RU1768269C - Роторный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  создани  акустических колебаний в проточной жидкой среде Цель изобретени  - повышение надежности работы аппарата и снижение энергозатрат Роторный аппарат содержит корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 4 среды ротор 5 и статор 6 с каналами , в камеру озвучивани  7 и средство создани  дополнительных пульсаций, кинематически св занное с ротором При этом средство создани  дополнительных пульсаций выполнено в виде центробежного насоса с числом лопаток кратным числу каналов ротора а передаточное отношение кинематической св зи равно любому целому числу больше единицы Среда подаетс  насосом 8 в ротор 5,проходит каналы и попадает через статор 6 в камеру 7, после чего выводитс  через патрубок 3 Насос 8 создает дополнительные колебани  с оптимальной частотой 2 ил

Description

фиг 1

Изобретение относию  к устройствам дл  создани  акустичес:о: о.чо5« с проточной жидкой среде, -л может оыть использовано дл  интенсификации физика химических химических, биолсн и еских и процессов в различных отрасл х ьзсмышленности народного хоз йства.

Изг.естен роторный аппарат, содержа- щ/й корпус с входным и выходным патрубком дл  рабочей среды и установленные в нем статор -с р дами отверстий и ротор с лопаст ми, имеющий р д отверстий по периферии , во входном патрубке аппарата установлен винтовой насос. Недостатком этого аппарата  вл етс  недостаточно высока  эффективность работы.обусловленна  тем. что винтовой насос не создать дополнительных пульсаций в обрабатываемой среде, чтобы использовать их дл  повышени  амплитуды пульсаций в роторном аппарате,

Наиболее близким к изобретению по получаемому эффекту  вл етс  роторно- пульсационный аппарат, содержащий корпус с нагнетательным патрубком и камерой ввсда в которой размещен всасывающий патрубок, установленные в корпусе ротор и статор в виде концентричных цилиндров с прорез ми и средство создани  дополнительных пульсаций имеющее кинематическую св зь с ротором аппарата с передаточным отношением равным единице . Средство дл  создани  дополнительных пульсаций соединено с камерой ввода трубопроводом и выполнено в виде соосных дисков с прорез ми и число прорезей во вращаемом диске кратно числу прорезей в цилиндрах, при этом всасывающий патрубок снабжен обратным клапаном.

В этом аппарате дополнительно затрачиваетс  энерги  на приведение во вращение диска с прорез ми средства создани  дополнительных пульсаций и на подачу под давлением газа. Дополнительна  запорна  и дозирующа  арматура усложн ет устройство и понижает его надежность.

Цель изобретени  - повышение надежности работы аппарата / снижение энергозатрат .

Указанна  цель достигаетс  тем, что з роторном аппарате, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, концент- рично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создани  дополнительных пульсаций , выполненное в виде центробежного насоса, соединенное кинематической св зью с ротором аппарата с передаточным отношением, выбранного из р да целых чисел , причем число лопаток средства создани  дополнительных пульсаций кратно числу каналов в роторе.

При анализе известных технических решений не обнаружены решени , сходные с

совокупностью отличительных признаков предлагаемого изобретени .

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что за вл емое техническое решение обладает техническими

0 отличи ми.

На Фиг. 1 изображен роторный аппарат; на фиг. 2 - график зависимости амплитуд 1,2 и 3 гармоник акустической волны в камере озвучивани  роторного аппарата от основ5 ной частоты акустической волны.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с патрубком выхода среды 2, крышку 3, с ко- аксиально расположенным патрубком входа 4, скрепленную с корпусом 1. ротор 5 с

0 каналами 9 в боковых стенках, статор 6, с каналами в боковых стенках, камеру озвучивани  7 и средство создани  дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса 8, установленного на

5 входном патрубке 4 аппарата.

Роторный аппарат работает следующим образом. Обрабатываема  среда подаетс  средством создани  дополнительных пульсаций , выполненого в виде центробежного

0 насоса 8 через входной патрубок 4 в полость ротора 5, проходит через каналы ротора 5 и статора 6, попадает в камеру озвучивани  7 и выводитс  из аппарата через выходной патрубок 2,

5При перекрытии и совмещении каналов

ротора с каналами статора, в канале статора и камере озвучивани , а также в полости ротора в обрабатываемой среде распростран ютс  упругие колебани . Основна  ча0 стота этих колебаний определ етс  по известной формуле:

fo Пр Z0.

где пр - число оборотов ротора в секунду; z0 - число каналов в роторе или статоре

5 при условии, что число каналов в статоре равно числу каналов в роторе,

Средство создани  дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса, установленного на входном

0 патрубке и подающем под давлением обрабатываемую среду в роторный аппарат,  вл етс  источником дополнительных колебаний в среде так как рабочее колесо центробежного насоса находитс  в спи5 ральном корпусе, который накладывает свои специфические особенности на образование колебаний в силу того, что  зык корпуса (выходной патрубок центробежного насоса), близко отволоженный к наружному радиусу колес подвергаетс , из-за

конечного числа лопастей, периодическому силовому воздействию со стороны среды, вытекающей из межлопаточных каналов. Колебани , возникающие в результате такого взаимодействи ,  вл ютс  дискретными по своему спектральному составу, Частоты этих дискретных составл ющих наход тс  как:

z к,

где п - число оборотов вала центробежного насоса в секунду,

z - число лопастей насоса,

,2,3,,,.

Интенсивность этих колебаний обычно зависит от рассто ни  между  зыком и колесом , а также в некоторой степени от формы самого  зыка, поэтому частоту z часто называют  зыковой частотой.

Однако наличие дискретных составл ющих не об зательно св зано с наличием  зыка. У свободного лопаточного колеса без спирального корпуса также можно обнаружить дискретную составл ющую шума на частоте п z, но менее  рко выраженную, т.е. наличие дискретных составл ющих на частоте fH не об зательно св зано с наличием  зыка, а  вл етс  специфической особенностью вращающегос  центробежного колеса и св зано с конечностью числа его лопастей

При совпадении частоты колебаний в роторном аппарате f0 с одной из дискретных составл ющих  зыковой частоты средства создани  дополнительных пульсаций, выполненного в виде центробежного насоса , fH наблюдаетс   вление резонанса Как известно, при резонансе двух колебательных систем возврастает амплитуда колебаний Резонансные  влени  позвол ют более полно использовать акустическую энергию дл  интенсификации различных технологических процессов Возрастание амплитуды колебаний в роторном аппарате повышает интенсивность кавитации, увеличивает турбулизацию обрабатываемой среды, что ускор ет процессы диспергировани  эмульгировани , тепломассообмена и повышает качество получаемого продукта

Средство создани  дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса, позвол ет совместить подачу обрабатываемой среды в роторный аппарат с введением в нее дополнительных колебаний , что повышает надежность работы , снижает энергоемкость и упрощает конструкцию роторного аппарата Особенно выгодна така  конструкци  в крупнотоннажных производствах

Соблюдение услови  f0 fH позвол ет варьировать режимными и конструктивными параметрами роторного аппарата дл  достижени  оптимального режима проведени  технологического процесса

Дл  подтверждени  предлагаемого режима работы и конструктивного оформлени  роторного аппарата были проведены экспериментальные исследовани  К ротор0 ному аппарату подсоедин ли центробежный насос К 45/30, имеющий 6 лопаток на рабочем колесе, частоту вращени  вала - 48 оборотов в секунду

Р д дискретных частот  зыковой часто5 ты центробежного насоса имеет значени  288 Гц 576 Гц; 864 Гц 1152 Гц,

Основную частоту колебаний в роторном аппарате измен ли от 120 до 960 Гц Как видно из фиг. 2 на частотах 160 Гц,

0 280 Гц, 440 Гц, 560 Гц и 860 - 880 Гц прослеживаютс  максимумы по амплитудам пульсаций на 1,2 и 3 гармониках в камере озвучивани  роторного аппарата Амплитуды гармоник фиксировались по величине

5 напр жени , снимаемого с гидрофона

Частота 164 Гц  вл етс  субгармоникой основной  зыковой частоты насоса а частота 492 Гц - ультратоном основной  зыковой частоты (3/2 от 288)

0Можно заметить что максимумы по

амплитудам гармоник основной частоты колебаний в роторном гппарате удовлетворительно совпадают с дискретным р дом  зыковой частоты центробежного на5 coca

Особенно заметны возрастани  амплитуд гармоник на указанных частотах во 2 и 3 гармонике основной частоты колебаний в роторном аппарате

0Волна генерируема  в роторном аппарате ,  вл етс  немонохроматической волной Интенсивность немонохроматической волны может быть представлена в виде суммы интенсивностей ее гармоник Таким об5 разом интенсивность звуковой волны на частотах, где имеютс  максимумы амплитуд гармоник больше по сравнению с другими частотами излучени 

Проведенные эксперименты подтвер0 дили что при совпадении основной частоты колебаний в роторном аппарате с частотой из дискретного р да звука генерируемого центробежным насосом интенсивность колебаний в роторном аппарате возрастает а

5 это способствует интенсификации различных химико-технологических процессов

Claims (1)

1. Формула изобретени  Роторный аппарат содержащий корпус с входным и выходным патрубками конценV

   трично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создани  дополнительных пульсаций , имеющее кинематическую св зь с ротором , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности в работе и снижени  энергозатрат, средство создани  пульсаций выполнено в виде центробежного насоса с числом лопаток в нем, кратным числу каналов в роторе, а передаточное отношение кинематической св зи равно любому целому числу больше единицы.

   Ю

   о - У

   2Ctf fyЈl/t/fq

   - 2 га/змо ижз

   - 5

   ЈQf MQHUtrG.