[go: up one dir, main page]

RU2835940C1 - Method of generating vibration and pulsation of flow and device for its implementation - Google Patents

Method of generating vibration and pulsation of flow and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2835940C1
RU2835940C1 RU2024108987A RU2024108987A RU2835940C1 RU 2835940 C1 RU2835940 C1 RU 2835940C1 RU 2024108987 A RU2024108987 A RU 2024108987A RU 2024108987 A RU2024108987 A RU 2024108987A RU 2835940 C1 RU2835940 C1 RU 2835940C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gap
housing
resonator
nozzle
plate
Prior art date
Application number
RU2024108987A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Петрович Черепанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2835940C1 publication Critical patent/RU2835940C1/en

Links

Abstract

FIELD: performing operations.
SUBSTANCE: invention relates to jet engineering and can be used in systems with effect of vibration and flow pulsation at atmospheric or high pressure. Device for implementing the method of generating vibration and flow pulsation comprises a housing and a plate installed relative to the housing with a gap and fixed at several points most distant from the nozzle located on the housing, wherein the gap value is less than the nozzle cross-section value, according to the invention, a resonator chamber is located in the housing, which is interconnected with the gap through the resonator hole and through the group of holes, resonator hole is located coaxially to the nozzle within the annular vacuum zone formed in the gap between the housing and the plate, and the holes of the group are uniformly located along the circumference coaxially to the nozzle within the annular pressure zone formed outside the annular vacuum zone.
EFFECT: intensification of vibration and pulsation processes during mixing of components and production of thin emulsions, suspensions, saturated solutions and homogeneous mixtures, as well as in power plants of heat and mass exchange between phases due to increased surface of contact of phases and in other industries.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано в системах с эффектом вибрации и пульсации потока при атмосферном или повышенном давлении.The invention relates to the field of jet technology and can be used in systems with a vibration effect and flow pulsation at atmospheric or elevated pressure.

Известны, например, устройства для настройки гидрогенератора жидкостного потока на заданную частоту (Патент РФ на изобретение №2802101, МПК F15B 21/12, В06В 1/20. Опубликовано: 22.08.2023 Бюл. №24), имеющее емкость, оболочку с патрубком, при этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение, что снижает эффективность устройства, имеет два источника энергии: электрическую и энергии давления потока, а также имеет сложную конструкцию.For example, devices are known for adjusting a liquid flow hydrogenerator to a given frequency (RU Patent for Invention No. 2802101, IPC F15B 21/12, B06B 1/20. Published: 08/22/2023 Bulletin No. 24), which has a container, a casing with a branch pipe, while the flow is not fully involved in the pulsed movement, which reduces the efficiency of the device, has two energy sources: electrical and flow pressure energy, and also has a complex design.

Известен пневматический излучатель (Патент РФ на изобретение №1748532, МПК G01V 1/133, Опубликовано: 10.10.1998) имеющий резонатор, отверстия для сообщения с полостью резонатора, дополнительное отверстие для сообщения полости резонатора с окружающей средой, при этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение, что снижает эффективность устройства и усложняет его конструкцию.A pneumatic emitter is known (RU Patent for invention No. 1748532, IPC G01V 1/133, Published: 10.10.1998) having a resonator, openings for communication with the resonator cavity, an additional opening for communication of the resonator cavity with the environment, while the flow is not fully involved in the pulsed movement, which reduces the efficiency of the device and complicates its design.

Известен пневматический вибратор (Патент РФ на изобретение №2799163, МПК F15B 21/12. Опубликовано: 04.07.2023 Бюл. №19) включающий корпус с плитой, скрепленных стойками, воздухоподводящие отверстия, мембрану с центральным отверстием и камеру обратного хода, упругий ограничитель, регулировочное устройство с отверстиями и осевым каналом. При этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение, что снижает эффективность устройства и усложняет его конструкцию.A pneumatic vibrator is known (Patent of the Russian Federation for Invention No. 2799163, IPC F15B 21/12. Published: 04.07.2023 Bulletin No. 19) comprising a housing with a plate fastened with posts, air supply holes, a membrane with a central hole and a return chamber, an elastic limiter, an adjustment device with holes and an axial channel. In this case, the flow is not fully involved in the pulsed movement, which reduces the efficiency of the device and complicates its design.

Известен гидравлический вибровозбудитель (Патент РФ на изобретение №2740420, МПК F15B 21/12, В06В 1/18. Опубликовано: 14.01.2021 Бюл. №2), содержащий полость со сливом, каналы, выходы которых соединены между собой, а входы выполнены с возможностью соединения одного из них со всасывающей и с напорной полостью для сброса жидкости. При этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение газа, что снижает эффективность устройства и усложняет его конструкцию.A hydraulic vibration exciter is known (Patent of the Russian Federation for Invention No. 2740420, IPC F15B 21/12, B06B 1/18. Published: 01/14/2021 Bulletin No. 2), containing a cavity with a drain, channels, the outputs of which are connected to each other, and the inputs are designed with the possibility of connecting one of them to the suction and pressure cavity for discharge of liquid. In this case, the flow is not fully involved in the pulsed movement of the gas, which reduces the efficiency of the device and complicates its design.

Известен мультипликативный золотниковый пульсатор (Патент РФ на изобретение №2698385, МПК B01F 7/28. Опубликовано: 26.08.2019 Бюл. №24), включающий статор и ротор, содержащий газообразную среду под избыточным давлением, снабженный окнами для прямой или обратной пульсации, избыточное давление, вызывающее разрежение. При этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение, что снижает эффективность устройства и усложняет его конструкцию.A multiplicative spool pulsator is known (RU Patent for Invention No. 2698385, IPC B01F 7/28. Published: 08/26/2019 Bulletin No. 24), including a stator and a rotor containing a gaseous medium under excess pressure, equipped with windows for direct or reverse pulsation, excess pressure causing a vacuum. In this case, the flow is not fully involved in the pulsed movement, which reduces the efficiency of the device and complicates its design.

Известно гидропневматическое устройство (Патент РФ на изобретение №2645136, МПК B01F 5/00, F15B 21/12. Опубликовано: 15.02.2018 Бюл. №5) включающее камеру, напорный патрубок, днище камеры с центральным отверстием и крышку с импульсными патрубками. При этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение, что снижает эффективность устройства и усложняет его конструкцию.A hydropneumatic device is known (Patent of the Russian Federation for invention No. 2645136, IPC B01F 5/00, F15B 21/12. Published: 15.02.2018 Bulletin No. 5) including a chamber, a pressure pipe, a chamber bottom with a central hole and a cover with pulse pipes. In this case, the flow is not fully involved in the pulse movement, which reduces the efficiency of the device and complicates its design.

Известен пневматический излучатель (Патент РФ на изобретение №2632988, МПК G01V 1/137, F15B 21/12. Опубликовано: 11.10.2017 Бюл. №29) содержащий камеру, сообщенную с источником сжатого воздуха, полости, сообщенные с камерой высокого давления и патрубком, и оболочку, соединенную через клапан. При этом поток не в полной мере вовлекается в импульсное движение. Устройство имеет два источника энергии: электрическую и энергии давления потока, а также имеет сложную конструкцию со значительной подвижной массой поршня, что снижает эффективность устройства.A pneumatic emitter is known (Patent of the Russian Federation for invention No. 2632988, IPC G01V 1/137, F15B 21/12. Published: 11.10.2017 Bulletin No. 29) containing a chamber communicated with a compressed air source, cavities communicated with a high-pressure chamber and a branch pipe, and a shell connected through a valve. In this case, the flow is not fully involved in the pulsed movement. The device has two energy sources: electrical and flow pressure energy, and also has a complex design with a significant moving mass of the piston, which reduces the efficiency of the device.

Известен распределитель гидравлического ударного механизма (Патент РФ на изобретение №2674289, МПК F15B 21/12, B25D 9/18, Е21В 4/14. Опубликовано: 06.12.2018 Бюл. №34) путем ввода жидкости в корпус с каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, канал с обратным клапаном, устройство выравнивания давлений в камере и в канале управления, канал управления с обратной связью с каналом подвода рабочей жидкости. При этом не в полной мере вовлекается в импульсное движение жидкость, что снижает эффективность устройства, два источника энергии: электрической и энергии давления усложняют конструкцию.A hydraulic impact mechanism distributor is known (RU Patent for Invention No. 2674289, IPC F15B 21/12, B25D 9/18, E21B 4/14. Published: 06.12.2018 Bulletin No. 34) by introducing liquid into a housing with channels for supplying and removing working fluid, a channel with a check valve, a device for equalizing pressures in the chamber and in the control channel, a control channel with feedback with the channel for supplying working fluid. In this case, the liquid is not fully involved in the pulsed movement, which reduces the efficiency of the device, two energy sources: electrical and pressure energy complicate the design.

Известно также течение потока в зазоре между пластинами, при котором образуется кольцевая зона разряжения за отверстием в одной из пластин, (Чупраков Ю.И. «Гидропривод и средства гидроавтоматики: Учебное пособие для вузов по специальности "Гидропривод гидроавтоматика». М. Машиностроение, 1979-232 с.) Однако, в нем предусматриваются жесткие пластины и не используется разрежение потока, что не позволяет повысить эффективность работы устройства.It is also known that the flow in the gap between the plates forms an annular zone of rarefaction behind the hole in one of the plates (Chuprakov Yu.I. "Hydraulic drive and hydraulic automation equipment: Textbook for universities in the specialty "Hydraulic drive hydraulic automation". M. Mashinostroenie, 1979-232 p.) However, it provides for rigid plates and does not use flow rarefaction, which does not improve the efficiency of the device.

Анализ аналогов и прототипа показал, что наиболее близким способом образования пульсаций и устройством для его осуществления является (Патент РФ на изобретение №2657301, МПК B01D 3/14, Опубликовано: 19.06.2018 Бюл. №17), в котором путем деформации пластины, закрепленной относительно корпуса в нескольких точках, наиболее удаленных от сопла, под воздействием вакуума, образующегося в кольцевой зоне, расположенной за соплом корпуса, и при перетекании потока в зазоре между пластиной и корпусом в пространство за корпусом. Однако, данный способ и устройство не позволяют повысить эффективность генерирования вибрации пластины и пульсации потока.The analysis of analogues and the prototype showed that the closest method of generating pulsations and the device for its implementation is (Patent of the Russian Federation for Invention No. 2657301, IPC B01D 3/14, Published: 19.06.2018 Bulletin No. 17), in which by deforming a plate fixed relative to the housing at several points most remote from the nozzle, under the influence of a vacuum formed in the annular zone located behind the nozzle of the housing, and when the flow in the gap between the plate and the housing into the space behind the housing flows. However, this method and device do not allow increasing the efficiency of generating plate vibration and flow pulsation.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют. Ни одно из самых близких известных технических решений не обеспечивает повышения эффективности генерирования вибрации и пульсации потока за счет признаков, содержащихся в предлагаемом способе и устройстве, что соответствует критериям "новизны и полезности".The analysis of the state of the art has established that there are no analogues characterized by a set of features identical to all the features of the claimed technical solution. None of the closest known technical solutions provides for an increase in the efficiency of generating vibration and flow pulsation due to the features contained in the proposed method and device, which meets the criteria of "novelty and usefulness".

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники показали, что отличительные признаки заявленного способа и устройства его реализации не следуют явным образом из представленных аналогов и прототипа. Из уровня техники также не выявлена известность существенных признаков, предусматриваемых в заявленном изобретении, и достижение указанного технического результата.The results of the search for known technical solutions in this and related fields of technology showed that the distinctive features of the claimed method and device for its implementation do not follow explicitly from the presented analogs and prototype. The prior art also does not reveal the familiarity of the essential features provided for in the claimed invention and the achievement of the said technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".Consequently, the claimed invention meets the patentability requirement of “inventive step”.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процессов вибрации и пульсации при смешивании компонентов и получении тонких эмульсий, суспензий, насыщенных растворов и гомогенных смесей, а также в энергетических установках тепло-массообмена между фазами за счет увеличения поверхности контакта фаз, и в других технологических процессах.The technical result of the invention is the intensification of vibration and pulsation processes during mixing of components and obtaining fine emulsions, suspensions, saturated solutions and homogeneous mixtures, as well as in power plants for heat and mass transfer between phases due to an increase in the contact surface of the phases, and in other technological processes.

Технический результат применением способа и устройства достигается созданием дополнительных резонансных колебаний пластины, которые генерируют путем пропускания потока в резонаторную камеру через резонаторное отверстие и через сапуны, пониженное давление потока образуется вакуумом, передающимся в резонаторную камеру через резонаторное отверстие, расположенное в корпусе коаксиально относительно сопла в пределах кольцевой зоны вакуума, повышенное давление потока передается в резонаторную камеру из зазора между корпусом и пластиной через сапуны, равномерно расположенные по окружности коаксиально относительно сопла в пределах кольцевой зоны давления вне кольцевой зоны вакуума, при этом чередованием пониженного и повышенного давления в резонаторной камере создаются периодические колебания пластины, которые резонируют с колебаниями потока в резонаторной камере и образуют пульсацию потока на выходе из зазора за пределами резонаторного отверстия. Диаметр каждого сапуна не превышает ширины кольцевой зоны давления в зазоре между корпусом и пластиной, суммарная площадь сечения сапунов не превышает площади сечения резонаторного отверстия, а величина зазора не превышает величины поперечного сечения сопла и принимается в пределах 1/12÷1/16 диаметра сопла.The technical result of the method and device application is achieved by creating additional resonant oscillations of the plate, which are generated by passing a flow into the resonator chamber through the resonator opening and through the breathers, the reduced flow pressure is formed by a vacuum transmitted to the resonator chamber through the resonator opening located in the housing coaxially relative to the nozzle within the annular vacuum zone, the increased flow pressure is transmitted to the resonator chamber from the gap between the housing and the plate through the breathers, uniformly located around the circumference coaxially relative to the nozzle within the annular pressure zone outside the annular vacuum zone, wherein the alternation of reduced and increased pressure in the resonator chamber creates periodic oscillations of the plate, which resonate with the oscillations of the flow in the resonator chamber and form a flow pulsation at the outlet from the gap outside the resonator opening. The diameter of each breather does not exceed the width of the annular pressure zone in the gap between the body and the plate, the total cross-sectional area of the breathers does not exceed the cross-sectional area of the resonator hole, and the size of the gap does not exceed the cross-sectional area of the nozzle and is taken within 1/12÷1/16 of the nozzle diameter.

Способ осуществляется с помощью устройства для осуществления способа генерирования вибрации и пульсации потока.The method is implemented using a device for implementing a method for generating vibration and flow pulsation.

Описание чертежей.Description of drawings.

Фиг. Устройство пластинчатого источника вибрации и пульсации.Fig. The device of a plate source of vibration and pulsation.

На фигуре приняты следующие обозначения:The following designations are used on the figure:

Устройство генерирования вибрации и пульсации потока содержит корпус 1 с пластиной 2 и соплом 3. В корпусе 1 содержится резонаторная камера 4 с резонаторным отверстием 5. Пластина 2 закреплена на корпусе 1 винтами 6 со втулками 7 в нескольких точках, наиболее удаленных от центра сопла 3 с кромкой 8. Величина зазора 9 задана высотой втулки 7. Резонаторная камера 4 соединена с зазором 9 посредством резонаторного отверстия 5 и сапунов 15. Резонаторные отверстия 5 и сапуны 15 коаксиальны соплу 3. При этом ширина b резонаторного отверстия 5 не превышает ширины b1 кольцевой зоны вакуума 13, а сапуны 15 расположены по окружности в пределах зоны давления 16 шириной b2. Не менее трех сапунов 15 диаметром d1, равномерно расположены коаксиально соплу 3 в пределах кольцевой зоны давления 16 в зазоре 9 между корпусом 1 и пластиной 2, при этом диаметры d1 сапунов 15 не превышают ширины зоны давления 16. Суммарная площадь сечения сапунов 15 меньше площади сечения резонаторного отверстия 5, чтобы в резонаторной камере не создавалось избыточное давление за счет подсоса воздуха из зоны 16. Величина зазора 9 принимается в пределах 1/12÷1/16 диаметра сопла 3.The device for generating vibration and flow pulsation comprises a housing 1 with a plate 2 and a nozzle 3. The housing 1 contains a resonator chamber 4 with a resonator opening 5. The plate 2 is secured to the housing 1 by screws 6 with bushings 7 at several points that are most distant from the center of the nozzle 3 with the edge 8. The size of the gap 9 is specified by the height of the bushing 7. The resonator chamber 4 is connected to the gap 9 by means of the resonator opening 5 and the breathers 15. The resonator openings 5 and the breathers 15 are coaxial with the nozzle 3. In this case, the width b of the resonator opening 5 does not exceed the width b 1 of the annular vacuum zone 13, and the breathers 15 are located along the circumference within the pressure zone 16 of width b 2 . At least three breathers 15 with a diameter d 1 are uniformly located coaxially to the nozzle 3 within the annular pressure zone 16 in the gap 9 between the body 1 and the plate 2, while the diameters d 1 of the breathers 15 do not exceed the width of the pressure zone 16. The total cross-sectional area of the breathers 15 is less than the cross-sectional area of the resonator opening 5, so that excess pressure is not created in the resonator chamber due to air suction from zone 16. The size of the gap 9 is taken within the limits of 1/12÷1/16 of the diameter of the nozzle 3.

Рассмотрим функционирование устройства генерирования вибрации пластины 2, пульсации потока 11 в зазоре 9 и за пределами пластины 2. Поток 10 под давлением проходя через сопло 3, срывается с кромки 8 сопла 3 и разворачивается в зазор 9. Согласно закону Бернулли, увеличение скорости расходящегося потока в зоне сужения 11 образует зону вакуума 12 в центре сопла 3, кольцевую зону вакуума 13 со стороны корпуса 1 и кольцевую зону вакуума 14 со стороны пластины 2. Таким образом, в зонах вакуума 12, 13 и 14 создается присасывающая сила, которая преодолевает силу давления потока 10, прогибает пластину 2 в сторону кромки 8 и уменьшает величину h зазора 9. В кольцевой зоне касания 16 поток 11 прижимается к корпусу 1. Образующаяся в кольцевой зоне 13, присасывающая сила создает вакуум в резонаторной камере 4, за счет этого вакуума часть потока за зоной 16 через сапуны 15 всасывается в резонаторную камеру 4, снижая в ней вакуум и повышая давление. В этот момент энергия волны давления объединяется со стоячей волной, образующейся в резонаторной камере 4, и через резонаторное отверстие 5 «догоняет» разгибающуюся под действием упругости материала пластину 2, воздействуя на нее дополнительным усилием давления струи из сопла 3, увеличивает величину h зазора 9. При увеличении зазора 9 поток 10 под давлением, проходя через сопло 3, вновь срывается с кромки 8 сопла 3, разворачивается в зазор 9, а увеличение скорости в зоне сужения 11 вновь образует зоны вакуума 12, 13, 14, в которых вновь создается присасывающая сила, уменьшая величину h зазора 9, деформирует пластину 2 в пределах упругости ее материала, в присутствии энергии волн давления 16 и вакуума 13. При этом в резонаторной камере 4 образуется звуковая волна, которая отражается от внутренних стенок резонаторной камеры 4, объединяется со стоячими волнами и выходит из резонаторной камеры 4 через резонаторное отверстие 5, создавая в зазоре 9 акустический резонанс, вызывающий резонансные колебания пластины 2 и пульсацию потока, как в самом зазоре 9, так и за пределами пластины 2.Let us consider the operation of the device generating vibration of plate 2, pulsation of flow 11 in gap 9 and outside plate 2. Flow 10 under pressure passing through nozzle 3, breaks away from edge 8 of nozzle 3 and turns into gap 9. According to Bernoulli's law, an increase in the speed of the diverging flow in the constriction zone 11 forms a vacuum zone 12 in the center of nozzle 3, an annular vacuum zone 13 on the side of housing 1 and an annular vacuum zone 14 on the side of plate 2. Thus, in vacuum zones 12, 13 and 14 a suction force is created that overcomes the pressure force of flow 10, bends plate 2 towards edge 8 and reduces the value h of gap 9. In the annular contact zone 16, flow 11 is pressed against housing 1. The suction force formed in the annular zone 13 creates a vacuum in the resonator chamber. 4, due to this vacuum, part of the flow behind zone 16 is sucked through breathers 15 into the resonator chamber 4, reducing the vacuum in it and increasing the pressure. At this moment, the energy of the pressure wave combines with the standing wave formed in the resonator chamber 4, and through the resonator opening 5 "catches up" with the plate 2 unbending under the action of the elasticity of the material, acting on it with the additional pressure force of the jet from the nozzle 3, increases the value h of the gap 9. With an increase in the gap 9, the flow 10 under pressure, passing through the nozzle 3, again breaks away from the edge 8 of the nozzle 3, turns into the gap 9, and the increase in the speed in the narrowing zone 11 again forms vacuum zones 12, 13, 14, in which a suction force is again created, reducing the value h of the gap 9, deforms the plate 2 within the elasticity of its material, in the presence of the energy of pressure waves 16 and vacuum 13. In this case, a sound wave is formed in the resonator chamber 4, which is reflected from the inner walls of the resonator chamber 4, combines with the standing waves and exits the resonator chamber 4 through the resonator opening 5, creating an acoustic resonance in the gap 9, causing resonant vibrations of the plate 2 and pulsation of the flow, both in the gap 9 itself and outside the plate 2.

Способ генерирования вибрации и пульсации потока подтвержден исследованием работоспособности устройства для его осуществления. При исследовании латунная пластина 2 толщиной 2 мм и диаметром 80 мм по периферии в трех точках винтами 6 закреплена на корпусе 1 с зазором h=0,3 мм. Сопло 3 для подачи сжатого воздуха в зазор 9 выполнено диаметром d=4 мм. Размеры кольцевой зоны вакуума 13 и кольцевой зоны давления 16 определены подачей в зазор 9 через сопло 3 давления сжатого воздуха 3,0 кг/см2 с подмешиванием в сжатый воздух абразивных частиц. При этом в зазоре 9 волнообразное течения потока сжатого воздуха с абразивными частицами в зоне 16, на поверхности корпуса 1, образовало кольцевой след коаксиально соплу 3. Замером кольцевого следа определена ширина зоны разрежения 13, которая составила b1=7 мм и ширина зоны давления 16, которая составила b2=3 мм. По кольцевому следу зоны разрежения 13 задана ширина b=3 мм резонаторного отверстия 5, по кольцевому следу зоны давления 16 задан радиус r=10,5 мм расположения шести отверстий диаметром d1=2 мм группы 15 коаксиально соплу 3. Радиус резонаторной камеры 4 принят R=15 мм, а ее высота Н=6 мм. Вибрация пластины 1 наблюдалась при диапазоне давления сжатого воздуха в пределах 2÷3,5 кг/см2.The method of generating vibration and flow pulsation is confirmed by a study of the operability of the device for its implementation. During the study, a brass plate 2 with a thickness of 2 mm and a diameter of 80 mm along the periphery at three points with screws 6 is fixed to the body 1 with a gap of h = 0.3 mm. Nozzle 3 for feeding compressed air into the gap 9 is made with a diameter of d = 4 mm. The dimensions of the annular vacuum zone 13 and the annular pressure zone 16 are determined by feeding into the gap 9 through nozzle 3 a compressed air pressure of 3.0 kg/cm 2 with mixing abrasive particles into the compressed air. In this case, in the gap 9, the wave-like flow of compressed air with abrasive particles in zone 16, on the surface of body 1, formed an annular trace coaxially with nozzle 3. By measuring the annular trace, the width of the rarefaction zone 13 was determined, which was b 1 = 7 mm, and the width of the pressure zone 16, which was b 2 = 3 mm. According to the annular trace of the rarefaction zone 13, the width b = 3 mm of the resonator hole 5 was specified, according to the annular trace of the pressure zone 16, the radius r = 10.5 mm of the arrangement of six holes with a diameter d 1 = 2 mm of group 15 coaxially with nozzle 3 was specified. The radius of the resonator chamber 4 was taken as R = 15 mm, and its height H = 6 mm. Vibration of plate 1 was observed at a compressed air pressure range within 2 ÷ 3.5 kg/cm 2 .

Согласно изобретению, установкой в корпусе резонаторной камеры с резонаторным отверстием в кольцевой зоне вакуума и сапунов в кольцевой зоне давления за счет энергии волн давления, которые объединяются со стоячими волнами, образующимися в резонаторной камере и в резонаторном отверстии, создают резонансные колебания пластины и пульсации потока, как в самом зазоре, так и за пределами пластины.According to the invention, by installing in the housing a resonator chamber with a resonator opening in the annular vacuum zone and breathers in the annular pressure zone, due to the energy of pressure waves, which are combined with standing waves formed in the resonator chamber and in the resonator opening, resonant oscillations of the plate and flow pulsations are created, both in the gap itself and outside the plate.

Изобретение повышает интенсификацию генерирования вибраций пластины и пульсаций потока при смешивании компонентов, получении тонких эмульсий, суспензий, насыщенных растворов и гомогенных смесей, а также в энергетических установках тепло-массообмена между фазами за счет увеличения поверхности контакта фаз, и в других отраслях промышленности.The invention increases the intensification of the generation of plate vibrations and flow pulsations during mixing of components, obtaining fine emulsions, suspensions, saturated solutions and homogeneous mixtures, as well as in power plants for heat and mass exchange between phases by increasing the contact surface of the phases, and in other branches of industry.

Claims (5)

1. Способ генерирования вибрации и пульсации потока путем изменения зазора между пластиной и корпусом за счет деформации пластины, в пределах упругости материала пластины, под воздействием вакуума, образующегося в кольцевой зоне, расположенной за соплом, при перетекании потока в зазоре между пластиной и корпусом в пространство за пластиной, отличающийся тем, что вибрацию и пульсацию потока в зазоре дополнительно осуществляют резонансными колебаниями пластины, которые генерируют чередованием пониженного и повышенного давления в резонаторной камере путем пропускания потока в резонаторную камеру через резонаторное отверстие и через группу отверстий, пониженное давление потока образуется вакуумом, передающимся в резонаторную камеру через резонаторное отверстие, расположенное в корпусе коаксиально относительно сопла в пределах кольцевой зоны вакуума, повышенное давление потока передается в резонаторную камеру из зазора между корпусом и пластиной через группу отверстий, равномерно расположенных по окружности коаксиально относительно сопла в пределах кольцевой зоны давления вне кольцевой зоны вакуума, при этом чередованием пониженного и повышенного давления в резонаторной камере создаются периодические колебания пластины, которые резонируют с колебаниями потока в резонаторной камере и образуют пульсацию потока на выходе из зазора за пределами резонаторного отверстия.1. A method for generating vibration and flow pulsation by changing the gap between a plate and a housing due to deformation of the plate, within the elastic limits of the plate material, under the influence of a vacuum formed in an annular zone located behind the nozzle, when the flow in the gap between the plate and the housing overflows into the space behind the plate, characterized in that the vibration and flow pulsation in the gap are additionally carried out by resonant oscillations of the plate, which are generated by alternating low and high pressure in the resonator chamber by passing the flow into the resonator chamber through a resonator opening and through a group of openings, the low flow pressure is formed by a vacuum transmitted to the resonator chamber through a resonator opening located in the housing coaxially relative to the nozzle within the annular vacuum zone, the high flow pressure is transmitted to the resonator chamber from the gap between the housing and the plate through a group of openings uniformly spaced around the circumference coaxially relative to the nozzle within the annular pressure zone outside the annular vacuum zone, wherein By alternating low and high pressure in the resonator chamber, periodic oscillations of the plate are created, which resonate with the oscillations of the flow in the resonator chamber and form a pulsation of the flow at the exit from the gap outside the resonator opening. 2. Устройство для осуществления способа генерирования вибрации и пульсации потока по п. 1, содержащее корпус и пластину, установленную относительно корпуса с зазором и закрепленную в нескольких точках, наиболее удаленных от сопла, расположенного на корпусе, при этом величина зазора меньше величины поперечного сечения сопла, отличающееся тем, что в корпусе расположена резонаторная камера, которая сообщается с зазором через резонаторное отверстие и через группу отверстий, резонаторное отверстие расположено коаксиально соплу в пределах кольцевой зоны вакуума, образующейся в зазоре между корпусом и пластиной, а отверстия группы равномерно расположены по окружности коаксиально соплу в пределах кольцевой зоны давления, образующейся вне кольцевой зоны вакуума.2. A device for implementing the method for generating vibration and flow pulsation according to claim 1, comprising a housing and a plate installed relative to the housing with a gap and secured at several points most remote from a nozzle located on the housing, wherein the gap size is less than the cross-sectional size of the nozzle, characterized in that a resonator chamber is located in the housing, which communicates with the gap through a resonator opening and through a group of openings, the resonator opening is located coaxially with the nozzle within an annular vacuum zone formed in the gap between the housing and the plate, and the openings of the group are uniformly located around the circumference coaxially with the nozzle within an annular pressure zone formed outside the annular vacuum zone. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ширина резонаторного отверстия резонаторной камеры не превышает ширины кольцевой зоны вакуума, с которой сообщается резонаторная камера, диаметр каждого отверстия группы не превышает ширины кольцевой зоны давления, при этом отверстие резонаторной камеры расположено в пределах кольцевой зоны давления в зазоре между корпусом и пластиной.3. The device according to item 2, characterized in that the width of the resonator opening of the resonator chamber does not exceed the width of the annular vacuum zone with which the resonator chamber communicates, the diameter of each opening of the group does not exceed the width of the annular pressure zone, and the opening of the resonator chamber is located within the annular pressure zone in the gap between the body and the plate. 4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что величина зазора принимается в пределах 1/12-1/16 диаметра сопла.4. The device according to paragraph 2 or 3, characterized in that the gap size is taken within the range of 1/12-1/16 of the nozzle diameter. 5. Устройство по одному из пп. 2-4, отличающееся тем, что суммарная площадь сечения отверстий группы меньше площади сечения резонаторного отверстия, при этом не менее трех отверстий группы равномерно расположены по окружности в пределах кольцевой зоны давления, расположенной вне кольцевых зон вакуума.5. A device according to one of paragraphs 2-4, characterized in that the total cross-sectional area of the holes in the group is less than the cross-sectional area of the resonator hole, while at least three holes in the group are uniformly located around the circumference within the annular pressure zone located outside the annular vacuum zones.
RU2024108987A 2024-04-03 Method of generating vibration and pulsation of flow and device for its implementation RU2835940C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2835940C1 true RU2835940C1 (en) 2025-03-06

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU391835A1 (en) * 1970-01-27 1973-07-27 VALVE PLATE FOR IMPLEMENTING THE MASS TRANSFER PROCESS
RU2632988C1 (en) * 2016-10-21 2017-10-11 Игорь Мильевич Маргулис Pneumatic emitter
RU2657301C1 (en) * 2017-07-21 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Gas-liquid mixture pulsations generation method and device for its implementation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU391835A1 (en) * 1970-01-27 1973-07-27 VALVE PLATE FOR IMPLEMENTING THE MASS TRANSFER PROCESS
RU2632988C1 (en) * 2016-10-21 2017-10-11 Игорь Мильевич Маргулис Pneumatic emitter
RU2657301C1 (en) * 2017-07-21 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Gas-liquid mixture pulsations generation method and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cherepanov A. P., Lyapustin P. K., Byrgazov P. N. DEVICE FOR CLEANING THE INNER WALLS OF THE CYCLONE FROM DEPOSITS // Modern Technologies and Scientific and Technological Progress. 2020. no. 1. pp. 85-86. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101115924A (en) Reaction-driven energy transmission device
CA2645907A1 (en) Pump
CN112620058B (en) Hartmann sound generator with laval nozzle
US4034244A (en) Resonant cylindrically shaped ultrasonic wave generator
RU2835940C1 (en) Method of generating vibration and pulsation of flow and device for its implementation
RU132148U1 (en) JET PUMP
CN112283081A (en) A piezoelectric resonance pump with a retractable cavity
US4275794A (en) Tool equipped with a percussive device
US3674045A (en) Vortex valve fluid oscillator
EP2101060A1 (en) Ultrasonic piezoelectric pump
RU2488438C2 (en) Device for physicochemical treatment of fluids
CN114382981B (en) Active and passive muffler device for liquid filling pipeline
US3123302A (en) Pressurized
RU2267364C1 (en) Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations
RU2478438C2 (en) Method of combined device to generate pressure oscillation in fluid flow
US3456668A (en) Frequency multiplier for fluid state systems
EP4190440A1 (en) Intensified multifrequency sonoreactor device
RU2773484C1 (en) Pulsed resonator ejector
CN113997211A (en) Direct built-in ultrasonic vibration assisted water jet nozzle
RU2127822C1 (en) Mechanical nozzle
SU1466808A1 (en) Method and apparatus for generating pressure pulses of liquid
RU2318115C2 (en) Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment
RU2165292C1 (en) Rotor apparatus
RU2104636C1 (en) Method and apparatus for producing high fat content milk products
SU1049648A1 (en) Hydraulic tool