BG1441U1

BG1441U1 - Кавитатор за преработване на органични и неорганични материали в наногориво

Info

Publication number: BG1441U1
Application number: BG1855U
Authority: BG
Inventors: Юрий ЗУБАНЮК; Константин ЗУБАНЮК; Пеню Пенев; Кристина ПЕНЕВА
Original assignee: "Грийн Ойл Фактори" Оод
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2011-05-31

Abstract

Кавитаторът е устройство за непрекъснато диспергиране, емулгиране, масообмен и хомогенизация на течни системи от вида газ/течност, течност/течност, течност/твърдо вещество, в резултат на което се получава хомогенен продукт. Ще намери приложение в енергетиката за производство на висококачествени алтернативни горива. Кавитаторът се състои от работна камера, в която е разположен роторен диск (2). Роторният диск е свързан неподвижно с вал (1). Валът лагерува в лагерно тяло (3). Двустранно върху повърхността на роторния диск e оформена серия от радиално разположени конуси с триъгълен профил на сечението (4). От двете страни на роторния диск са разположени статорни дискове (5). Статорните дискове са неподвижно закрепени за носещите фланци (6), които са свързани с шпилки (7). Върху вътрешната страна на статорните дискове е оформена също серия от радиално разположени конуси с триъгълен профил на сечението (8). Роторният диск е разположен спрямо статорните дискове така, че при пасване на двете повърхнини се образува зигзагообразно работно пространство (13). От двете страни на статорните дискове са разположени входящите захранващи камери (9). Хлабината между вала и захранващата камера е уплътнена с уплътнения (10). От двете страни на процесното пространство - работна камера, са разположени изходящите тръби (11). Изходящите тръби са свързани с уплътняващи пръстени (12) към носещите фланци (6).

Description

Област на техниката

Полезният модел е предназначен за нуждите на химическата промишленост и индустриалната преработка на изкопаеми горива. Той се отнася към устройствата за непрекъснато дисперсиране, емулгиране, масообмен и хомогенизация на течни системи от вида газ/течност, течност/течност, течност/твърдо вещество, в резултат на което се получава хомогенен продукт. Полезният модел ще намери широко приложение в енергетиката за производство на висококачествени алтернативни горива.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е устройство-кавитатор за непрекъсната аерация и хомогенизация, което служи за аериране, диспергиране, емулгиране и хомогенизиране на системи от типа - газ/течност и течност/течност с редуцирана (до 50 %) периферна скорост на ротора. Устройството е с хоризонтално или вертикално разположена работна камера - процесно пространство с водна риза, в която са разположени коаксиално статор и ротор. На външната повърхност на ротора, респективно вътрешната на статора са монтирани, при определена ъглова и линейна аксиална стъпка, радиални щифтове, при което всеки ред роторни щифтове е разположен концентрично и се движи между заобикалящи го два реда статорни щифтове. Статорните и роторните щифтове са с цилиндрична форма, като роторните са прорязани надлъжно по оста през цялото си напречно сечение и се явяват проходни, като направлението на прорязването лежи в равнина, перпендикулярна на оста на ротора, широчината на прореза е до 60 % от общата широчина на роторния щифт, а дължината му е до 90 % от активната дължина на щифта. В работната камера се генерират механични и хидравлични тангенциални напрежения, аксиална деформация на опън и микротурбулентни завихряния /1/.

Проблемът при това устройство се състои в това, че не се използва напълно физиката на центробежните сили, което води до неефективен процес на раздробяване на частиците на компонентите на работната течност и което сни жава хомогенизирането и реструктурирането на вложените за обработване продукти. Интензивността на кавитация е сравнително ниска. Реалът на обработваните материали в конкретните области е ограничен и не може да се използват достатъчно ефективно при производството на клъстерни алтернативни горива.

Техническа същност на полезния модел

Полезният модел се състои от работна камера, в която е разположен роторен диск. Роторният диск е свързан неподвижно с вал. Валът се лагерува в лагерно тяло. Двустранно върху повърхността на роторния диск са разположени радиално серия конуси с триъгълен профил на сечението. От двете страни на роторния диск са разположени статорни дискове. Статорните дискове са неподвижно закрепени за носещи фланци, които са свързани с шпилки. Върху вътрешната страна на статорните дискове са разположени радиално серия конуси с триъгълен профил на сечението. Роторният диск е разположен спрямо статорните дискове така, че при пасване на двете повърхнини се образува зигзагообразно работно пространство. От двете страни на статорните дискове са разположени входящите захранващи камери. Хлабината между вала и захранващата камера е осигурена с уплътнения. От двете страни на процесното пространство - работна камера са разположени изходящите тръби. Изходящите тръби са свързани неподвижно с уплътняващи пръстени към носещите фланци.

Предимствата на полезния модел са:

- висока ефективност на обработка на материалите;

- пълно използване на физическото въздействие на центробежните сили за създаване и унищожаване на каверни. По този начин се обезпечава ефективен процес на раздробяване на частиците на работната течност и цялостно хомогенизиране и реструктуриране на обработваните продукти;

- готовият продукт е устойчив на разпадане хомогенна субстанция;

- полезният модел дава възможности за оползотворяване на възобновяеми суровини като биомаса, биогенни битови отпадъци, торф и др.

1441 Ul

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява надлъжен разрез на вариативния кавитатор;

фигура 2 - профил на сечението на роторен и статорен диск.

Примерни изпълнения на полезния модел

Полезният модел се състои от работна камера, в която е разположен роторен диск 2. Роторният диск е свързан неподвижно с вал 1. Валът лагерува в лагерно тяло 3. Двустранно върху повърхността на роторния диск са оформени серия от радиално разположени конуси с триъгълен профил на сечението 4. От двете страни на роторния диск са разположени статорни дискове 5. Статорните дискове са неподвижно закрепени за носещи фланци 6, които са свързани с шпилки 7. Върху вътрешната страна на статорните дискове са оформени серия от радиално разположени конуси с триъгълен профил на сечението 8. Роторният диск е разположен спрямо статорните дискове така, че при пасване на двете повърхнини се образува зигзагообразно работно пространство 13. От двете страни на процесното пространство - работна камера са разположени изходящите тръби 11. Изходящите тръби са свързани с уплътняващи пръстени 12 към носещите фланци 6.

Същността на заявения полезен модел се състои в използването на елементи за генериране на радиално-центробежна кавитация. Той извършва непрекъсната преработка на хомогенни и хетерогенни композиции на въглеводородни суровини и вьглища в течно преструктурирано въглеводородно гориво.

Полезният модел представлява ротационна машина (фиг. 1) с двустранен профилен ротор, разположен между два неподвижни профилни статора. Процесите протичат в пространството между статорите и ротора. В случай, че повърхността на ротора е гладка, промяната ще бъде постоянна и само в посока към увеличение. За протичането на ефективен процес на кавитация това условие не е достатъчно. Поради тази причина повърхността на ротора е изпълнена като серия от радиално разположени конуси, които образуват концентрични нарези с триъгълен профил на сечението, (фиг. 2) Оста на тези конуси е оста на ротора. Формата на канала между ротора и статорите предизвиква промяна на скоростта на преминаване на материала, която зависи от ъгъла на конуса и разстоянието между ротора и статорните дискове. Ширината на канала може да се променя. В началото на канала материалът е несвиваема вискозна течност. Преминаването на материала през канала се осъществява под въздействието на три фактора: разликата в налягането в началото и в края на канала; силите на триене вследствие вискозитета на материала и центробежните сили. Създава се пространствен профил на векторите на скоростта по сечението; от нулев в мястото на контакта със статора до нулев с посока на разглежданата точка на ротора. Конусната конфигурация на ротора предизвиква отделяне на материала от стените му. За промяна типа на профила на скоростта на потока материал, роторът съдържа и „външни” конуси. В сечението на обратния конус центробежните сили са в посока към ротора. Тази конфигурация на процесното пространство предизвиква възникване в него на неактивни участъци, наричани в практиката „каверни” и изчезването им. В зоната на външните конуси поради отделянето на материала от ротора, при определена скорост на въртене, също възникват такива участъци. При преминаването от „външните” конуси към „вътрешните” конуси, които образуват концентрични нарези с триъгълен профил на сечението, се унищожават възникналите „каверни”. Свързаните с тези явления процеси въздействат на обработвания материал на различно ниво, наночастици, механични частици, молекули, химически връзки и др.

Полезният модел е предназначен да въздейства на обработвания материал с цел промяна на свойствата му в желаната степен и посока. Конструктивното му оформление позволява от технологична гледна точка удобно да се променят всички параметри на процесното пространство. На показаните фигури разстоянието между ротора и статорите е постоянно. Тези детайли на ротора и статора са заменяеми. По този начин става възможно осъществяването на промяна на сечението на канала по желана функция. Центробежните сили при „вътрешните” конуси откъсват материала от ротора. Тези сили зависят от оборотите на ротора. Около „външните” конуси притискането на материала действа в обратна посока. Дължината на каналите около конусите и броя на смените е от зна

1441 Ul чение за обработката на материала. При протичащите процеси материалът не може да се приема за несвиваема течност. Промяната на профилите на ротора и статорите позволява да се постигат желаните резултати. Също така конструкцията 5 позволява установяване зависимостта на износването на роторните и статорните елементи от количеството и от вида на обработвания материал.

Действие на кавитатора

Чрез тръбопроводи на входовете на зах- 10 ранващи камери 9 се подава дисперсна или емулсионна смес за обработка. Роторният вал 1 завърта роторен диск 2. Сместа постъпва в каналите между „външните” и „вътрешните” конуси на роторния диск 2 и статорните дискове 5. С 15 преминаването на течността от центъра към периферията, центробежната сила се увеличава и се усилва триенето в стените на каналите на вътрешните конуси, което води до разрушаване на частиците на дисперсната течност и преструк- 20 туриране на сместа до хомогенен готов продукт, който представлява наногориво. То се отвежда към потребителя чрез изходящите тръби 11.

Claims

Претенции

1. Кавитатор за преработка на органични и неорганични материали в наногориво, съдържащо работна камера, в която са разположени ротор (2) и статор (5), характеризиращ се с това, че роторът и статорът са дискове, като роторният βθ диск (2) е разположен централно, от двете му страни са разположени статорните дискове (5), роторният диск е свързан неподвижно с вал (1), който лагерува в лагерно тяло (3), статорните дискове (5) са неподвижно закрепени за носещи фланци (6), които са свързани с шпилки (7), от двете страни на статорните дискове (5) са разположени входящи захранващи камери (9), а от двете страни на работната камера са разположени изходящите тръби (11).
2. Вариативен кавитатор за преработка на органични и неорганични материали в клъстерно гориво съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че върху повърхността на роторния диск (2) двустранно са оформени конуси, радиално разположени с триъгълен профил на сечението (4), върху вътрешната повърхност на статорните дискове (5) са оформени също конуси, радиално разположени с триъгълен профил на сечението (8), роторният диск е разположен спрямо статорните дискове, така че при пасване на двете повърхнини е образувано зигзагообразно пространство (13).
3. Кавитатор за преработка на органични и неорганични материали в наногориво съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че хлабината между вала (1) и захранващата камера (9) е уплътнена с уплътнения (10), изходящите тръби са свързани с уплътняващи пръстени (12) към носещите фланци (6).