed at collapse of cavitation bubbles.
EFFECT: enhanced efficiency.
6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде, смешивания в системах “жидкость - жидкость”, “жидкость - твердое тело” и может быть использовано в химической, нефтяной, фармацевтической, машиностроительной, горно-добывающей и других отраслях промышленности для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов (например, для приготовления водоугольного топлива, водоуглеводородного топлива и т.д.).The invention relates to a device for creating pulsed oscillations in a flowing liquid medium, mixing in systems “liquid - liquid”, “liquid - solid” and can be used in chemical, oil, pharmaceutical, engineering, mining and other industries for and intensification of various physicochemical, hydromechanical and heat and mass transfer processes (for example, for the preparation of water-coal fuel, water-hydrocarbon fuel, etc.).

Известно устройство, роторно-импульсный аппарат, патент RU №2179896 от 27.02.2000 г., в котором коаксиально установлены в корпусе ротор и статор с двумя цилиндрическими боковыми стенками, в которых выполнены радиальные каналы, причем каналы во внешней стенке статора соосны вдоль радиальной оси с каналами во внутренней стенке статора, а каналы во внешней стенке ротора выполнены со сдвигом относительно каналов во внутренней стенке ротора с интервалом (а/4 - 3а/4) в окружном направлении в сторону вращения ротора, где а - ширина каналов ротора и статора.A device, a rotary-pulse apparatus, patent RU No. 2179896 of 02.27.2000, in which a rotor and a stator are coaxially mounted in the housing with two cylindrical side walls in which radial channels are made, the channels in the outer wall of the stator are coaxial along the radial axis, is known. with channels in the inner wall of the stator, and the channels in the outer wall of the rotor are shifted relative to the channels in the inner wall of the rotor with an interval (a / 4 - 3a / 4) in the circumferential direction in the direction of rotation of the rotor, where a is the width of the channels of the rotor and stator.

Недостатком известного устройства является, то что выбранная форма отверстий ротора и статора недостаточно эффективна для возникновения гидродинамической кавитации.A disadvantage of the known device is that the selected shape of the holes of the rotor and stator is not effective enough for the occurrence of hydrodynamic cavitation.

Известно устройство, акустический излучатель, патент России №2149713 от 27.05.2000 г., в котором в корпусе, имеющем входные и выходные патрубки и установленные в нем коаксиально цилиндрические ротор и статор с каналами на боковых стенках, причем статор установлен внутри ротора, а обрабатываемая жидкость подается со стороны наружной поверхности ротора, число каналов статора и ротора равно друг другу и каналы в роторе выполняются к радиусу ротора под угломA device, an acoustic emitter, is known from Russian patent No. 2149713 dated 05/27/2000, in which, in a housing having inlet and outlet nozzles and coaxially mounted cylindrical rotor and stator with channels on the side walls, the stator is installed inside the rotor and the machined liquid is supplied from the outer surface of the rotor, the number of stator and rotor channels is equal to each other, and the channels in the rotor are made to the radius of the rotor at an angle

Figure 00000002
Figure 00000002

где ω - угловая скорость ротора (рад/сек);where ω is the angular velocity of the rotor (rad / sec);

Rсp - средний радиус ротора (м);R cp is the average radius of the rotor (m);

а - ширина прямоугольного канала ротора (м);a - the width of the rectangular channel of the rotor (m);

h - высота канала ротора (м);h is the height of the rotor channel (m);

Q - расход жидкости через излучатель (м3/сек).Q - fluid flow through the emitter (m 3 / s).

Недостатком известного устройства является то, что для протекания суспензии через устройство необходимо на входном отверстии повысить давление в суспензии до пределов, превышающих противодавление оказываемое суспензией, отбрасываемой под действием центробежной силы из отверстий ротора к отверстиям статора. Применение подобного устройства значительно повысит удельные энергозатраты на единицу обрабатываемой суспензии.A disadvantage of the known device is that for the suspension to flow through the device, it is necessary to increase the pressure in the suspension at the inlet opening to limits exceeding the back pressure exerted by the suspension, which is expelled by centrifugal force from the rotor holes to the stator holes. The use of such a device will significantly increase the specific energy consumption per unit of the processed suspension.

Известно устройство, высокочастотный многорядный роторно-импульсный аппарат, патент России №2179895 от 27.02.2002 г., в котором в корпусе с кольцевой рабочей камерой установлены концентрично с зазором, выполненные в виде тел вращения полые статор и ротор, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы, расположенные рядами, с количеством рядов не менее одного, при этом каналы ротора и статора выполнены таким образом, что в положении, когда каналы первого ряда ротора совмещены с каналами первого ряда статора, каналы других рядов ротора сдвинуты в окружном направлении относительно каналов соответствующих рядов статора на величину, определяемую из соотношенияA device is known, a high-frequency multi-row rotary-pulse apparatus, Russian patent No. 2179895 dated 02.27.2002, in which a hollow stator and rotor are made in the form of bodies of revolution in a housing with an annular working chamber, with hollow stator and rotor in the side walls of which are made through channels located in rows, with the number of rows of at least one, while the channels of the rotor and stator are made in such a way that when the channels of the first row of the rotor are aligned with the channels of the first row of the stator, the channels of the other rows of the rotor are shifted you are in the circumferential direction relative to the channels of the respective rows of the stator by an amount determined from the ratio

dn=0,1·K1a(n-1)d n = 0.1K 1 a (n-1)

где dn - сдвиг в окружном направлении каналов ротора в ряду с номером n относительно каналов статора в ряду с номером n при таком расположении ротора и статора, когда каналы первого ряда ротора и статора совмещены;where d n is the shift in the circumferential direction of the rotor channels in the row with the number n relative to the stator channels in the row with the number n for such an arrangement of the rotor and stator when the channels of the first row of the rotor and stator are combined;

а - ширина канала;a - channel width;

K1 - коэффициент, который выбирается из диапазона 0,9<K1<1,1.K 1 - coefficient, which is selected from the range of 0.9 <K 1 <1.1.

Недостатками известного устройства является то, что для эффективной работы устройства необходимо избыточное давление на входе в аппарат, в пределах 3-10 атм, при котором формируются импульсы суспензии известной интенсивности и диапазона частот.The disadvantages of the known device is that for the effective operation of the device requires excess pressure at the inlet of the apparatus, within 3-10 atm, at which pulses of a suspension of known intensity and frequency range are formed.

Известно устройство, гидродинамический излучатель, патент России №2205073 от 27.05.2003 г., имеющее сопло и резонансное колебательное устройство с прорезями, снабженное корпусом, состоящим из двух дисков, в каждом из которых выполнены центральное отверстие, торцевая кольцевая канавка и внутренняя, сделанная на проход до кольцевой канавки кольцевая проточка, диски обращены друг к другу торцами, образующими из торцевых кольцевых канавок кольцевую полость и из кольцевых проточек внутренне круговое сопло, резонансное колебательное устройство которого выполнено в виде установленной в центральном отверстии напротив внутреннего кругового сопла кольцевой резонансной пластины, в которой в радиальном направлении выполнены прорези.A device is known, a hydrodynamic emitter, Russian patent No. 2205073 dated 05/27/2003, having a nozzle and a resonant oscillating device with slots, equipped with a housing consisting of two disks, each of which has a central hole, an end annular groove and an internal, made on the passage to the annular groove is an annular groove, the disks face each other, forming an annular cavity from the end annular grooves and from the annular grooves, an internal circular nozzle, a resonant oscillating device cerned is designed as a set in the central opening of the circular nozzle against the inner annular resonant plate in which radial slits.

Положительным в известном устройстве является то, что отсутствуют вращающиеся рабочие органы.Positive in the known device is that there are no rotating working bodies.

Недостатком известного устройства является то, что подобное устройство может найти применение только в системах “жидкость - жидкость”, а при наличии в суспензии твердых компонентов кольцевая резонансная пластина будет очень быстро изнашиваться, а затем и прекращать излучение из-за нарушения частоты.A disadvantage of the known device is that such a device can only be used in liquid-liquid systems, and if there are solid components in the suspension, the ring resonance plate will wear out very quickly and then cease radiation due to frequency violation.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства, в котором обеспечиваются условия возникновения колебаний не только от прерывания потока обрабатываемой суспензии при смещении отверстий ротора и статора, но и использование таких форм и размеров отверстий ротора и статора, которые обеспечивают условия устойчивого возникновения гидромеханической кавитации с целью интенсификации эмульгирования и обеспечения условий интенсивного протекания многих физико-химических процессов.The technical problem to which the invention is directed is to create a device in which the conditions for the occurrence of fluctuations are provided not only from interruption of the flow of the processed suspension when the rotor and stator holes are displaced, but also the use of such shapes and sizes of the rotor and stator holes that provide stable conditions hydromechanical cavitation in order to intensify emulsification and ensure the conditions for the intensive course of many physical and chemical processes.

Образование двух зон кавитации (в отличие от всех известных устройств) повлечет интенсификацию процессов эмульгации и диспергации обрабатываемой среды, а чередующиеся гидравлические удары в отверстиях ротора и регулируемое статическое давление в патрубке отвода обрабатываемой среды в отверстиях статора, обеспечит завершение термодинамического цикла жизни кавитационных пузырьков в отверстиях статора и ротора. Ударные волны и кумулятивные струйки, образующиеся при “схлопывании” кавитационных пузырьков, обладающие высокой энергией, обеспечат высокоэффективное эмульгирование и диспергирование твердых частиц суспензии.The formation of two cavitation zones (unlike all known devices) will lead to an intensification of the processes of emulsification and dispersion of the medium being processed, and alternating hydraulic shocks in the rotor holes and adjustable static pressure in the medium outlet pipe in the stator holes will ensure the completion of the thermodynamic life cycle of cavitation bubbles in the holes stator and rotor. Shock waves and cumulative jets formed during the “collapse” of cavitation bubbles, which have high energy, will provide highly efficient emulsification and dispersion of solid particles of the suspension.

Поставленная задача достигается тем, что в роторно-импульсном аппарате, содержащем корпус 1 с патрубком (фиг.1, 2) для подвода и патрубком 7 для отвода эмульгированной среды, внутри которого концентрично друг другу расположены ротор 3 на валу 4 и статор 2, в периферийной части ротора, в кольцевом насадке, отверстия выполнены в виде плоских прямоугольных труб. В статоре отверстия выполнены в виде плоских прямоугольных труб, расширяющихся в сторону корпуса одним уступом, расположенным по ходу вращения ротора.This object is achieved in that in a rotary-pulse apparatus containing a housing 1 with a nozzle (Fig. 1, 2) for supply and a nozzle 7 for removal of the emulsified medium, inside of which the rotor 3 on the shaft 4 and the stator 2 are concentrically located to each other the peripheral part of the rotor, in the annular nozzle, the holes are made in the form of flat rectangular pipes. The holes in the stator are made in the form of flat rectangular pipes, expanding towards the housing with one ledge located along the rotor.

При прохождении суспензией отверстий, расположенных в кольцевом насадке ротора 5, имющих плоскую прямоугольную форму, образуются зоны пониженного давления (зона А на фиг.3), в которых образуются кавитационные пузырьки.When the suspension passes through the holes located in the annular nozzle of the rotor 5, having a flat rectangular shape, low pressure zones are formed (zone A in Fig. 3), in which cavitation bubbles form.

В момент совмещения отверстий ротора и статора поток суспензии устремляется под действием кинетической энергии в отверстия статора 2, “прилипает” к стенке и огибает выступ расширяющейся части с образованием зоны кавитации (зона В на фиг.3). При полном совмещении отверстий, а затем и в фазе их перекрытия суспензия протекает по той же стенке под действием эффекта Коанда.At the moment of combining the rotor and stator openings, the suspension flow rushes under the influence of kinetic energy into the openings of stator 2, “sticks” to the wall and bends around the protrusion of the expanding part to form a cavitation zone (zone B in Fig. 3). With full alignment of the holes, and then in the phase of their overlap, the suspension flows along the same wall under the influence of the Coanda effect.

Давление, возникающее в результате конденсации парогазовых и кавитационных пузырьков, можно определить по формулам.The pressure resulting from the condensation of vapor-gas and cavitation bubbles can be determined by the formulas.

1.Конденсация газовых пузырьков.1. Condensation of gas bubbles.

Figure 00000003
Figure 00000003

где R0 - радиус начального значения газового пузырька, мм;where R 0 is the radius of the initial value of the gas bubble, mm;

R - конечное значение газового пузырька, мм;R is the final value of the gas bubble, mm;

P0 - гидростатическое давление в жидкости, кг/см2;P 0 - hydrostatic pressure in the liquid, kg / cm 2 ;

Р - давление, возникающее в центре конденсации кавитационного пузырька, кг/см2.P is the pressure that occurs in the center of condensation of the cavitation bubble, kg / cm 2 .

Для примера: при

Figure 00000004
и Р0=1 кг/см2 получаем Р=1260 кг/см2.For example: when
Figure 00000004
and P 0 = 1 kg / cm 2 we get P = 1260 kg / cm 2 .

2. Давления, возникающие при конденсации паровых навигационных пузырьков, определяют по формуле2. The pressures arising from the condensation of steam navigation bubbles are determined by the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

где β - сжимаемость жидкости, кг/см2 (для воды β=50·10-6 кг/см2).where β is the compressibility of the liquid, kg / cm 2 (for water β = 50 · 10 -6 kg / cm 2 ).

При тех же значениях Р0=1 кг/см2 и

Figure 00000006
получаем Р=10300 кг/см2.At the same values of P 0 = 1 kg / cm 2 and
Figure 00000006
we get P = 10300 kg / cm 2 .

При Р0=10 кг/см2 и

Figure 00000007
получаем Р=498800 кг/см2.When P 0 = 10 kg / cm 2 and
Figure 00000007
we get P = 498800 kg / cm 2 .

Известно, что кавитация в жидкости наступает тем раньше, чем больше жидкость загрязнена твердыми частицами.It is known that cavitation in a liquid occurs the earlier, the more the liquid is contaminated with solid particles.

Это обусловлено тем, что на поверхности твердых частиц адсорбируется тонкий слой воздуха, частицы которого при попадании в зону пониженного давления служат очагами, способствующими возникновению кавитации. Кавитационные пузырьки, возникающие на поверхностях частиц эмульгируемых и диспергируемых материалов, при движении обрабатываемой гидросмеси деформируются. При конденсации деформированных кавитационных пузырьков возникают кумулятивные струйки, обеспечивающие интенсивное перемешивание и эмульгирование обрабатываемой среды.This is due to the fact that a thin layer of air is adsorbed on the surface of solid particles, the particles of which, when they enter the zone of reduced pressure, serve as foci that contribute to the occurrence of cavitation. Cavitation bubbles arising on the surfaces of particles of emulsifiable and dispersible materials are deformed during movement of the processed hydraulic mixture. During condensation of deformed cavitation bubbles, cumulative streams arise, providing intensive mixing and emulsification of the treated medium.

Давления, возникающие в точках исчезновения кавитационных пузырьков, порождают в жидкости ударные волны. Ударная волна быстро затухает по мере удаления от схлопнувшегося пузырька. Однако, если рядом с пузырьком находится поверхность твердого тела, достигающая ее ударная волна имеет достаточную интенсивность, чтобы деформировать эту поверхность. В зоне кавитации возникает и захлопывается огромное количество пузырьков. Поэтому одна и та же поверхность или частица твердого тела испытывает многократно повторяющиеся импульсы механического напряжения, которые приводят к усталости и последующему разрушению этих частиц.The pressures arising at the disappearance points of cavitation bubbles generate shock waves in the fluid. The shock wave decays rapidly as it moves away from the collapsed bubble. However, if the surface of a solid is near the bubble, the shock wave reaching it has sufficient intensity to deform this surface. In the cavitation zone, a huge number of bubbles appear and collapse. Therefore, one and the same surface or particle of a solid body experiences repeatedly repeated pulses of mechanical stress, which lead to fatigue and subsequent destruction of these particles.

На фиг.1 изображен продольный разрез роторно-импульсного аппарата, состоящего из следующих деталей:Figure 1 shows a longitudinal section of a rotary-pulse apparatus, consisting of the following parts:

1 - полый корпус;1 - hollow body;

2 - кольцо статора с отверстиями;2 - stator ring with holes;

3 - ротор, выполненный в виде центробежного рабочего колеса;3 - a rotor made in the form of a centrifugal impeller;

4 - вал ротора;4 - rotor shaft;

5 - кольцо ротора с отверстиями;5 - a rotor ring with holes;

6 - всасывающий патрубок корпуса.6 - suction pipe of the housing.

На фиг.2 изображен поперечный разрез роторно-импульсного аппарата, на котором дополнительно изображены:Figure 2 shows a cross section of a rotary pulse apparatus, which additionally shows:

7 - патрубок для отвода обрабатываемой среды;7 - pipe for removal of the processed medium;

8 - всасывающая полость ротора;8 - the suction cavity of the rotor;

9 - регулятор давления.9 - pressure regulator.

На фиг.3 изображены условия возникновения гидродинамической кавитации в отверстиях кольца ротора 5 и кольца статора 2 (зона А и зона В) при совмещении отверстий.Figure 3 shows the conditions for the occurrence of hydrodynamic cavitation in the holes of the rotor ring 5 and the stator ring 2 (zone A and zone B) when the holes are aligned.

На фиг.4 изображены условия возникновения гидравлического удара в отверстиях кольца ротора 5 и конденсация навигационных пузырьков в отверстиях кольца статора 2 под действием избыточного давления Р2, поддерживаемого регулятором давления 9.Figure 4 shows the conditions for the occurrence of water hammer in the holes of the rotor ring 5 and the condensation of the navigation bubbles in the holes of the stator ring 2 under the action of excess pressure P 2 supported by the pressure regulator 9.

На фиг.5 изображено положение колец ротора и статора в момент совмещения отверстий.Figure 5 shows the position of the rings of the rotor and stator at the time of alignment of the holes.

На фиг.6 изображено положение ротора и статора при несовпадении отверстий.Figure 6 shows the position of the rotor and stator when the holes do not match.

Ротор 3 оснащен лопатками, как центробежный насос, предназначенный для сообщения центробежной силы обрабатываемой жидкости и обеспечения давления P1 перед плоскими прямоугольными отверстиями ротора 3.The rotor 3 is equipped with vanes, like a centrifugal pump, designed to communicate the centrifugal force of the processed fluid and provide pressure P 1 in front of the flat rectangular holes of the rotor 3.

Патрубок 7 для отвода обрабатываемой среды оснащен регулятором давления 9, обеспечивающим необходимое давление Р2 в напорной полости роторно-импульсного аппарата.The pipe 7 for the removal of the processed medium is equipped with a pressure regulator 9, which provides the necessary pressure P 2 in the pressure cavity of the rotary pulse apparatus.

Роторно-импульсный аппарат, в зависимости от области применения, может быть изготовлен любых размеров и производительности.Rotary-pulse apparatus, depending on the application, can be made of any size and performance.

Конструкция роторно-импульсного аппарата обеспечивает разрыв сплошности обрабатываемой суспензии или гидросмеси, что усиливает энергию колебаний на 40%, а оптимальное соотношение размеров отверстий ротора и статора обеспечивают условия устойчивого возникновения кавитационных пузырьков, которые конденсируются, “схлопываются” в условиях гидравлических ударов в отверстиях ротора и под действием избыточного давления в отверстиях статора.The design of the rotary-pulse apparatus ensures a break in the continuity of the processed suspension or hydraulic mixture, which increases the vibration energy by 40%, and the optimal ratio of the rotor and stator bore sizes provides conditions for the stable occurrence of cavitation bubbles that condense, “collapse” under conditions of hydraulic shocks in the bore of the rotor and under the influence of excess pressure in the holes of the stator.

Работает роторно-импульсный аппарат следующим образом.The rotary-pulse apparatus operates as follows.

При вращении ротора 3 обрабатываемая суспензия по всасывающему патрубку 6 полого корпуса 1 поступает во всасывающую полость 8 и направляется в ротор 3, выполненный в форме рабочего колеса центробежного насоса. Ротор 3, закрепленный на валу 4, вращаясь, воздействует лопатками на суспензию, отбрасывает ее к периферийной части, к кольцевому насадку 5 и сообщает ей кинетическую энергию.When the rotor 3 is rotated, the suspension to be processed through the suction pipe 6 of the hollow body 1 enters the suction cavity 8 and is sent to the rotor 3, made in the form of an impeller of a centrifugal pump. The rotor 3, mounted on the shaft 4, rotating, acts with the blades on the suspension, discards it to the peripheral part, to the annular nozzle 5 and gives it kinetic energy.

В кольцевом насадке 5 ротора суспензия проходит через множество плоских прямоугольных отверстий. Обладая большой кинетической энергией поток суспензии, проходя по плоским прямоугольным отверстиям, образует в них зоны пониженного давления (зона А на фиг.3). Не только зона А, но и транзитная струя суспензии в пределах этой области характеризуется наличием вакуума, обеспечивающего насыщение суспензии кавитационными пузырьками.In the annular nozzle 5 of the rotor, the suspension passes through many flat rectangular openings. Possessing great kinetic energy, the suspension flow, passing through flat rectangular holes, forms low pressure zones in them (zone A in Fig. 3). Not only zone A, but also the transit stream of the suspension within this region, is characterized by the presence of a vacuum, which ensures saturation of the suspension with cavitation bubbles.

вак)мах=(0,75-0,8)Р12,(N vac ) max = (0.75-0.8) P 1 -P 2 ,

где (Нвак)мах - максимальный вакуум в зоне А;where (N vac ) max is the maximum vacuum in zone A;

Р1 - давление в рабочем колесе перед отверстиями ротора;P 1 - pressure in the impeller in front of the rotor holes;

Р2 - давление в напорной области фиг.2.P 2 - pressure in the pressure region of Fig.2.

При снижении давления в зоне А и транзитной струе обрабатываемой суспензии ниже давления насыщенных паров одного из компонентов, суспензия интенсивно вскипает, образуя навигационные пузырьки, и насыщает ими транзитную струю в пределах этой зоны. После прохода зоны А в транзитной струе давление повышается и кавитационные пузырьки конденсируются, образуя первую волну кавитационных ударов. Ударные волны интенсивно промешивают суспензию, деформируют поверхности твердых частиц суспензий гидросмесей, а проникающая в микротрещины жидкость под действием ударных волн увеличивает их или разрушает названные частицы.When the pressure in zone A and the transit stream of the treated suspension decrease below the saturated vapor pressure of one of the components, the suspension boils intensively, forming navigation bubbles, and saturates the transit stream with them within this zone. After the passage of zone A in the transit jet, the pressure rises and the cavitation bubbles condense, forming the first wave of cavitation shocks. Shock waves intensively stir the suspension, deform the surface of the solid particles of the slurry slurry, and the liquid penetrating the microcracks under the influence of the shock waves increases them or destroys the named particles.

В момент совмещения отверстий ротора и статора жидкость, проходя через уступом расширяющиеся отверстия, образует зоны пониженного давления в зонах В кольца статора 2 (фиг.3), в которых происходит образование кавитационных пузырьков.At the time of alignment of the rotor and stator holes, the liquid passing through the step of the expanding holes forms low pressure zones in zones B of the stator ring 2 (Fig. 3), in which cavitation bubbles form.

В момент перекрытия отверстий ротора боковыми стенками статора происходит резкое повышение давления по всей длине плоских прямоугольных отверстий ротора (прямой гидравлический удар), который усиливается ударными волнами от “схлопывания” кавитационных пузырьков в зоне А кольца ротора 5 (фиг.4).At the time of overlapping of the rotor holes with the side walls of the stator, a sharp increase in pressure occurs along the entire length of the rectangular flat rotor holes (direct hydraulic shock), which is amplified by shock waves from the “collapse” of cavitation bubbles in zone A of the rotor ring 5 (Fig. 4).

В зоне В интенсивное “схлопывание” кавитационных пузырьков обеспечивает постоянное избыточное давление Р2, поддерживаемое регулятором давления 9 (фиг.2).In zone B, an intensive “collapse” of cavitation bubbles provides a constant overpressure P 2 supported by a pressure regulator 9 (FIG. 2).

Повышение интенсивности эмульгирования, диспергирования, а также протекания физико-химических процессов за счет разрыва сплошности обрабатываемой суспензии и последовательного кавитационного воздействия на компоненты суспензии в отверстиях ротора и статора способствует увеличению производительности роторно-импульсного аппарата.An increase in the intensity of emulsification, dispersion, as well as the occurrence of physicochemical processes due to the rupture of the continuity of the treated suspension and the consequent cavitation action on the components of the suspension in the holes of the rotor and stator contributes to an increase in the productivity of the rotary-pulse apparatus.

Роторно-импульсный аппарат позволяет получать однородные тонкодисперсные суспензии, приготавливать различные эмульсии, обеспечивать протекание многих физико-химических реакций, требующих повышенных давлений и температур, смешивать несмешивающиеся жидкости, активировать обрабатываемые компоненты суспензий.A rotary-pulse apparatus makes it possible to obtain homogeneous finely dispersed suspensions, to prepare various emulsions, to ensure the occurrence of many physicochemical reactions requiring elevated pressures and temperatures, to mix immiscible liquids, and to activate processed suspension components.

Тепловая энергия, выделяющаяся в результате “схлопывания” кавитационных пузырьков, позволяет осуществлять многие процессы без предварительного разогрева компонентов суспензий при отрицательных температурах.The thermal energy released as a result of the “collapse” of cavitation bubbles allows many processes to be carried out without preliminary heating of the suspension components at negative temperatures.

Список использованной литературыList of references

1. Патент России №2179896 от 27.02.2000 г.1. Patent of Russia No. 2179896 dated 02.27.2000.

2. Патент России №2149713 от 27.05.2000 г.2. Russian Patent No. 2149713 dated 05/27/2000.

3. Патент России №2179895 от 27.02.2000 г.3. Patent of Russia No. 2179895 dated 02.27.2000.

4. Патент России №2205073 от 27.02.2000 г.4. Patent of Russia No. 2205073 dated February 27, 2000.

5. Т.М.Башта. “Машиностроительная Гидравлика”, М.: Машиностроение, 1971 г., стр.44...49, 118, 349, 375, 379...381, 509...512.5. T.M.Bashta. “Engineering Hydraulics”, Moscow: Engineering, 1971, pp. 44 ... 49, 118, 349, 375, 379 ... 381, 509 ... 512.

6. Л.И.Богомолов, К.А.Михайлов. “Гидравлика”, М.: Стройиздат, 1972 г., стр.87...92, 142...150, 398...405.6. L.I. Bogomolov, K.A. Mikhailov. “Hydraulics”, Moscow: Stroyizdat, 1972, p. 87 ... 92, 142 ... 150, 398 ... 405.

7. Р.Р.Чугаев. “Гидравлика”, М.: Энергия, Ленинградское отделение, 1971 г., стр.14...17, 28...33, 64...74, 85...88, 135...140, 163...167, 277...286, 307...314.7. R.R. Chugaev. “Hydraulics”, Moscow: Energy, Leningrad Branch, 1971, p. 14 ... 17, 28 ... 33, 64 ... 74, 85 ... 88, 135 ... 140, 163. ..167, 277 ... 286, 307 ... 314.

8. И.Пирсол. “Кавитация”, пер. с английского к.т.п. Ю.Ф.Журавлева, М.: Мир, 1975 г., стр.9...20, 22...25, 36...50, 69...89.8. I. Pirsol. “Cavitation”, trans. from English Ph.D. Yu.F. Zhuravleva, Moscow: Mir, 1975, p. 9 ... 20, 22 ... 25, 36 ... 50, 69 ... 89.

9. М.А.Лаврентьев, Б.В.Шабат. “Проблемы гидродинамики и их математические модели”, М.: Наука, 1973 г., стр.350, 352...357.9. M.A. Lavrentiev, B.V. Shabat. “Problems of hydrodynamics and their mathematical models”, Moscow: Nauka, 1973, p. 350, 352 ... 357.

10. B.B. Майер. “Кумулятивный эффект в простых опытах”, М., 1989 г., стр.44, 47, 92...97, 175...177.10. B.B. Mayer. “Cumulative effect in simple experiments”, Moscow, 1989, pp. 44, 47, 92 ... 97, 175 ... 177.

11. Е.И.Забабахин, И.Е.Забабахин. “Явления неограниченной кумуляции”. М.: Наука, 1988 г., стр.11-17, 20-30.11. E.I. Zababakhin, I.E. Zababakhin. "The phenomena of unlimited cumulation." M .: Nauka, 1988, pp. 11-17, 20-30.

12. И.Ш.Федоткин, А.Ф.Нелегин. “Использование кавитации в технологических процессах”, Киев: Вища школа, 1984 г., стр.12-13.12. I.Sh. Fedotkin, A.F. Nelegin. “The use of cavitation in technological processes”, Kiev: Vishcha school, 1984, pp. 12-13.

13. Доктор технических наук профессор Б.А.Аграната. “Ультразвуковая технология”, Москва: “Металлургия”, 1974 г., стр.148-150, 211-220, 400-413.13. Doctor of Technical Sciences, Professor B.A. Agranata. “Ultrasonic technology”, Moscow: “Metallurgy”, 1974, pp. 144-150, 211-220, 400-413.

Claims (1)

Роторно-импульсный аппарат, имеющий полый корпус со всасывающим патрубком для подвода суспензий и нагнетательным патрубком для отвода обрабатываемых суспензий, расположенные внутри корпуса ротор в виде центробежного колеса с отверстиями по периферии и статор с отверстиями, установленный коаксиально ротору, отличающийся тем, что, с целью интенсификации эмульгирования, диспергирования и ускорения физико-химических процессов за счет гидродинамической кавитации, отверстия в роторе выполнены в виде плоских прямоугольных труб, а отверстия в статоре - в виде уступом расширяющихся прямоугольных плоских труб.A rotary-pulse apparatus having a hollow body with a suction pipe for supplying suspensions and a discharge pipe for removing processed suspensions, a rotor in the form of a centrifugal wheel with holes along the periphery and a stator with holes installed coaxially to the rotor, characterized in that, for the purpose of intensification of emulsification, dispersion and acceleration of physicochemical processes due to hydrodynamic cavitation, the holes in the rotor are made in the form of flat rectangular pipes, and the holes I am in the stator - in the form of a ledge of expanding rectangular flat pipes.
RU2004103766/28A 2004-02-09 2004-02-09 Rotary-pulse apparatus RU2252826C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004103766/28A RU2252826C1 (en) 2004-02-09 2004-02-09 Rotary-pulse apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004103766/28A RU2252826C1 (en) 2004-02-09 2004-02-09 Rotary-pulse apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252826C1 true RU2252826C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35824464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004103766/28A RU2252826C1 (en) 2004-02-09 2004-02-09 Rotary-pulse apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252826C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333804C1 (en) * 2007-02-19 2008-09-20 Александр Дмитриевич Петраков Rotor-pulse device
RU2354461C2 (en) * 2007-07-09 2009-05-10 Сергей Петрович Лесков Generator of cavitation processes
RU2378585C1 (en) * 2008-07-25 2010-01-10 Сергей Константинович Исаев Turbulent type heat-steam generator
RU2399433C1 (en) * 2009-11-09 2010-09-20 Сергей Витальевич Матвеев Automatic rotary liquid converter

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2149713C1 (en) * 1998-06-22 2000-05-27 Тамбовский государственный технический университет Acoustic radiator
RU2159901C2 (en) * 1998-08-07 2000-11-27 Петраков Александр Дмитриевич Rotary heat generating pump
RU2160417C2 (en) * 1998-05-29 2000-12-10 Петраков Александр Дмитриевич Heat generating pump
RU2179895C2 (en) * 2000-03-14 2002-02-27 Тамбовский государственный технический университет High-frequency multiple row rotor-pulsed apparatus
RU2179896C2 (en) * 2000-04-25 2002-02-27 Тамбовский государственный технический университет Rotor-pulsed apparatus
US6449939B1 (en) * 2000-05-26 2002-09-17 Rolls-Royce Corporation Pulsed detonation engine wave rotor
RU2202743C2 (en) * 2001-06-07 2003-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Радекс" Rotary hydraulic-hammer heat-generating pump
RU2205073C1 (en) * 2002-01-08 2003-05-27 Ульяновский государственный технический университет Hydrodynamic irradiator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160417C2 (en) * 1998-05-29 2000-12-10 Петраков Александр Дмитриевич Heat generating pump
RU2149713C1 (en) * 1998-06-22 2000-05-27 Тамбовский государственный технический университет Acoustic radiator
RU2159901C2 (en) * 1998-08-07 2000-11-27 Петраков Александр Дмитриевич Rotary heat generating pump
RU2179895C2 (en) * 2000-03-14 2002-02-27 Тамбовский государственный технический университет High-frequency multiple row rotor-pulsed apparatus
RU2179896C2 (en) * 2000-04-25 2002-02-27 Тамбовский государственный технический университет Rotor-pulsed apparatus
US6449939B1 (en) * 2000-05-26 2002-09-17 Rolls-Royce Corporation Pulsed detonation engine wave rotor
RU2202743C2 (en) * 2001-06-07 2003-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Радекс" Rotary hydraulic-hammer heat-generating pump
RU2205073C1 (en) * 2002-01-08 2003-05-27 Ульяновский государственный технический университет Hydrodynamic irradiator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333804C1 (en) * 2007-02-19 2008-09-20 Александр Дмитриевич Петраков Rotor-pulse device
RU2354461C2 (en) * 2007-07-09 2009-05-10 Сергей Петрович Лесков Generator of cavitation processes
RU2378585C1 (en) * 2008-07-25 2010-01-10 Сергей Константинович Исаев Turbulent type heat-steam generator
RU2399433C1 (en) * 2009-11-09 2010-09-20 Сергей Витальевич Матвеев Automatic rotary liquid converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5492654A (en) Method of obtaining free disperse system and device for effecting same
RU2553861C1 (en) Hydrodynamic mixer
US20030147303A1 (en) Cavitation mixer
ES2253439T3 (en) A DEVICE AND A METHOD FOR CREATING HYDRODINAMIC CAVITATION IN FLUIDS.
WO2008055070A2 (en) Apparatus and methods for the treatment of liquids by hydraulic cavitation
RU2252826C1 (en) Rotary-pulse apparatus
RU2268772C1 (en) Method of the heat-mass-power exchange and a device for its realization
RU2159901C2 (en) Rotary heat generating pump
RU2357791C1 (en) Rotor hydrodynamic cavitation apparatus
RU2160417C2 (en) Heat generating pump
BRPI0817021B1 (en) apparatus for ensuring adequate mixing of a particulate material in a liquid, and method for mixing a particulate material in a liquid
RU2618078C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU2231004C1 (en) Rotary cavitation pump-heat generator
CN106629995A (en) rotating liquid whistle cavitation generator
RU2785966C1 (en) Rotary pulse apparatus with a divided stator ring
RU2333804C1 (en) Rotor-pulse device
WO2008051115A1 (en) Heat-mass-and-energy exchange method and a device for carrying out said method
RU2359763C1 (en) Hydraulic cavitating device
RU2625874C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU2167704C2 (en) Emulsifier
RU2393391C1 (en) Rotor cavitation vortex pump-heat generator
RU222858U1 (en) MIXER
RU2658448C1 (en) Multistage cavitation heat generator (embodiments)
WO2009091289A1 (en) Method for heat-mass-energy exchange and a device for carrying out said method
SU1530236A1 (en) Hydrodynamic emulsifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090210