RU140567U1

RU140567U1 - Vortex Oscillator

Info

Publication number: RU140567U1
Application number: RU2013157914/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Алексеевич Кныш; Софья Сергеевна Достовалова; Елизавета Александровна Резаева
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-05-10

Abstract

Вихревой генератор колебаний, состоящий из камер закручивания с тангенциальными входными каналами подачи рабочей жидкости и двух выходных сопел, отличающийся тем, что выходные сопла направлены навстречу друг другу, а их пересекающиеся оси расположены под углом β=7-30°.Vortex oscillation generator, consisting of swirl chambers with tangential inlet channels for supplying working fluid and two output nozzles, characterized in that the output nozzles are directed towards each other, and their intersecting axes are located at an angle β = 7-30 °.

Description

Полезная модель относится к гидродинамическим системам для создания колебаний в жидкостных потоках промышленных устройств, например, для получения эмульсий, суспензий и т.п., и может быть использовано в нефтегазодобывающей, химической промышленности, машиностроении, медицине и в других областях хозяйственной деятельности для интенсификации газожидкофазных технологических процессов.The utility model relates to hydrodynamic systems for creating oscillations in the liquid flows of industrial devices, for example, to obtain emulsions, suspensions, etc., and can be used in the oil and gas industry, chemical industry, mechanical engineering, medicine and in other areas of economic activity for the intensification of gas-liquid technological processes.

Известно устройство генерирования колебаний жидкостного потока (Патент РФ №2267364, кл. В06В 1/20, опубл. 10.01.2006 г.) гидродинамический генератор колебаний, включающий напорную магистраль с рабочей жидкостью и камеру закручивания с торцами, каналами закрутки и соплом. Камера закручивания выполнена в виде радиально-щелевой и снабжена, по крайней мере, одним дополнительным проточным каналом, вход в который расположен на радиусе, большем радиуса сопла. Дополнительный проточный канал соединен с магистралью, имеющей упругость, а каналы закрутки и/или камера закручивания снабжены направляющими для обеспечения возможности движения закрученного потока в сторону входа в дополнительный проточный канал.A device for generating oscillations of a liquid flow is known (RF Patent No. 2267364, class B06B 1/20, published January 10, 2006) as a hydrodynamic oscillation generator including a pressure line with a working fluid and a swirl chamber with ends, swirl channels and a nozzle. The twisting chamber is made in the form of a radial slot and is equipped with at least one additional flow channel, the entrance to which is located at a radius greater than the radius of the nozzle. An additional flow channel is connected to the line with elasticity, and the swirl channels and / or swirl chamber are provided with guides to enable swirl flow to move towards the inlet of the additional flow channel.

Недостатками данного устройства является низкая мощность колебаний, создаваемая одним генератором, и, кроме того, большие продольные размеры устройства, которые могут препятствовать установке в промышленных емкостях.The disadvantages of this device is the low oscillation power generated by a single generator, and, in addition, the large longitudinal dimensions of the device, which can impede installation in industrial tanks.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое устройство, являются расширение функциональных и эксплуатационных возможностей за счет увеличения амплитуды и повышения мощности колебаний.The tasks to be solved by the claimed device is aimed at expanding the functional and operational capabilities by increasing the amplitude and increasing the oscillation power.

Поставленная задача достигается тем, что в вихревом генераторе колебаний, состоящем из камер закручивания с тангенциальными входными каналами подачи рабочей жидкости и двух выходных сопел, согласно полезной модели, выходные сопла направлены навстречу друг другу, а их пересекающиеся оси расположены под углом β=7…30°.The problem is achieved in that in a vortex oscillation generator, consisting of swirl chambers with tangential inlet channels for supplying working fluid and two output nozzles, according to the utility model, the output nozzles are directed towards each other, and their intersecting axes are located at an angle β = 7 ... 30 °.

Экспериментально установлено, что искривление оси потока, выходящего из генератора, приводит к увеличению мощности излучения примерно на 20-30%. Так же установлено, что акустическая мощность, излучаемая каждой из встречно направленных закрученных струй, может быть значительно увеличена в той же мере (20-30%) при искривлении общей оси под углом 7…30° градусов. Повышение мощности и КПД генератора при искривлении оси закрученной струи объясняется увеличением амплитуды прецессии вихревого ядра струи. При малых углах отклонения (менее 7°) амплитуда колебаний возрастает незначительно, так как взаимодействие потоков относительно слабое. С увеличением угла пересечения струй интенсивность взаимодействия потоков возрастает, достигая максимума при углах 20…25°. Далее при углах пересечения свыше 30° взаимодействие закрученных струй вновь ослабевает. Таким образом, имеет место некое оптимальное значение угла пересечения осей, при котором достигается максимальный прирост мощности и КПД генератора.It was experimentally established that the curvature of the axis of the stream leaving the generator leads to an increase in the radiation power by about 20-30%. It was also established that the acoustic power emitted by each of the counter-directed swirling jets can be significantly increased to the same extent (20-30%) when the common axis is bent at an angle of 7 ... 30 ° degrees. An increase in the power and efficiency of the generator when the axis of the swirling jet is curved is explained by an increase in the amplitude of the precession of the vortex core of the jet. At small deviation angles (less than 7 °), the oscillation amplitude increases slightly, since the interaction of the flows is relatively weak. With an increase in the angle of intersection of the jets, the intensity of the interaction of flows increases, reaching a maximum at angles of 20 ... 25 °. Further, at intersection angles of more than 30 °, the interaction of swirling jets weakens again. Thus, there is a certain optimal value of the angle of intersection of the axes at which the maximum increase in power and generator efficiency is achieved.

Указанные преимущества, а также особенности настоящей полезной модели поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж.These advantages, as well as the features of this utility model are illustrated by the best option for its implementation with reference to the attached drawing.

На чертеже дана схема вихревого генератора колебаний.The drawing shows a diagram of a vortex oscillation generator.

Вихревой генератор содержит камеры закручивания 1 и 2 с тангенциальными входными каналами подачи рабочей жидкости 3 и 4, а также два сопла 5 и 6, направленные навстречу друг другу. При этом оси камер закручивания повернуты относительно друг друга на 7…30°.The vortex generator contains swirl chambers 1 and 2 with tangential inlet channels for supplying the working fluid 3 and 4, as well as two nozzles 5 and 6, directed towards each other. In this case, the axis of the swirling chambers are rotated relative to each other by 7 ... 30 °.

Жидкость поступает в генератор, выполненные в виде камер закручивания 1 и 2, через тангенциальные входные каналы подачи рабочей жидкости 3 и 4, которые придают потоку винтовое движение. Закрученные струи двух встречно расположенных камер закручивания 1 и 2 пересекаются под углом β, что создает искривление общей оси потока и, следовательно, увеличение акустической мощности излучения колебаний. Происходит превращение кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний. Далее жидкость удаляется через сопла 5 и 6.The fluid enters the generator, made in the form of swirl chambers 1 and 2, through the tangential inlet channels for the supply of working fluid 3 and 4, which give the thread a helical movement. The swirling jets of two opposed swirling chambers 1 and 2 intersect at an angle β, which creates a curvature of the common axis of the flow and, consequently, an increase in the acoustic power of the vibration radiation. The kinetic energy of the fluid flow is converted into the energy of acoustic vibrations. Next, the liquid is removed through nozzles 5 and 6.

Предлагаемая полезная модель, позволяет более чем в 2 раза увеличить мощность излучения колебаний жидкости, занимая при этом меньшие габаритные размеры.The proposed utility model allows more than 2-fold increase in the radiation power of fluid oscillations, while taking up smaller overall dimensions.

В заявляемой полезной модели реализуется механизм возбуждения колебаний, позволяющий получить новый технический результат, который заключается в том, что встречное расположение двух генераторов и искривление их общей оси, позволяет увеличить мощность излучения колебаний таким образом, что она превышает уровень излучения, создаваемый двумя генераторами, работающими раздельно.The claimed utility model implements a mechanism for exciting oscillations, which allows to obtain a new technical result, which consists in the fact that the opposing arrangement of two generators and the curvature of their common axis, allows to increase the radiation power of the oscillations in such a way that it exceeds the radiation level created by two generators operating apart.

Claims

Vortex oscillation generator, consisting of swirl chambers with tangential inlet channels for supplying working fluid and two output nozzles, characterized in that the output nozzles are directed towards each other, and their intersecting axes are located at an angle β = 7-30 °.