RU2284853C2 - Diffuser-emulsifier - Google Patents
Diffuser-emulsifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284853C2 RU2284853C2 RU2004133560/15A RU2004133560A RU2284853C2 RU 2284853 C2 RU2284853 C2 RU 2284853C2 RU 2004133560/15 A RU2004133560/15 A RU 2004133560/15A RU 2004133560 A RU2004133560 A RU 2004133560A RU 2284853 C2 RU2284853 C2 RU 2284853C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- diffuser
- diffuser according
- elements
- holes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Данное изобретение в общем относится к диффузорам и, в частности, к способу и устройству для диффундирования или эмульгирования газа или жидкости в материал.This invention generally relates to diffusers and, in particular, to a method and apparatus for diffusing or emulsifying a gas or liquid into a material.
2. Уровень техники2. The level of technology
Во многих производствах необходимо проводить диффундирование или эмульгирование одного материала, газа или жидкости во второй материал. Эмульгирование является разновидностью диффузии, согласно которой мелкие капли одной жидкости взвешиваются во второй жидкости, с которой первая не смешивается, как масло в уксусе. Одним из важных применений процесса диффузии является очистка сточных вод. Многие городские хозяйства аэрируют сточные воды как часть процесса обработки, чтобы стимулировать биологический распад органического вещества. Темп биологического сбраживания органического вещества в значительной степени зависит от количества кислорода в сточных годах, поскольку кислород необходим для обеспечения существования микроорганизмов, потребляющих органическое вещество. При этом кислород способен удалять некоторые соединения, такие как железо, магний и двуокись углерода.In many industries, it is necessary to diffuse or emulsify one material, gas or liquid into a second material. Emulsification is a form of diffusion, according to which small drops of one liquid are weighed in a second liquid, with which the first does not mix, like oil in vinegar. One important application of the diffusion process is wastewater treatment. Many urban households aerate wastewater as part of the treatment process to stimulate the biological degradation of organic matter. The rate of biological fermentation of organic matter is largely dependent on the amount of oxygen in the waste years, since oxygen is necessary to ensure the existence of microorganisms that consume organic matter. In this case, oxygen is able to remove certain compounds, such as iron, magnesium and carbon dioxide.
Существуют несколько способов насыщения воды кислородом. Согласно первому способу турбинные аэрационные системы выделяют воздух вблизи вращающихся лопастей крыльчатки, которая перемешивает воздух или кислород с водой. Согласно второму способу воду можно распылять в воздух, чтобы повысить содержание кислорода в ней. Согласно третьему способу система компании AQUATEX инжектирует воздух или кислород в воду и подвергает воду/газ сильному завихрению. Проверки с помощью устройства AQUATEX показали повышение до 200% содержания растворенного кислорода (около 20 частей на миллион) в идеальных условиях. Уровни естественного содержания кислорода в воде приблизительно составляют 10 частей на миллион, максимум, и этот уровень считается уровнем 100% растворенного кислорода. Таким образом, устройство AQUATEX удваивает содержание кислорода в воде. Повышенные уровни насыщения кислородом длятся только минуты и снова возвращаются к уровню 100% растворенного кислорода. Повышенные уровни насыщения кислородом и сохранение повышенных уровней кислорода в течение более длительного времени могут улучшить очистку сточных вод. При этом кпд органического сбраживания повышается, и уменьшается время, необходимое для биологического восстановления, и повышается производительность установок очистки сточных вод.There are several ways to saturate water with oxygen. According to the first method, turbine aeration systems emit air near the rotating impeller blades, which mixes air or oxygen with water. According to the second method, water can be sprayed into the air to increase the oxygen content in it. According to the third method, the AQUATEX system injects air or oxygen into water and exposes the water / gas to a strong vortex. AQUATEX inspections showed an increase of up to 200% in dissolved oxygen (about 20 ppm) under ideal conditions. The levels of natural oxygen in water are approximately 10 ppm, the maximum, and this level is considered the level of 100% dissolved oxygen. Thus, the AQUATEX device doubles the oxygen content in the water. Increased levels of oxygen saturation last only minutes and again return to the level of 100% dissolved oxygen. Increased levels of oxygen saturation and maintaining elevated oxygen levels for a longer time can improve wastewater treatment. At the same time, the efficiency of organic fermentation is increased, and the time required for biological recovery is reduced, and the productivity of wastewater treatment plants is increased.
Соответственно, существует необходимость обеспечить механизм для диффундирования, способный диффундировать значительные уровни одного материала или нескольких материалов в другой материал.Accordingly, there is a need to provide a diffusion mechanism capable of diffusing significant levels of one material or several materials into another material.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Согласно настоящему изобретению диффузор содержит первый элемент, поверхность которого имеет поверхностные возмущения в виде углублений, и второй элемент, который расположен спасительно первого диффундирующего элемента таким образом, что формирует канал, по которому могут проходить первый материал и второй материал. Первый материал прокачивается относительно поверхностных возмущений и создает кавитацию в первом материале для диффундирования второго материала в первый материал.According to the present invention, the diffuser comprises a first element, the surface of which has surface disturbances in the form of recesses, and a second element, which is located saving the first diffusing element in such a way that it forms a channel through which the first material and the second material can pass. The first material is pumped relative to surface disturbances and creates cavitation in the first material to diffuse the second material into the first material.
Настоящее изобретение обеспечивает значительные преимущества по сравнению с известным уровнем техники. Во-первых, микрокавитации, создаваемые предлагаемым устройством, позволяют диффузии происходить на молекулярном уровне, повышая количество вводимого материала, который будет удерживаться воспринимающим материалом, и увеличивая продолжительность сохранности диффузии. Во-вторых, микрокавитации и ударные волны можно создавать относительно простым механическим устройством. В-третьих, частоты или частоты ударной волны, создаваемой устройством, можно использовать для многих применений, либо разрушать сложные (структуры, либо обеспечивать объединение структур. В-четвертых, кавитации и ударные волны можно создавать единообразно по всему 5 материалу для ровной диффузии.The present invention provides significant advantages over the prior art. Firstly, the microcavitation created by the proposed device allows diffusion to occur at the molecular level, increasing the amount of input material that will be held by the receiving material, and increasing the duration of diffusion preservation. Secondly, microcavitation and shock waves can be created with a relatively simple mechanical device. Thirdly, the frequencies or frequencies of the shock wave created by the device can be used for many applications, either to destroy complex (structures, or to ensure the combination of structures. Fourth, cavitations and shock waves can be created uniformly throughout 5 material for even diffusion.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Для пояснения изобретения и его преимуществ ссылка делается на приводимое ниже описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:To explain the invention and its advantages, reference is made to the description below with reference to the accompanying drawings, in which:
на Фиг.1 и 2 изображено частичное поперечное сечение частичной блок-схемы первого варианта осуществления диффузора;1 and 2 show a partial cross section of a partial block diagram of a first embodiment of a diffuser;
на Фиг.2а, 2b и 2с показан процесс диффузии, внутренний по отношению к диффузору;Figures 2a, 2b and 2c show a diffusion process internal to the diffuser;
на Фиг.3 изображен вид с пространственным разделением деталей, ротора и статора диффузора;figure 3 shows a view with a spatial separation of the parts, the rotor and the stator of the diffuser;
на Фиг.4 изображен статор;figure 4 shows the stator;
на Фиг.5а изображено поперечное сечение узла ротора-статора второго варианта осуществления изобретения;Fig. 5a shows a cross section of a rotor-stator assembly of a second embodiment of the invention;
на Фиг.5b изображена горизонтальная проекция ротора второго варианта осуществлении изобретения;5b shows a horizontal projection of the rotor of a second embodiment of the invention;
на Фиг.6 изображено местное сечение третьего варианта осуществления изобретения;figure 6 shows a local section of a third variant embodiment of the invention;
на Фиг.7а-7b изображены альтернативные варианты для создания эффузии; иon figa-7b depicts alternatives for creating effusion; and
на Фиг.8а и 8b изображен еще один альтернативный вариант осуществления изобретения.on figa and 8b depicts another alternative embodiment of the invention.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение поясняется со ссылкой на Фиг.1-8, при этом аналогичные ссылочные номера обозначают на разных чертежах аналогичные элементы.The present invention is explained with reference to Figs. 1-8, wherein like reference numbers indicate like elements in different figures.
На Фиг.1 и 1а показана частичная блок-схема, частичное сечение первого варианта осуществления устройства 10, выполненного с возможностью диффундирования или эмульгирования едкого или двух газообразных или жидких материалов (далее «вводимые материалы») в другой газообразный или жидкий материал (далее - «воспринимающий материал»). Воспринимающим материалом может быть обычно твердый материал, который нагревают или иным образом обрабатывают до жидкого или газообразного состояния в процессе диффузии/эмульгирования.Figures 1 and 1a show a partial block diagram, a partial cross-section of a first embodiment of a
Ротор 12 содержит полый цилиндр, обычно закрытый с двух концов. Вал 14 и впускное отверстие 16 соединены с концами ротора 12. Первый вводимый материал может проходить через впускное отверстие 16 внутрь ротора 12. Вал 14 связан с электродвигателем 18, который вращает ротор на заданной скорости. Ротор 12 имеет множество выполненных в нем сквозных отверстий 22, более подробно показано на Фиг.1а. В предпочтительном варианте осуществления каждое отверстие 22 имеет узкий проход 24 и большее проточенное или рассверленное отверстие 26. Боковые стенки 28 проточенных или рассверленных отверстий 26 могут иметь разные формы, включая прямую (согласно фиг.4), под углом (согласно Фиг.1) или искривленную формы.The
Статор 30 заключает в себе ротор 12, оставляя канал 32 между ротором и статором, через который может проходить воспринимающий материал. Статор 30 также имеет отверстия 22, выполненные по его окружности. Кожух 34 окружает статор 30, и впускное отверстие 36 пропускает второй вводимый материал в область 35 между статором 30 и кожухом 34. Воспринимающий материал проходит через впускное отверстие 37 в канал 32. Уплотнения 38 расположены между валами 14 и 16 и кожухом 34. Выпускное отверстие 40 пропускает воспринимающий материал из канала 32 в насос 42, откуда он выходит через выпускное отверстие 44 насоса. Насос может приводиться в действие электродвигателем 18 или вспомогательным источником.The
В процессе работы диффундирующее устройство принимает воспринимающий материал через впускное отверстие 37. Согласно предпочтительному варианту осуществления насос 42 закачивает воспринимающий материал на всасывающей стороне насоса, чтобы воспринимающий материал мог проходить по каналу при низких значениях давления. Первый и второй вводимые материалы входят в воспринимающий материал через отверстия 22. В своем источнике вводимые материалы могут находиться под избыточным давлением, чтобы предотвращать прохождение воспринимающего материала через отверстия 22.In operation, the diffuser receives the sensing material through the
В варианте осуществления согласно Фиг.1 предусмотрены отдельные впускные отверстия 16 и 36 для диффундирующих материалов. Согласно этому варианту осуществления в воспринимающий материал можно подавать два разных вводимых материала. Либо один и тот же вводимый материал можно подавать в оба впускных отверстия.In the embodiment of FIG. 1,
Вариант осуществления согласно Фиг.1 в испытаниях продемонстрировал высокие уровни диффундирования вводимого материала(ов) в воспринимающий материал. Испытания с применением кислорода в качестве вводимого материала и воды в качестве воспринимающего материала показали уровни 400% растворенного в воде кислорода, причем повышенные уровни кислорода держались сутками.The embodiment of FIG. 1 in trials demonstrated high levels of diffusion of the introduced material (s) into the receiving material. Tests using oxygen as an input material and water as a receiving material showed levels of 400% oxygen dissolved in water, with elevated oxygen levels being maintained for days.
Причиной высокого кпд и сохранности диффузии считается результат наличия микрокавитации, которая описана со ссылкой на фиг.2a-c. При прохождении материала по гладкой поверхности устанавливается в значительной степени ламинарное течение с тонким пограничным слоем, который неподвижен или перемещается очень медленно вследствие поверхностного натяжения между движущейся текучей средой и неподвижной поверхностью. Но отверстия 22 прерывают ламинарное течение и могут обусловливать повышение и понижение давления материала. Если давление во время цикла понижения давления достаточно низкое, то в материале будут формироваться пустоты (кавитационные пузырьки). Кавитационные пузырьки создают вращающееся течение 46, подобное смерчу, поскольку находящаяся в определенном месте область низкого давления втягивает воспринимающий материал и вводимый материал, доказано на Фиг.2а. Когда кавитационные пузырьки лопаются, создаются очень высокие давления. При прохождении мимо друг друга двух соосных отверстий происходит сотрясение (ударная волна), генерирующее значительное количество энергии. Энергия, обусловленная кавитацией и сотрясением, смешивает вводимый материал и воспринимающий материал в очень высокой степени, возможно на молекулярном уровне.The reason for the high efficiency and safety of diffusion is considered to be the result of the presence of microcavitation, which is described with reference to figa-c. When a material passes over a smooth surface, a substantially laminar flow is established with a thin boundary layer that is stationary or moves very slowly due to surface tension between the moving fluid and the stationary surface. But the
Частота действия устройства зависит от частоты вращения ротора 12 и числа отверстий, которые проходят мимо друг друга за один поворот. Было установлено, что действие на ультразвуковой частоте во многих применениях может быть целесообразным. Считается, что действие устройства в области ультразвука обеспечивает максимальную ударную энергию сотрясения, чтобы можно было сместить угол связи молекулы текучей среды, и это позволит транспортировать дополнительные вводимые материалы, которые обычно невозможно сохранять. Частота действия диффузора, по-видимому, влияет на степень диффузии, что приводит к гораздо более длительному сохранению вводимого материала в воспринимающем материале.The frequency of the device depends on the frequency of rotation of the
В некоторых применениях определенная частота или частоты может потребоваться для разрушения определенных сложных молекул, как в случае обеззараживания воды. В этом случае множественные частоты сотрясения можно использовать для разрушения сложных структур, таких как летучие органические соединения, на более мелкие субструктуры. Озон можно использовать в качестве одного из вводимых материалов для высокоэффективного окисления субструктур.In some applications, a specific frequency or frequencies may be required to destroy certain complex molecules, as in the case of water disinfection. In this case, multiple shaking frequencies can be used to break down complex structures, such as volatile organic compounds, into smaller substructures. Ozone can be used as one of the input materials for highly efficient oxidation of substructures.
С помощью устройства 10 можно выполнять и другие относящиеся к ультразвуковой химии действия. В общем, ультразвуковая химия использует ультразвук для обеспечения химических реакций. Обычно ультразвук генерируют пьезоэлектрическим или другим электроакустическим устройством. Трудность, связанная с электроакустическими датчиками, заключается в том, что звуковые волны не обеспечивают единообразные звуковые волны по всему материалу, при этом нужная кавитация сосредоточена вокруг самого устройства. Настоящее изобретение позволяет создавать ультразвуковые волны по всему материалу с помощью простого механического устройства.Using the
На Фиг.3 изображен вид с пространственным разделением деталей, варианта осуществления ротора 12 и статора 30, согласно которому при одной скорости вращения можно получить несколько частот. Согласно Фиг.3 три расположенных по окружности ряда отверстий 50 (отдельно: ряды 50а, 50b и 50с) отверстий 22 расположены по окружности вокруг ротора 12. Каждое кольцо имеет разное число отверстий, расположенных через равный интервал по его окружности. Аналогичным образом статор 30 имеет три расположенных по окружности ряда отверстий 52 (отдельно: ряды 5а, 52b и 52с). Чтобы в любое данное время совпадала только одна пара отверстий между соответствующими рядами, число отверстий 22 в данном ряду 52 на статоре 30 может быть на одно отверстие больше (или меньше) числа отверстий 22 в соответствующем ряду 50 ротора 12. Например, если ряд 50а имеет двадцать отверстий, расположенных с одинаковым интервалом по окружности ротора 12, то ряд 52 может иметь 21 отверстие, расположенное с равным интервалом по окружности статора 30.Figure 3 shows a view with a spatial separation of parts, an embodiment of the
При вращении ротора 12 согласно Фиг.3 относительно статора 30 каждый ряд будет создавать сотрясения на разной частоте. При должном подборе разных частот возникнет суммарная и разностная итерференция, создавая широкий спектр частот. Этот спектр частот может стать целесообразным во многих применениях, когда неизвестные примеси в воспринимающей жидкости нужно разрушить и окислить.When the
На Фиг.4 изображена боковая проекция сечения варианта осуществления статора 30. Для статоров с меньшим диаметром выполнение проточенного или рассверленного отверстия 26 внутри статора 30 может быть затруднено. В варианте осуществления согласно Фиг.4 используется внутренняя втулка 54 и внешняя втулка 56. Проточенные или рассверленные отверстия 26 можно высверлить снаружи внутренней втулки 54. Для каждого проточенного или рассверленного отверстия 26 на внутренней втулке 54 соответствующий соосный проход 24 высверливается на внешней втулке 56. Затем внутренняя втулка вставляется и скрепляется во внешней втулке 56, чтобы сформировать статор 30. Для формирования статора 30 можно также использовать и другие способы, например литье.Figure 4 shows a side projection of a section of a variant implementation of the
На Фиг.5а-b изображены альтернативные варианты осуществления диффузора 10. В соответствующих случаях ссылочные номера Фиг.1 на этих чертежах повторяются.Figures 5a-b show alternative embodiments of the
На Фиг.5а изображена боковая проекция в сечении варианта осуществления, согласно которому ротор 12 и статор 30 имеют форму диска. На Фиг.5b изображена горизонтальная проекция дискового ротора 12. Статор 30 расположен над и под ротором 12. И статор 12, и ротор 30 имеют множество отверстий, тип которых описан со ссылкой на Фиг.1 и которые проходят мимо друг друга, когда ротор 12 приводится в действие электродвигателем. Здесь также для каждого ряда 52 статор 30 может иметь на одно отверстие больше или меньше, чем соответствующий ряд 50 в роторе 12, чтобы предотвращать одновременное сотрясение у двух отверстий в одном ряду. Отверстия 22 могут иметь ту же форму, что и на Фиг.1. Полый вал служит в качестве впускного отверстия 16 внутрь дискового ротора для первого вводимого материала. Аналогично, в область 35 между статором 30 и кожухом 34 входит второй вводимый материал. Когда воспринимающий материал проходит по каналу 32 между ротором 12 и статором 30, он подвергается завихрению в отверстиях 22, тем самым обусловливая диффузию первого и второго материалов с воспринимающим материалом. Воспринимающий материал, воспринявший вводимый материал, проходит к выпускным отверстиям 40.Fig. 5a shows a side view in cross section of an embodiment according to which the
На Фиг.5b изображена горизонтальная проекция ротора 12. Показано, что множество отверстий образует концентрические ряды отверстий на роторе 12. При необходимости каждый ряд может создавать сотрясения на разных частотах. Согласно предпочтительному варианту осуществления отверстия 22 будут выполнены сверху и снизу ротора 12. Соответствующие отверстия будут выполнены над и под этими отверстиями на статоре 30.Fig. 5b shows a horizontal projection of the
На Фиг.6 изображено местное сечение варианта осуществления изобретения с коническим ротором 12. И статор 30, и ротор 12 имеют множество отверстий, тип которых описан выше со ссылкой на фиг.1 и которые проходят мимо друг друга, когда ротор 12 приводится в движение электродвигателем. Кроме отверстий по окружности ротора 12, отверстия могут быть также выполнены снизу конической формы, с соответствующими отверстиями в нижней части статора 30. Как указано выше, для каждого ряда статор 30 может иметь на одно отверстие больше или меньше, чем ротор 12, чтобы предотвращать одновременное сотрясение у двух отверстий 22 в одном ряду. Полый вал служит в качестве впускного отверстия 16 внутрь дискового ротора для первого вводимого материала. Аналогично, в область 35 между статором 30 и кожухом 34 входит второй вводимый материал. Когда воспринимающий материал проходит между ротором 12 и статором 30, он подвергается завихрению в отверстиях 22, тем самым обусловливая диффузию первого и второго материалов с воспринимающим материалом. Воспринимающий материал, воспринявший вводимый материал, проходит к выпускным отверстиям 40.Figure 6 shows a local section of an embodiment of the invention with a
В вариантах осуществления согласно фиг.5а-b и 6 ряды отверстий 22 могут быть выполнены с увеличивающимися диаметрами, поэтому такое выполнение может обеспечивать создание множественных частот. Необходимо отметить, что можно использовать любое число форм, включая полусферические и сферические формы для выполнения ротора 12 и статора 30.In the embodiments of FIGS. 5a-b and 6, the rows of
Описанный здесь диффузор можно использовать в нескольких применениях. Оптимальный размер отверстия (и для прохода 24, и для расточенного или рассверленного отверстия 26), ширины канала 32, скорости вращения и диаметров ротора/статора может зависеть от определенного применения устройства.The diffuser described herein can be used in several applications. The optimal size of the hole (and for the
Как указано выше, диффузор 10 можно использовать для аэрации воды. В этом варианте осуществления воздух или кислород используются и как первый, и как второй вводимые материалы. Воздух/кислород диффундируют в сточные воды (или в другую аэрируемую воду) согласно описанию со ссылкой на Фиг.1. Было обнаружено, что диффузор может повышать насыщение кислородом до приблизительно 400% растворенного кислорода, при этом можно ожидать более высокие концентрации при оптимизации параметров в данном применении. В испытаниях, при проведении которых циркулировали около двадцати пяти галлонов городской воды при температурах окружающей среды (с первоначальным показанием 84,4% растворенного кислорода) через устройство в течение пяти минут до повышения содержания растворенного кислорода до 390%, повышенная концентрация уровней кислорода оставалась на значении свыше 300% растворенного кислорода в течение четырех часов и свыше 200% растворенного кислорода в течение более 19 часов. После трех дней содержание растворенного кислорода оставалось свыше 134%. В этих испытаниях использовались частоты 169 кГц. Размеры отверстий составляли 0,030 дюйма для прохода 24 и 0,25 дюйма для расточенного или рассверленного отверстия (расточенные или рассверленные отверстия 26 на роторе имели наклонные бороны). Более низкие температуры могут значительно повысить уровни насыщения кислородом и увеличить сохранность насыщенности.As indicated above, the
Также для очистки сточных вод и для биологического восстановления других токсичных материалов кислород можно использовать в качестве одного из вводимых материалов, и озон можно использовать в качестве другого вводимого материала. В этом случае озон будет использоваться для окисления вредных структур в воспринимающем материале, например, летучих органических соединений и опасных микроорганизмов. При этом, как указано выше, ряд частот (определяемых рядами отверстий в роторе 12 и статоре 30) можно использовать для обеспечения разрушающей интерференции, которая разрушает многие смежные структуры на меньшие субструктуры. Либо, если данная обработка предназначается для окисления одного известного вредного вещества, то будет возможно использовать одну частоту, известную как разрушающую данную структуру. И наоборот, ряд частот, дающих конструктивную интерференцию, можно использовать для объединения двух или более соединений в более сложное и структурированное в гораздо большей степени вещество.Also, for wastewater treatment and for biological recovery of other toxic materials, oxygen can be used as one of the input materials, and ozone can be used as the other input material. In this case, ozone will be used to oxidize harmful structures in the receptive material, for example, volatile organic compounds and dangerous microorganisms. Moreover, as indicated above, a number of frequencies (determined by the rows of holes in the
Для получения питьевой воды озон можно использовать как первый и второй вводимый материалы для разрушения и окисления загрязнителей.To obtain drinking water, ozone can be used as the first and second input materials for the destruction and oxidation of pollutants.
Хотя действие диффузора 10 описано в связи с таким применением, как очистка городских сточных вед, его также можно использовать и для бытовых применений, для очистки питьевой воды, бассейнов и аквариумов.Although the action of the
Этот диффузор можно также использовать и для других применений, согласно которым диффузия газа или жидкости в другую жидкость изменяет характеристики воспринимающего материала. Примеры этих применений включают гомогенизацию молока или гидрирование масел. Прочими применениями может быть повышение эффективности смешивания топлива и газов/жидкостей для экономии топлива.This diffuser can also be used for other applications, according to which the diffusion of a gas or liquid into another liquid changes the characteristics of the receiving material. Examples of these uses include homogenizing milk or hydrogenating oils. Other applications may include improving the mixing efficiency of fuels and gases / liquids to save fuel.
На Фиг.7а-b изображены альтернативные варианты осуществления ротора 12 и статора 30. Согласно Фиг.7а, «статор» 30 также вращается, в этом случае частота сотрясений будет зависеть от относительной скорости вращения между ротором 12 и статором 30. Кроме того, либо ротор 12, либо статор 30 не подают вводимый материал через элемент (согласно Фиг.7b вводимый материал подает только ротор), и элемент, который не подает вводимый материал, вместо отверстий 22 имеет полости 58 для создания турбулентности. Полости 58 могут иметь форму, аналогичную расточенным или рассверленным отверстиям 26, без соответствующих проходов 24.Figures 7a-b show alternative embodiments of the
Согласно Фиг.7с, проход 24, по которому вводимый материал проходит через ротор 12 или статор 30, расположен у расточенного или рассверленного отверстия 26, а не в расточенном или рассверленном отверстии 26, как в предыдущих осуществлениях. Необходимо отметить, что основное назначение расточенного или рассверленного отверстия 26 заключается в том, чтобы прерывать ламинарный поток воспринимающего материала по поверхности ротора 12 и статора 30. Повышение давления и разрежение (снижение давления) воспринимающего материала вызывают микрокавитацию, которая обеспечивает высокую степень диффузии, создаваемой устройством. Кавитационные пузырьки растут и сокращаются (или лопаются), подвергаясь напряжениям, обусловленным частотами сотрясений. Направленные внутрь взрывы кавитационных пузырьков генерируют энергию, которая обеспечивает сильную диффузию вводимых материалов в воспринимающий материал при прохождении по каналу 32. Таким образом, когда вводимые материалы и воспринимающий материал будут смешаны до степени, при которой будет возникать кавитация и обусловленные ею ударные волны, то будет иметь место описанная выше диффузия.7c, the
На Фиг.7d изображен вариант осуществления, согласно которому первоначальное перемешивание воспринимающего материала и одного или более вводимых материалов выполняется вне канала 32. В этом осуществлении диффузор 60 компании Mazzie (или другое устройство) используется для первоначального перемешивания вводимого материала(ов) и воспринимающего материала. Эта смесь поступает в канал 32 между ротором 12 и статором 30, где она проходит циклы повышения давления/разрежения, в результате чего в смеси возникает кавитация, и подвергается воздействию частоты ударных волн.FIG. 7d shows an embodiment where initial mixing of the receiving material and one or more input materials is performed outside the
Причем генерирование кавитации и ударных волн можно осуществить с помощью конструкций, которые отличаются от расточенных или рассверленных отверстий 26, указанных в предыдущих вариантах осуществления. Согласно вышеизложенному расточенные или рассверленные отверстия 26 являются поверхностными возмущениями, которые препятствуют ламинарному потоку воспринимающего материала по боковым стенкам канала 32. Согласно Фиг.7е, такой выступ, как выпуклость 62, можно использовать в качестве поверхностного возмущения вместо расточенных или рассверленных отверстий 26 или вместе с ними. Можно использовать другие формы помимо округлых. Согласно фиг.7f, пазы (или гребни) 64 можно выполнить в роторе 12 и/или статоре 30, чтобы генерировать кавитацию и ударные волны.Moreover, the generation of cavitation and shock waves can be carried out using structures that differ from the bored or drilled
Как указано выше, создание ударных волн на определенной частоте требуется не для всех применений, и не для всех применений оно будет целесообразным. Поэтому ротор 12 или статор 30 может иметь расточенные или рассверленные отверстия 26 (или другие поверхностные возмущения), выполненные с возможностью генерирования белого шума вместо определенной частоты. Применяемые для создания кавитации конструкции не обязательно должны быть единообразными, кавитацию может вызывать достаточно шероховатая поверхность на роторе 12 или статоре 30. При этом, согласно Фиг.7g, создание кавитации поверхностью ротора 12 и поверхностью статора 30, возможно, не будет обязательным, но в большинстве случаев действие устройства 10 будет более эффективным при использовании обеих поверхностей.As indicated above, the creation of shock waves at a certain frequency is not required for all applications, and not for all applications it will be appropriate. Therefore, the
На Фиг.7h изображен вариант осуществления, согласно которому обусловливающее кавитацию перемещение обеспечивается воспринимающим материалом (как вариант, с увлекаемым вводимым материалом), а не относительным движением ротора 12 и статора 30. В варианте осуществления согласно Фиг.7h канал 32 выполнен между двумя стенками 66, которые неподвижны относительно друг друга, и одна стенка или обе имеют поверхностные возмущения, обращенные к каналу 32. Воспринимающий материал прокачивается по каналу на высокой скорости с помощью насоса или другого устройства для создания потока высокой скорости. В канал вводится один вводимый материал или несколько, либо по проходам 24, либо путем смешивания воспринимающего материала с вводимыми материалами, внешними по отношению к каналу. Высокая скорость воспринимающего материала относительно стенок 66 обусловливает микрокавитацию и сотрясения, описанные выше.Fig. 7h shows an embodiment according to which cavitation-causing movement is provided by the receiving material (alternatively, with entrained input material), and not by the relative movement of the
Например, одна или более стенок 66 может быть мелкоячеистой сеткой, через которую вводимый материал(ы) проходит и смешивается с воспринимающим материалом в канале 32. Поверхностные возмущения в сетке обеспечивают микрокавитацию и сотрясения при прохождении воспринимающего материала через сетку на высокой скорости. Частота сотрясений будет зависеть от величины ячеек сетки и скорости воспринимающего материала. При этом также вводимые материалы будут диффундировать в воспринимающий материал на молекулярном уровне на участках микрокавитации.For example, one or more of the
На Фиг.8а и 8b изображен еще один вариант осуществления, согласно которому вращающийся элемент 70 расположен в трубопроводе 72 и вращается электродвигателем 73. Воспринимающий материал и вводимый материал(ы) смешиваются в трубопроводе 72 перед вращающимся элементом 70 с помощью диффузора 74 Mazzie или с помощью другого устройства. Вращающийся элемент может иметь, например, форму пропеллера или шнека. На поверхности вращающегося элемента 70 выполнено одно или более поверхностных возмущений 76, в результате чего вращение вращающегося элемента 70 создает микрокавитацию, тем самым обеспечивая высокую степень диффузии между материалами. Форма лопастей пропеллера и схема поверхностных возмущений 76 на нем могут создавать кавитацию или сотрясение с нужной частотой в указанных выше целях. При этом форма вращающегося устройства сможет обеспечивать закачку материалов через трубопровод.FIGS. 8a and 8b show yet another embodiment, according to which the rotating
Настоящее изобретение предоставляет значительные преимущества по сравнению с известным уровнем техники. Во-первых, микрокавитации, генерируемые устройством, обеспечивают возможность осуществления диффузии на молекулярном уровне, увеличивая количество вводимого материала, который будет удерживаться воспринимающим материалом, и удлиняя время сохранности диффузии. Во-вторых, микрокавитации и ударные волны можно создавать относительно простым механическим устройством. В-третьих, частоты или частоты создаваемой устройством ударной волны можно использовать во многих применениях, либо для разрушения сложных структур, либо для обеспечения объединения структур. В-четвертых, кавитации и ударные волны можно создавать единообразными по всему материалу для устойчивой диффузии.The present invention provides significant advantages over the prior art. Firstly, the microcavitation generated by the device provides the possibility of diffusion at the molecular level, increasing the amount of input material that will be held by the receiving material, and lengthening the diffusion preservation time. Secondly, microcavitation and shock waves can be created with a relatively simple mechanical device. Thirdly, the frequencies or frequencies of the shock wave generated by the device can be used in many applications, either to destroy complex structures or to ensure the combination of structures. Fourth, cavitation and shock waves can be created uniform throughout the material for stable diffusion.
Несмотря на то, что подробное описание изобретения направлено на определенные приводимые в качестве примеров варианты осуществления, специалистам в данной области техники будут ясны возможности различных модификаций этих вариантов осуществлений. Настоящее изобретение включает все модификации или варианты осуществлений, входящих в объем формулы изобретения.Although a detailed description of the invention is directed to certain exemplary embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications of these embodiments will be apparent. The present invention includes all modifications or embodiments within the scope of the claims.
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133560/15A RU2284853C2 (en) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | Diffuser-emulsifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133560/15A RU2284853C2 (en) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | Diffuser-emulsifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004133560A RU2004133560A (en) | 2005-04-20 |
RU2284853C2 true RU2284853C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=35634782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004133560/15A RU2284853C2 (en) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | Diffuser-emulsifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284853C2 (en) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7654728B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-02-02 | Revalesio Corporation | System and method for therapeutic application of dissolved oxygen |
US7770814B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-08-10 | Revalesio Corporation | System and method for irrigating with aerated water |
US7806584B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-10-05 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier |
US7832920B2 (en) | 2006-10-25 | 2010-11-16 | Revalesio Corporation | Mixing device for creating an output mixture by mixing a first material and a second material |
US7887698B2 (en) | 1997-10-24 | 2011-02-15 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier for aquaculture applications |
US8445546B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-05-21 | Revalesio Corporation | Electrokinetically-altered fluids comprising charge-stabilized gas-containing nanostructures |
US8591957B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-11-26 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes and other human tissues using an oxygen-enriched solution |
US8609148B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-12-17 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes |
US8617616B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-12-31 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US8784897B2 (en) | 2006-10-25 | 2014-07-22 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes |
US8784898B2 (en) | 2006-10-25 | 2014-07-22 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US8815292B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-08-26 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating insulin resistance and diabetes mellitus |
US8980325B2 (en) | 2008-05-01 | 2015-03-17 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating digestive disorders |
US9198929B2 (en) | 2010-05-07 | 2015-12-01 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for enhancing physiological performance and recovery time |
US9492404B2 (en) | 2010-08-12 | 2016-11-15 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treatment of taupathy |
US9523090B2 (en) | 2007-10-25 | 2016-12-20 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating inflammation |
US9745567B2 (en) | 2008-04-28 | 2017-08-29 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating multiple sclerosis |
US10125359B2 (en) | 2007-10-25 | 2018-11-13 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating inflammation |
-
2002
- 2002-04-17 RU RU2004133560/15A patent/RU2284853C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8349191B2 (en) | 1997-10-24 | 2013-01-08 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier for aquaculture applications |
US7770814B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-08-10 | Revalesio Corporation | System and method for irrigating with aerated water |
US7806584B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-10-05 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier |
US9034195B2 (en) | 1997-10-24 | 2015-05-19 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier for aquaculture applications |
US7887698B2 (en) | 1997-10-24 | 2011-02-15 | Revalesio Corporation | Diffuser/emulsifier for aquaculture applications |
US7654728B2 (en) | 1997-10-24 | 2010-02-02 | Revalesio Corporation | System and method for therapeutic application of dissolved oxygen |
US8784898B2 (en) | 2006-10-25 | 2014-07-22 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US9402803B2 (en) | 2006-10-25 | 2016-08-02 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US8445546B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-05-21 | Revalesio Corporation | Electrokinetically-altered fluids comprising charge-stabilized gas-containing nanostructures |
US8449172B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-05-28 | Revalesio Corporation | Mixing device for creating an output mixture by mixing a first material and a second material |
US8470893B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-06-25 | Revalesio Corporation | Electrokinetically-altered fluids comprising charge-stabilized gas-containing nanostructures |
US8591957B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-11-26 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes and other human tissues using an oxygen-enriched solution |
US8597689B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-12-03 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US8609148B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-12-17 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes |
US8617616B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-12-31 | Revalesio Corporation | Methods of wound care and treatment |
US8784897B2 (en) | 2006-10-25 | 2014-07-22 | Revalesio Corporation | Methods of therapeutic treatment of eyes |
US7919534B2 (en) | 2006-10-25 | 2011-04-05 | Revalesio Corporation | Mixing device |
US9511333B2 (en) | 2006-10-25 | 2016-12-06 | Revalesio Corporation | Ionic aqueous solutions comprising charge-stabilized oxygen-containing nanobubbles |
US8962700B2 (en) | 2006-10-25 | 2015-02-24 | Revalesio Corporation | Electrokinetically-altered fluids comprising charge-stabilized gas-containing nanostructures |
US9512398B2 (en) | 2006-10-25 | 2016-12-06 | Revalesio Corporation | Ionic aqueous solutions comprising charge-stabilized oxygen-containing nanobubbles |
US9004743B2 (en) | 2006-10-25 | 2015-04-14 | Revalesio Corporation | Mixing device for creating an output mixture by mixing a first material and a second material |
US8410182B2 (en) | 2006-10-25 | 2013-04-02 | Revalesio Corporation | Mixing device |
US7832920B2 (en) | 2006-10-25 | 2010-11-16 | Revalesio Corporation | Mixing device for creating an output mixture by mixing a first material and a second material |
US9523090B2 (en) | 2007-10-25 | 2016-12-20 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating inflammation |
US10125359B2 (en) | 2007-10-25 | 2018-11-13 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating inflammation |
US9745567B2 (en) | 2008-04-28 | 2017-08-29 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating multiple sclerosis |
US8980325B2 (en) | 2008-05-01 | 2015-03-17 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating digestive disorders |
US9272000B2 (en) | 2009-04-27 | 2016-03-01 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating insulin resistance and diabetes mellitus |
US9011922B2 (en) | 2009-04-27 | 2015-04-21 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating insulin resistance and diabetes mellitus |
US8815292B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-08-26 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treating insulin resistance and diabetes mellitus |
US9198929B2 (en) | 2010-05-07 | 2015-12-01 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for enhancing physiological performance and recovery time |
US9492404B2 (en) | 2010-08-12 | 2016-11-15 | Revalesio Corporation | Compositions and methods for treatment of taupathy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004133560A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4388380B2 (en) | Diffuser / Emulsifier | |
RU2284853C2 (en) | Diffuser-emulsifier | |
US6702949B2 (en) | Diffuser/emulsifier for aquaculture applications | |
US20110075507A1 (en) | Diffuser/emulsifier | |
US7770814B2 (en) | System and method for irrigating with aerated water | |
WO2007136030A1 (en) | Fine bubble generating apparatus | |
US7661660B2 (en) | Method and apparatus for aeration of a fluid | |
US5836683A (en) | Mixing apparatus using acoustic resonance | |
JP2003062441A (en) | Air mixing nozzle | |
KR100931554B1 (en) | Diffuser / Emulsifier | |
CN101239286B (en) | Diffuser/emulsifier | |
JP2008274394A (en) | Pickling apparatus and method | |
CN103464022B (en) | Diffuser, method of diffusion and oxidize water | |
JP2004188239A (en) | Water treatment apparatus | |
CA2288544A1 (en) | Method and apparatus for enhancing the dissolution of one fluid in another fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170418 |