RU147138U1

RU147138U1 - ROTARY PULSE UNIT

Info

Publication number: RU147138U1
Application number: RU2014117787/05U
Authority: RU
Inventors: Максим Александрович Промтов; Андрей Юрьевич Степанов; Андрей Владимирович Алешин
Original assignee: Максим Александрович Промтов
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2014-10-27

Abstract

1. Роторный, импульсный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор с каналами в боковой стенке, выполненный в форме полого диска, посаженного на вал и статор с каналами в боковой стенке, отличающийся тем, что в полости ротора, на его торцевых стенках, с внутренней стороны выполнены торообразые выступы и впадины.2. Роторный импульсный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора имеет сужение и расширение проходного сечения по ходу потока жидкости в радиальном направлении.3. Роторный импульсный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора имеет два или более последовательных сужений и расширений проходного сечения по ходу потока жидкости в радиальном направлении.4. Роторный импульсный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора соответствует профилю трубки Вентури.5. Роторный импульсный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора соответствует двум или более последовательным профилям трубки Вентури.1. Rotary, impulse apparatus, containing a housing with inlet and outlet pipes, a rotor with channels in the side wall concentrically installed in it, made in the form of a hollow disk mounted on a shaft and a stator with channels in the side wall, characterized in that in the cavity of the rotor , on its end walls, on the inside, torus-shaped protrusions and depressions are made.2. Rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has a narrowing and expansion of the passage section along the fluid flow in the radial direction. Rotary impulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has two or more successive constrictions and expansions of the passage section along the fluid flow in the radial direction. Rotary impulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to the profile of the Venturi tube. Rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to two or more successive profiles of the Venturi tube.

Description

Роторный импульсный аппарат относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде и может быть использован для интенсификации процессов диспергирования, эмульгирования, гомогенизации, растворения, экстрагирования и т.п. в различных отраслях промышленности.Rotary pulse apparatus refers to devices for creating pulsed oscillations in a flowing liquid medium and can be used to intensify the processes of dispersion, emulsification, homogenization, dissolution, extraction, etc. in various industries.

Известна гидроакустическая сирена, содержащая корпус, установленные внутри корпуса полый ротор с центральным отверстием и окнами на его боковой поверхности и статор с аналогичными окнами, расположенные концентрично, и резонансную камеру озвучивания, образованную корпусом и статором, полость ротора имеет форму, ограниченную поверхностью тела вращения, образованного вращением вокруг оси ротора трапеции, большее основание которой отстоит от оси ротора на расстоянии, равном радиусу его центрального отверстия, а высота полости изменяется обратно пропорционально расстоянию от оси ротора (SU 542570). Недостатком этого аппарата является слабая интенсивность обработки жидкости в полости ротора.A hydroacoustic siren is known, comprising a casing, a hollow rotor installed inside the casing with a central hole and windows on its side surface and a stator with similar windows located concentrically, and a sound resonance chamber formed by the casing and the stator, the rotor cavity has a shape bounded by the surface of the rotation body, formed by rotation around the axis of the rotor of the trapezoid, the larger base of which is spaced from the axis of the rotor at a distance equal to the radius of its central hole, and the height of the cavity changes inversely proportional to the distance from the axis of the rotor (SU 542570). The disadvantage of this apparatus is the low intensity of the processing fluid in the cavity of the rotor.

Наиболее близким к заявленному устройству является роторный аппарат для создания акустических колебаний в проточной жидкости, содержащий корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках цилиндров, крышку, камеру озвучивания, привод, во входном патрубке установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения насадок с осевыми каналами. Осевые каналы в насадке выполнены цилиндрическими или сужающимися-расширяющимися типа трубы Вентури (RU 2397826). Недостатком этого аппарата является сложность конструкции и необходимость установки дополнительных устройств для гидродинамической обработки жидкости.Closest to the claimed device is a rotary apparatus for generating acoustic vibrations in a flowing fluid, comprising a housing with medium inlet and outlet nozzles, a rotor and a stator concentrically mounted in it with channels in the side walls of the cylinders, a cover, a sounding chamber, a drive, and an inlet pipe installed with the possibility of reciprocating movement of nozzles with axial channels. The axial channels in the nozzle are made of cylindrical or tapering-expanding type of Venturi pipe (RU 2397826). The disadvantage of this apparatus is the complexity of the design and the need to install additional devices for hydrodynamic fluid treatment.

Техническая задача изобретения - повышение эффективности обработки жидкости в аппаратеThe technical task of the invention is to increase the efficiency of processing liquid in the apparatus

Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемой конструкции:The specified technical problem is achieved by the fact that in the proposed design:

- роторный импульсный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор с каналами в боковой стенке, выполненный в форме полого диска, статор с каналами в боковой стенке, в полости ротора, на его торцевых стенках с внутренней стороны выполнены торообразные выступы и впадины;- a rotary pulse apparatus comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a rotor concentrically mounted in it with channels in the side wall, made in the form of a hollow disk, a stator with channels in the side wall, in the cavity of the rotor, toroidal on its end walls protrusions and depressions;

- профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора имеет сужение и расширение проходного сечения по ходу потока жидкости в радиальном направлении;- the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has a narrowing and expansion of the bore along the fluid flow in the radial direction;

- профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора имеет два или более последовательных сужений и расширений проходного сечения по ходу потока жидкости в радиальном направлении;- the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has two or more consecutive constrictions and extensions of the bore along the fluid flow in the radial direction;

- профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора соответствует профилю трубки Вентури;- the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to the profile of the venturi;

- профиль радиального сечения внутренней поверхности ротора соответствует двум или более последовательным профилям трубки Вентури.- the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to two or more consecutive profiles of the venturi.

Данная конструкция роторного импульсного аппарата обеспечивает интенсивную обработку жидкости в полости ротора, предварительную подготовку обрабатываемой среды перед воздействием на нее в каналах ротора и статора, зазоре между ротором и статором.This design of a rotary impulse apparatus provides intensive liquid treatment in the rotor cavity, preliminary preparation of the medium to be treated before exposure to it in the channels of the rotor and stator, the gap between the rotor and stator.

На фиг. 1 изображен роторный импульсный аппарат.In FIG. 1 shows a rotary pulse apparatus.

Роторный импульсный аппарат содержит корпус 1 с патрубком выхода среды 2, крышку 3 с патрубком входа среды 4, ротор 5, выполненный в форме полого диска, статор 6, каналы 7 в боковой стенке ротора, каналы 8 в боковой стенке статора, камеру 9. В полости ротора 5, выполнены торообразные выступы 10 и впадины 11 на его внутренних дисковых поверхностях. Профиль радиального сечения внутренней поверхности крышки 3 и ротора 5 образует одно или несколько последовательных сужений 12 и расширений 13 проходного сечения по ходу потока жидкости в радиальном направлении. На фиг. 1 кромки выступов 10 выполнены острыми. Для снижения гидравлического сопротивления кромки выступов 10 могут быть сглаженными. Сужения 12 и расширения 13 могут образовывать один или несколько последовательных профилей, соответствующих профилю трубки Вентури (фиг. 2).The rotary pulse apparatus comprises a housing 1 with a medium outlet pipe 2, a cover 3 with a medium entrance pipe 4, a rotor 5 made in the form of a hollow disk, a stator 6, channels 7 in the side wall of the rotor, channels 8 in the side wall of the stator, chamber 9. B the cavity of the rotor 5, toroidal protrusions 10 and depressions 11 are made on its inner disk surfaces. The profile of the radial section of the inner surface of the cover 3 and the rotor 5 forms one or more consecutive constrictions 12 and extensions 13 of the passage section along the fluid flow in the radial direction. In FIG. 1 the edges of the protrusions 10 are made sharp. To reduce hydraulic resistance, the edges of the protrusions 10 can be smoothed. The constrictions 12 and the extensions 13 can form one or more successive profiles corresponding to the profile of the venturi (Fig. 2).

Роторный импульсный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая жидкая среда подается под давлением через входной патрубок 4 в полость ротора 5 проходит через торообразные сужения и расширения, образованные цилиндрическими выступами 10 и впадинами 11, проходит через каналы ротора 7 и статора 8, затем попадает в камеру 9 и выводится из аппарата через выходной патрубок 2.Rotary pulse apparatus operates as follows. The processed liquid medium is supplied under pressure through the inlet pipe 4 into the cavity of the rotor 5 passes through toroidal narrowing and expansion formed by cylindrical protrusions 10 and depressions 11, passes through the channels of the rotor 7 and stator 8, then enters the chamber 9 and is removed from the apparatus through the outlet pipe 2.

При вращении ротора 5 его каналы 7 периодически совмещаются с каналами 8 статора 6. В период времени, когда каналы ротора перекрыты стенкой статора, в полости ротора давление возрастает, а при совмещении канала ротора с каналом статора давление за короткий промежуток времени сбрасывается и в результате этого в канал статора распространяется импульс давления. При распространении в канале статора импульса избыточного давления, вслед за ним возникает область пониженного давления, так как совмещение каналов ротора и статора завершилось, и подача жидкости в канал статора происходит только за счет транзитного течения из зазора между ротором и статором. Объем жидкости, вошедший в канал статора, стремится к выходу из канала, и инерционные силы создают растягивающие напряжения в жидкости, что вызывает кавитацию. Жидкость подвергается воздействию импульсов давления, способствующих интенсификации физико-химических процессов.When the rotor 5 rotates, its channels 7 are periodically aligned with the channels of the stator 6. During the period when the rotor channels are blocked by the stator wall, the pressure in the rotor cavity increases, and when the rotor channel is combined with the stator channel, the pressure is released in a short period of time and as a result a pressure pulse propagates into the stator channel. When an overpressure pulse propagates in the stator channel, a region of reduced pressure arises, since the combination of the rotor and stator channels is completed, and the supply of fluid to the stator channel occurs only due to the transit flow from the gap between the rotor and stator. The volume of fluid entering the stator channel tends to exit the channel, and the inertial forces create tensile stresses in the liquid, which causes cavitation. The fluid is exposed to pressure impulses that contribute to the intensification of physico-chemical processes.

Движение жидкости в роторе от центральной оси до каналов в боковой стенке ротора обеспечивается за счет внешнего давления и центробежных сил. При прохождении жидкости в радиальном направлении через торообразное сужение и расширение давление по ходу потока жидкости в сужении уменьшается в соответствии с законом Бернулли, а в расширении возрастает. Изменение давления и скорости по ходу движения жидкости в полости ротора аналогично изменению скорости и давления в трубе при местном сужении, но этот процесс происходит по радиальному направлению от центральной оси ротора до его внутренней боковой стенки. Пульсации давления и скорости потока в радиальном направлении при движении жидкости в роторе вызывают вихреобразования и кавитацию в полости ротора. Интенсивная гидродинамическая обработка жидкости внутри полости ротора повышает эффективность обработки жидкости в роторном импульсном аппарате.The movement of fluid in the rotor from the central axis to the channels in the side wall of the rotor is provided by external pressure and centrifugal forces. With the passage of fluid in the radial direction through a torus-like narrowing and expansion, the pressure along the fluid flow in the narrowing decreases in accordance with the Bernoulli law, and increases in the expansion. The change in pressure and speed along the fluid in the cavity of the rotor is similar to the change in speed and pressure in the pipe with local narrowing, but this process occurs in the radial direction from the central axis of the rotor to its inner side wall. The pulsations of pressure and flow velocity in the radial direction when the fluid moves in the rotor cause vortex formation and cavitation in the rotor cavity. Intensive hydrodynamic fluid treatment inside the rotor cavity increases the efficiency of the fluid treatment in the rotary pulse apparatus.

Вариант исполнения профиля радиального сечения внутренней полости ротора в форме одного или нескольких последовательных профилей трубки Вентури повысит эффективность работы роторного импульсного аппарата как генератора вихрей и кавитации, так как трубка Вентури генерирует срыв вихрей и пульсаций давления. Эффективность развития кавитации при прохождении жидкости с закономерностями изменения давления и скорости потока как это происходит при движении жидкости в трубке Вентури, значительно выше по сравнению с потоком, проходящем через профиль постоянного сечения. Профиль трубки Вентури широко применяется в технике и технологиях для создания кавитации в проходящем потоке жидкости.The embodiment of the profile of the radial section of the inner cavity of the rotor in the form of one or several successive profiles of the venturi will increase the efficiency of the rotary pulse apparatus as a generator of vortices and cavitation, since the venturi generates a breakdown of the vortices and pressure pulsations. The efficiency of cavitation development during the passage of a fluid with patterns of change in pressure and flow rate, as occurs when fluid moves in a venturi, is significantly higher compared to a stream passing through a constant section profile. The profile of a venturi is widely used in engineering and technology to create cavitation in a passing fluid stream.

Claims

1. A rotary, pulse apparatus, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a rotor concentrically mounted in it with channels in the side wall, made in the form of a hollow disk mounted on a shaft and a stator with channels in the side wall, characterized in that in the rotor cavity , on its end walls, toroidal protrusions and depressions are made on the inside.

2. The rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has a narrowing and widening of the bore along the fluid flow in the radial direction.

3. The rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor has two or more consecutive constrictions and extensions of the passage section along the fluid flow in the radial direction.

4. The rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to the profile of the venturi.

5. The rotary pulse apparatus according to claim 1, characterized in that the profile of the radial section of the inner surface of the rotor corresponds to two or more consecutive profiles of the venturi.