RU197412U1

RU197412U1 - DEVICE FOR CAVITATION PROCESSES

Info

Publication number: RU197412U1
Application number: RU2019141967U
Authority: RU
Inventors: Григорий Андреевич Максимов; Виталий Леонидович Щинов; Олег Львович Воробьёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «НС Сервис»
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-04-23

Abstract

Полезная модель относится к технике создания кавитационных процессов и предназначена для использования в различных отраслях промышленности для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидравлических процессов, нагрева и обеззараживания жидкостей. В частности, полезная модель может быть использована для отопления и горячего водоснабжения, для подогрева технологических жидкостей, а также для обеззараживания воды. Технический результат заключается в повышении эффективности тепловыработки за счет повышения давления в зоне кавитации, увеличения времени протекания кавитационных процессов, исключения моментов полного перекрытия рабочих отверстий ротора. Устройство для создания кавитационных процессов, содержащее неподвижный цилиндрический корпус, жестко связанную с ним крышку, отверстие входного канала, выполненное в крышке, отверстие выходного канала, выполненное в корпусе, цилиндрическую полость корпуса и крышки, внутри которой с зазором установлен с возможностью вращения закрепленный на валу дисковый ротор, при этом на торцах ротора и рабочих поверхностях корпуса и крышки выполнены глухие рабочие отверстия, расположенные по периферии с равным интервалом между соседними отверстиями по окружности, глухие рабочие отверстия корпуса и крышки выполнены цилиндрической формы, новым является то, что рабочие отверстия ротора выполнены продолговатой формы, рабочие отверстия крышки и корпуса выполнены смещенными в направлении к оси вращения вала относительно рабочих отверстий ротора с возможностью частичного перекрытие последних при вращении ротора, при этом с, по крайней мере, одного торца ротора выполнен, по крайней мере, один глухой паз, ориентированный в направлении от центра ротора к его периферии. Предлагаемая конструкция устройства позволяет увеличить эффективность тепловыработки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to techniques for creating cavitation processes and is intended for use in various industries for the conduct and intensification of various physico-chemical, hydraulic processes, heating and disinfection of liquids. In particular, the utility model can be used for heating and hot water supply, for heating process fluids, as well as for disinfecting water. The technical result consists in increasing the efficiency of heat production by increasing the pressure in the cavitation zone, increasing the time of the course of cavitation processes, eliminating the moments of complete overlapping of the working holes of the rotor. A device for creating cavitation processes, comprising a fixed cylindrical body, a cover rigidly connected to it, an inlet channel hole made in the cover, an outlet channel hole made in the body, a cylindrical cavity of the body and the cover, inside of which, with a clearance, it is mounted rotatably mounted on the shaft a disk rotor, while on the ends of the rotor and on the working surfaces of the housing and the cover, blind working holes are made located on the periphery with an equal interval between adjacent holes and around, the blind working openings of the housing and the cover are made of cylindrical shape, it is new that the working openings of the rotor are oblong, the working openings of the cover and the housing are offset towards the axis of rotation of the shaft relative to the working openings of the rotor with the possibility of partial overlapping of the latter during rotation the rotor, with at least one end of the rotor made at least one blind groove oriented in the direction from the center of the rotor to its periphery. The proposed design of the device can increase the efficiency of heat generation. 3 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к технике создания кавитационных процессов и предназначена для использования в различных отраслях промышленности для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидравлических процессов, нагрева и обеззараживания жидкостей. В частности, полезная модель может быть использована для отопления и горячего водоснабжения, для подогрева технологических жидкостей, а также для обеззараживания воды.The utility model relates to techniques for creating cavitation processes and is intended for use in various industries for the conduct and intensification of various physico-chemical, hydraulic processes, heating and disinfection of liquids. In particular, the utility model can be used for heating and hot water supply, for heating process fluids, as well as for disinfecting water.

Известно устройство для создания кавитационных процессов (патент РФ на полезную модель №90176, F24J3/00, 2009г.) - ближайший аналог, содержащее неподвижный цилиндрический корпус, жестко связанную с ним крышку, отверстие входного канала, выполненное в крышке, отверстие выходного канала, выполненное в корпусе, цилиндрическую полость корпуса и крышки, внутри которой с зазором установлен с возможностью вращения закрепленный на валу дисковый ротор, при этом на торцах ротора и рабочих поверхностях корпуса и крышки, выполнены глухие рабочие отверстия, расположенные по периферии с равным интервалом между соседними отверстиями по окружности, причем глухие рабочие отверстия корпуса и крышки выполнены цилиндрической формы. Устройство позволяет создать кавитационный процесс. A device for creating cavitation processes is known (RF patent for utility model No. 90176, F24J3 / 00, 2009) - the closest analogue containing a fixed cylindrical body, a rigidly bonded lid, an inlet channel made in the lid, an outlet channel made in the housing, a cylindrical cavity of the housing and the cover, inside of which a rotor mounted on the shaft is mounted with a gap for rotation, and blind ends are made on the ends of the rotor and on the working surfaces of the housing and the cover, p located on the periphery with an equal interval between adjacent holes around the circumference, and the blind working holes of the housing and the cover are made of cylindrical shape. The device allows you to create a cavitation process.

Недостатком устройства является то, что рабочие отверстия ротора выполнены противолежащими идентичным рабочим отверстиям крышки и корпуса, в результате чего, зона кавитации (площадь перекрытия) определяется диаметром рабочих отверстий, вследствие чего процесс кавитации имеет небольшую длительность, обуславливающую невысокую эффективность тепловыработки, при этом в момент полного перекрытия рабочих отверстий ротора процесс кавитации не происходит, а значит, тепловая энергия не вырабатывается. Кроме того, отсутствует возможность нагнетания жидкости в зону кавитации. The disadvantage of this device is that the working holes of the rotor are made opposite to the identical working holes of the cover and the housing, as a result, the cavitation zone (overlap area) is determined by the diameter of the working holes, as a result of which the cavitation process has a short duration, which leads to low heat generation efficiency, at the same time cavitation does not completely overlap the working holes of the rotor, which means that thermal energy is not generated. In addition, there is no possibility of pumping fluid into the cavitation zone.

Технический результат заключается в повышении эффективности тепловыработки за счет повышения давления в зоне кавитации, увеличения времени протекания кавитационных процессов, исключения моментов полного перекрытия рабочих отверстий ротора.The technical result consists in increasing the efficiency of heat generation by increasing the pressure in the cavitation zone, increasing the time of the course of cavitation processes, eliminating the moments of complete overlapping of the working holes of the rotor.

Технический результат достигается тем, что устройство для создания кавитационных процессов, содержащее неподвижный цилиндрический корпус, жестко связанную с ним крышку, отверстие входного канала, выполненное в крышке, отверстие выходного канала, выполненное в корпусе, цилиндрическую полость корпуса и крышки, внутри которой с зазором установлен с возможностью вращения закрепленный на валу дисковый ротор, при этом на торцах ротора и рабочих поверхностях корпуса и крышки, выполнены глухие рабочие отверстия, расположенные по периферии с равным интервалом между соседними отверстиями по окружности, глухие рабочие отверстия корпуса и крышки выполнены цилиндрической формы, новым является то, что рабочие отверстия ротора выполнены продолговатой формы, рабочие отверстия крышки и корпуса выполнены смещенными в направлении к оси вращения вала относительно рабочих отверстий ротора с возможностью частичного перекрытия последних при вращении ротора, при этом с, по крайней мере, одного торца ротора, выполнен, по крайней мере, один глухой паз, ориентированный в направлении от центра ротора к его периферии.The technical result is achieved by the fact that the device for creating cavitation processes, comprising a fixed cylindrical body, a lid rigidly connected to it, an inlet channel opening made in the lid, an outlet channel opening made in the body, a cylindrical cavity of the housing and the lid, with a gap installed inside with the possibility of rotation, a disk rotor mounted on the shaft, while on the ends of the rotor and the working surfaces of the housing and the cover, blind working holes are made located on the periphery with p The same interval between adjacent holes around the circumference, the blind working holes of the housing and the cover are cylindrical, new is that the working holes of the rotor are oblong, the working holes of the cover and the housing are offset towards the rotational working holes of the rotor with the possibility of partial the latter overlapping during the rotation of the rotor, with at least one end of the rotor, at least one blind groove oriented in the direction from the center a rotor to its periphery.

Предпочтительно, чтобы упомянутый глухой паз имел дугообразную форму. Preferably, said blind groove has an arcuate shape.

Предпочтительно, упомянутый глухой паз выполнить с торца ротора, обращенного к рабочей поверхности крышки.Preferably, said blind groove is made from the end face of the rotor facing the working surface of the cover.

Предпочтительно рабочие отверстия ротора расположить от оси вращения вала на расстоянии не менее величины, определяемой отношением линейной скорости в точке с эффективным образованием кавитации к удвоенной угловой скорости вращения ротора.It is preferable to arrange the rotor openings from the axis of rotation of the shaft at a distance not less than the value determined by the ratio of the linear velocity at the point with effective formation of cavitation to twice the angular velocity of rotation of the rotor.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для создания кавитационных процессов в предпочтительном варианте, на фиг.2 - схема расположения рабочих отверстий и глухих пазов на торце диске, на фиг. 3- вид А на фиг. 1 в увеличенном виде. The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a device for creating cavitation processes in the preferred embodiment, Fig. 2 is a diagram of the arrangement of working holes and blind grooves at the end of the disk, in Fig. 3- view A in FIG. 1 enlarged view.

Устройство для создания кавитацинных процессов (далее, устройство) (на фиг. 1) в предпочтительном варианте включает неподвижный цилиндрический корпус, жестко связанную с ним крышку, отверстие 1 входного канала, отверстие 2 выходного канала и цилиндрическую полость 3. Внутри цилиндрической полости 3 корпуса и крышки с зазором установлен с возможностью вращения закрепленный на валу 4 электродвигателя (ЭД) 5 дисковый ротор 6 (далее, ротор) со ступицей 7, предназначенной для установки ротора 6 на вал 4. Ротор 6 и ступица 7 могут быть выполнены как единой деталью, так в виде отдельных деталей (как в данном варианте исполнения), жестко соединенных между собой, в частности, посредством сварки. На торцах ротора 6 и поверхностях корпуса и крышки, обращенных к ротору 6 (рабочих поверхностях) выполнены рабочие отверстия, участвующие в процессе кавитации, расположенные по периферии с равным интервалом между соседними отверстиями по окружности. При этом (фиг.2 ) рабочие отверстия 8 ротора 6 выполнены глухими продолговатой формы, ориентированными по существу вдоль направления линейной скорости в зоне кавитации (по окружности), а рабочие отверстия 9 крышки и корпуса (фиг.3) выполнены глухими цилиндрической формы, смещенными в направлении к оси вращения вала 4 относительно рабочих отверстий 8 ротора 6 (как показано на фиг.3 ) с возможностью их частичного перекрытия при вращении ротора 6 (т.е. оси рабочих отверстий 9 крышки и корпуса смещены относительно осей рабочих отверстий 8 ротора 6). Кроме того, в роторе 6 выполнено, по крайней мере, одно, расположенное вблизи оси вращения вала 4 сквозное отверстие 10, переходящее в глухой паз 11 с, по крайней мере, одного торца ротора 6 (в предпочтительном варианте (на фиг. 1) с торца ротора 6, обращенного к рабочей поверхности крышки). В данном варианте исполнения корпус включает соединенные между собой, например, посредством болтовых соединений, фланцевый диск 12, стакан 13 с торцевым уплотнением 14, расположенным в его полости (при этом стакан 13 служит корпусом торцевого уплотнения 14) и деталь в виде диска 15. Крышка включает деталь в виде кольца 16, деталь в виде диска 17. При этом диск 15 корпуса, кольцо 16 крышки и диск 17 крышки соединены между собой (образуют генератор), например, болтовым соединением через уплотнительные элементы (не показаны), обеспечивающие герметизацию цилиндрической полости 3, которую они совместно образуют. Поверхности диска 15 корпуса и диска 17 крышки, обращенные к ротору 6, являются рабочими поверхностями корпуса и крышки (выполнены с рабочими отверстиями 9). Стакан 13 корпуса вмещает в себя ступицу 7 ротора 6, на которую установлено торцевое уплотнение 14, обеспечивая герметизацию полости стакана 13, препятствуя протеканию жидкости. В качестве торцевого уплотнения 14, может быть использовано любое широкоизвестное торцевое уплотнение, в частности, торцевое уплотнение (производитель John Crane, тип Т2100), включающее упругий сильфон, пружину, кольцо, из нержавеющей стали выполняющее функцию герметичного привода, контркольцо пары трения. Сквозное отверстие 10 через цилиндрическую полость 3 сообщается с полостью стакана 13, обеспечивает подвод жидкости для охлаждения торцевого уплотнения 14. Отверстие 1 входного канала выполнено по центру крышки в диске 17 крышки соосно с валом 4 и снабжено патрубком 18 для подключения к источнику жидкости, в частности, к насосу (не показан). Отверстие 2 выходного канала выполнено в диске 15 корпуса, расположено ниже зоны кавитации параллельно оси вала 4 и, снабжено патрубком 19 для подключения к различным устройствам потребителя (в частности, к системе отопления).A device for creating cavitational processes (hereinafter, the device) (in Fig. 1) preferably includes a fixed cylindrical body, a rigidly bonded lid, an opening 1 of the inlet channel, an opening 2 of the output channel and a cylindrical cavity 3. Inside the cylindrical cavity 3 of the housing and the cover with a clearance is mounted rotatably mounted on the shaft 4 of the electric motor (ED) 5 disk rotor 6 (hereinafter referred to as the rotor) with a hub 7 for mounting the rotor 6 on the shaft 4. The rotor 6 and the hub 7 can be made as one th member so as separate parts (as in the present embodiment) are rigidly interconnected, in particular by welding. At the ends of the rotor 6 and the surfaces of the housing and the cover facing the rotor 6 (working surfaces) there are made working holes participating in the cavitation process, located on the periphery with an equal interval between adjacent holes on the circumference. In this case (FIG. 2), the working openings 8 of the rotor 6 are made of oblong-shaped blind, oriented essentially along the linear velocity direction in the cavitation zone (around the circumference), and the working openings 9 of the cover and the body (FIG. 3) are made of cylindrical-shaped blind displaced in the direction of the axis of rotation of the shaft 4 relative to the working holes 8 of the rotor 6 (as shown in figure 3) with the possibility of their partial overlap during rotation of the rotor 6 (i.e. the axis of the working holes 9 of the cover and housing are offset relative to the axes of the working holes 8 of the rotor 6 ) In addition, in the rotor 6 there is made at least one through hole 10 located near the axis of rotation of the shaft 4, passing into the blind groove 11 s of at least one end face of the rotor 6 (in the preferred embodiment (in FIG. 1) the end face of the rotor 6 facing the working surface of the cover). In this embodiment, the housing includes interconnected, for example, by means of bolt connections, a flange disk 12, a glass 13 with an mechanical seal 14 located in its cavity (the glass 13 serves as the housing of the mechanical seal 14) and a part in the form of a disk 15. Cover includes a part in the form of a ring 16, a part in the form of a disk 17. In this case, the disk 15 of the housing, the ring 16 of the cover and the disk 17 of the cover are interconnected (form a generator), for example, by a bolt connection through sealing elements (not shown) that provide sealing of cylinders Indric cavity 3, which they together form. The surface of the disk 15 of the housing and the disk 17 of the cover facing the rotor 6 are the working surfaces of the housing and the cover (made with working holes 9). The glass 13 of the housing accommodates the hub 7 of the rotor 6, on which the mechanical seal 14 is installed, providing a sealing of the cavity of the glass 13, preventing the flow of liquid. As the mechanical seal 14, any well-known mechanical seal can be used, in particular, an mechanical seal (made by John Crane, type T2100), including an elastic bellows, a spring, a stainless steel ring acting as a tight drive, and a counter-ring of a friction pair. The through hole 10 through the cylindrical cavity 3 communicates with the cavity of the glass 13, provides a fluid supply for cooling the mechanical seal 14. The opening 1 of the inlet channel is made in the center of the cover in the cover disk 17 coaxially with the shaft 4 and is equipped with a pipe 18 for connection to a fluid source, in particular to the pump (not shown). The hole 2 of the output channel is made in the disk 15 of the housing, located below the cavitation zone parallel to the axis of the shaft 4 and is equipped with a pipe 19 for connecting to various consumer devices (in particular, to the heating system).

В данной реализации ротор 6 выполнен дисковым. На торцах ротора 6 по периферии с равным интервалом между соседними отверстиями по окружности расположены рабочие отверстия 8, представляющие собой глухие отверстия продолговатой формы. Рабочие отверстия 8 ротора 6 расположены на торце, ориентированными, по существу, вдоль направления линейной скорости в зоне кавитации (по окружности). При этом рабочие отверстия 9 крышки и корпуса (фиг.3) выполнены глухими цилиндрической формы, смещенными в направлении к оси вращения вала относительно рабочих отверстий 8 ротора 6 с возможностью их частичного перекрытия при вращении ротора 6. Длина рабочих отверстий 8 ротора 6, в предпочтительном варианте, выбирается равной не более трех диаметров рабочих отверстий 9 крышки и корпуса, ширина - равной диаметру рабочих отверстий 9, глубина - по существу равной половине диаметра рабочих отверстий 9 (при большей или меньшей глубине наблюдается либо недостаточная тепловыработка либо рассеивание тепла). Количество рабочих отверстий 8 зависит диаметра ротора 6, который выбирается в зависимости от мощности используемого электродвигателя 5. Например, при мощности ЭД 5 в 5 кВт, количество рабочих отверстий 8 составит от 24 до 36, диаметром от 8 до 10 мм. Оптимально рабочие отверстия 8 ротора 6 расположить от оси вращения вала 4 на расстоянии не менее величины, определяемой отношением линейной скорости в точке с эффективным образованием кавитации к удвоенной угловой скорости вращения ротора 6. При этом частичное перекрытие указанных рабочих отверстий 8 ротора 6 рабочими отверстиями 9 будет достигаться расположением последних от оси вращения вала 4 на расстоянии не менее величины, определяемой отношением линейной скорости в точке с эффективным образованием кавитации к удвоенной угловой скорости вращения ротора 6 за вычетом половины диаметра рабочих отверстий 9. Таким образом определяется величина смещения. Продолговатая вытянутая форма глухих рабочих отверстий 8, увеличивает зону кавитации (площадь), в результате чего увеличивается длительность кавитационного процесса, что способствует большей выработке тепловой энергии. Расстояние между продолговатыми отверстиями может выбираться соизмеримым с диаметром встречных глухих цилиндрических рабочих отверстий 9 на крышке и корпусе.In this implementation, the rotor 6 is made disk. At the ends of the rotor 6 on the periphery with equal intervals between adjacent holes around the circumference are working holes 8, which are blind holes of oblong shape. The working holes 8 of the rotor 6 are located at the end, oriented essentially along the linear velocity direction in the cavitation zone (around the circumference). In this case, the working openings 9 of the cover and the housing (Fig. 3) are made blind cylindrical, offset towards the axis of rotation of the shaft relative to the working holes 8 of the rotor 6 with the possibility of their partial overlap during rotation of the rotor 6. The length of the working holes 8 of the rotor 6, in the preferred variant, it is chosen equal to no more than three diameters of the working openings 9 of the cover and the housing, the width is equal to the diameter of the working openings 9, the depth is essentially equal to half the diameter of the working openings 9 (with greater or lesser depth, teplovyrabotka or insufficient heat dissipation). The number of working holes 8 depends on the diameter of the rotor 6, which is selected depending on the power of the electric motor 5. For example, with an electric power of 5 in 5 kW, the number of working holes 8 will be from 24 to 36, with a diameter of 8 to 10 mm. It is optimal to arrange the working holes 8 of the rotor 6 from the axis of rotation of the shaft 4 at a distance not less than the value determined by the ratio of the linear velocity at the point with effective cavitation to twice the angular speed of rotation of the rotor 6. In this case, the partial overlapping of these working holes 8 of the rotor 6 with the working holes 9 will be achieved by the location of the latter from the axis of rotation of the shaft 4 at a distance of not less than the value determined by the ratio of the linear velocity at the point with effective formation of cavitation to double angular velocity grow rotor 6 minus half the diameter of the working holes 9. Thus the offset value is determined. The elongated elongated shape of the blind working holes 8 increases the cavitation zone (area), as a result of which the duration of the cavitation process increases, which contributes to a greater generation of thermal energy. The distance between the oblong holes can be selected commensurate with the diameter of the counter blind blind cylindrical working holes 9 on the cover and housing.

Сквозные отверстия 10 предназначены для подвода жидкости для охлаждения торцевого уплотнения 14, выполнены в роторе 6 вблизи отверстия вала 4. Минимальное расстояние, на котором может быть выполнено сквозное отверстие 10 от центрального отверстия ротора 6 определяется прочностными характеристиками материала ротора 6 и, выбирается таким образом, чтобы при динамических нагрузках на ротор 6 не нарушалась целостность перемычки между сквозным отверстием 10 и центральным отверстием ротора 6. В предпочтительном варианте минимальное расстояние равно диаметру сквозного отверстия 10. Диаметр сквозного отверстия 10 выбирается в зависимости от диаметра ротора 6, например, при диаметре ротора 6 составляющем 270 мм, диаметр сквозного отверстия 10 - 8мм. Количество сквозных отверстий 10 определяется мощностью ЭД 5.The through holes 10 are designed to supply fluid for cooling the mechanical seal 14, are made in the rotor 6 near the hole of the shaft 4. The minimum distance at which the through hole 10 can be made from the central hole of the rotor 6 is determined by the strength characteristics of the material of the rotor 6 and is thus selected so that under dynamic loads on the rotor 6 the integrity of the jumper between the through hole 10 and the Central hole of the rotor 6 is not violated. In a preferred embodiment, the minimum distance is but the diameter of the through hole 10. The diameter of the through hole 10 is selected depending on the diameter of the rotor 6, for example, when the diameter of the rotor 6 is 270 mm, the diameter of the through hole 10 is 8 mm. The number of through holes 10 is determined by the power of the ED 5.

Увеличение зоны кавитационного процесса (выполнение рабочих отверстий 8 продолговатой формы) требует, соответствующего, повышения давления в указанной зоне. Повышение давления обеспечивается выполнением глухого паза 11, отходящего от сквозного отверстия 10, способного нагнетать жидкость в зону кавитации (к периферии ротора 6 в область рабочих отверстий 8). Конфигурация и геометрия, количество глухих пазов 11 продиктованы принципами построения геометрии лопастей насосов. Исходя из угловой скорости вращения ротора 6 и радиуса расположения рабочих зон (рабочие отверстия 8), предпочтительно указанный глухой паз 11 выполнить дугообразной формы, что обеспечит непрерывный поток жидкости, направленный в рабочую зону. Ширина глухого паза 11 равна диаметру сквозного отверстия 10. Глубина глухого паза 11 выбирается не более половины диаметра сквозного отверстия 10. Длина глухого паза 11 выбирается исходя из того, что расстояние от глухого паза 11 до рабочего отверстия 8 ротора 6 составит не менее половины диаметра рабочего отверстия 9 крышки и корпуса. Для улучшения балансировки, предпочтительно, наличие пары глухих пазов 11, расположенных встречно друг другу. The increase in the zone of the cavitation process (the implementation of the working holes 8 oblong shape) requires a corresponding increase in pressure in the specified zone. The increase in pressure is ensured by the implementation of a blind groove 11, extending from the through hole 10, capable of pumping fluid into the cavitation zone (to the periphery of the rotor 6 in the region of the working holes 8). The configuration and geometry, the number of blind grooves 11 are dictated by the principles of constructing the geometry of the pump blades. Based on the angular velocity of rotation of the rotor 6 and the radius of the location of the working areas (working holes 8), it is preferable to make the specified blind groove 11 arcuate in shape, which will ensure a continuous flow of fluid directed into the working area. The width of the blind groove 11 is equal to the diameter of the through hole 10. The depth of the blind groove 11 is selected no more than half the diameter of the through hole 10. The length of the blind groove 11 is selected based on the fact that the distance from the blind groove 11 to the working hole 8 of the rotor 6 will be at least half the diameter of the working holes 9 of the cover and housing. To improve balancing, it is preferable to have a pair of blind grooves 11 located opposite each other.

Наличие дугообразных глухих пазов 11 в центральной части переднего торца ротора 6 наряду с центробежной силой задает дополнительное направление движению жидкости в периферийную область генератора. Ускорение этому движению может придать расположение глухих пазов 11 под определенным углом в сторону вращения ротора 6. При этом оптимальным будет угол в пределах от 30 до 60 градусов. При углах больше или меньше указанного диапазона нагнетание будет менее эффективным. Увеличение скорости притока жидкости в рабочую зону влечет повышение гидравлического давления в этой области и, как следствие, усиление интенсивности кавитационных процессов и выработки тепловой энергии.The presence of arched blind grooves 11 in the Central part of the front end of the rotor 6, along with centrifugal force, sets an additional direction for the fluid to move to the peripheral region of the generator. Acceleration of this movement can give the location of the blind grooves 11 at a certain angle in the direction of rotation of the rotor 6. In this case, the optimum angle will be in the range from 30 to 60 degrees. At angles greater than or less than the specified range, injection will be less efficient. An increase in the rate of fluid influx into the working area entails an increase in hydraulic pressure in this area and, as a result, an increase in the intensity of cavitation processes and the generation of thermal energy.

Элементы устройства изготавливают известными широкоизвестными способами, например, методом токарной обработки, паз 11 - методом фрезеровки, с использованием известных материалов, в частности, стали, например, марки 40Х. В качестве жидкости может быть использована вода, смесь, раствор, бензин, нефть и пр.The elements of the device are made by well-known widely known methods, for example, by turning, groove 11 - by milling, using known materials, in particular steel, for example, grade 40X. As a liquid, water, a mixture, a solution, gasoline, oil, etc. can be used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Через отверстие входного канала 1 с давлением 0-0,6 МПа со стороны крышки к центру ротора 6 в цилиндрическую полость 3 подается жидкость, которая через сквозное отверстие 10 поступает в полость стакана 13. После заполнения устройства жидкостью включается электродвигатель 5. Вращение от вала 4 электродвигателя 5 передается на ротор 6. Жидкость под действием центробежных сил движется между рабочими поверхностями крышки и корпуса, торцами ротора 6 и кольцом 16 крышки. Достигнув цилиндрической поверхности крышки (кольца 16), поток жидкости меняет вектор (направление движения меняется на 90°), при достижении рабочей поверхности корпуса поток жидкости меняет направление движения жидкости (на 90°). Жидкость подвергается более высокому давлению со стороны крышки, в результате чего перемещается к центру ротора 6, подвергаясь кавитационному нагреву в зоне глухих продолговатых отверстий 8. Процесс кавитации возникает при частичном перекрытии рабочих отверстий 8 ротора 6 рабочими отверстиями 9 крышки и корпуса при вращении ротора 6 (крышка и корпус -неподвижны). За счет того, что рабочие отверстия 8 ротора 6 выполнены продолговатой формы, путь прохождения рабочих отверстий 9 крышки и корпуса, при котором происходит частичное перекрытие рабочих отверстий 8 ротора 6, увеличивается. Таким образом увеличивается длительность (время) процесса кавитации, что приводит к повышению нагреву жидкости. При этом глухой паз 11 обеспечивает нагнетание жидкости в зону кавитации. При этом повышается точность и скорость направления потока жидкости к периферии ротора 6, вследствие чего возрастает давление в зоне образования кавитации, увеличивается эффект получения тепловой энергии. Далее нагретая жидкость стремится в отверстие 2 выходного канала. Through the opening of the inlet channel 1 with a pressure of 0-0.6 MPa from the cover to the center of the rotor 6, liquid is supplied into the cylindrical cavity 3, which through the through hole 10 enters the cavity of the glass 13. After filling the device with liquid, the electric motor 5 is turned on. Rotation from the shaft 4 the electric motor 5 is transferred to the rotor 6. The fluid under the action of centrifugal forces moves between the working surfaces of the cover and the housing, the ends of the rotor 6 and the ring 16 of the cover. Having reached the cylindrical surface of the cap (ring 16), the fluid flow changes the vector (the direction of movement changes by 90 °), when the working surface of the housing reaches the fluid flow changes the direction of fluid movement (by 90 °). The liquid is subjected to higher pressure from the side of the lid, as a result of which it moves to the center of the rotor 6, undergoing cavitation heating in the zone of blind elongated openings 8. The cavitation process occurs when the working openings 8 of the rotor 6 are partially blocked by the working openings 9 of the cover and the housing during rotation of the rotor 6 ( cover and housing are fixed). Due to the fact that the working holes 8 of the rotor 6 are made of an oblong shape, the path of the working holes 9 of the cover and the housing, in which there is a partial overlap of the working holes 8 of the rotor 6, increases. Thus, the duration (time) of the cavitation process increases, which leads to an increase in the heating of the liquid. In this case, the blind groove 11 provides forcing fluid into the cavitation zone. This increases the accuracy and speed of the direction of fluid flow to the periphery of the rotor 6, as a result of which the pressure in the zone of formation of cavitation increases, the effect of obtaining thermal energy increases. Next, the heated liquid tends to the hole 2 of the outlet channel.

Для определения эффекта от работы устройства, были проведены измерения следующих параметров: температуры на входе устройства, температуры на выходе устройства, их разницы, объема пропущенной воды известными средствами (с использованием секундомера, термодатчика фирмы Zenner, тепловизора) в течение часа с интервалом через каждые 15 минут. Результаты измерения приведены в Таблице 1:To determine the effect of the device’s operation, the following parameters were measured: the device’s inlet temperature, the device’s outlet temperature, their difference, the amount of water passed through by known means (using a stopwatch, Zenner temperature sensor, thermal imager) for an hour every 15 minutes. The measurement results are shown in Table 1:

Таблица 1Table 1

Время измерения, tMeasurement time, t Температура на входе, Т1Inlet temperature, T1 Температура на
выходе,
Т2Temperature on
output
T2 Разница температур ΔТTemperature difference ΔТ Объем жидкости, пропущенный через генератор, m, л.The volume of fluid passed through the generator, m, l. Тепловая энергия Qр, кВт Thermal energy Qp, kW Коэффициент преобразования энергии КПЭ, %KPI energy conversion coefficient,% 00 29,229.2 15fifteen 33,0633.06 49,949.9 16,8416.84 15151515 29,6729.67 98,9098.90 30thirty 45,2545.25 61,9661.96 16,7116.71 14711471 28,5928.59 95,2995.29 4545 55,4155.41 72,4172.41 1717 14411441 28,4928.49 94,9794.97 6060 69,569.5 88,388.3 18,818.8 14361436 31,4031.40 104,66104.66

Аналогичные измерения, при равных условиях и теми же средствами измерения были проведены для ближайшего аналога. Результаты измерений приведены в таблице 2:Similar measurements, under equal conditions and with the same means of measurement, were carried out for the closest analogue. The measurement results are shown in table 2:

Таблица 2table 2

Время измерения, tMeasurement time, t Температура на входе, Т1Inlet temperature, T1 Температура на
выходе,
Т2Temperature on
output
T2 Разница температур ΔТTemperature difference ΔТ Объем жидкости, пропущенный через генератор, m, л.The volume of fluid passed through the generator, m, l. Тепловая энергия Qр, кВт Thermal energy Qp, kW Коэффициент преобразования энергии КПЭ, %KPI energy conversion coefficient,% 00 29,6429.64 15fifteen 32,7632.76 49,2149.21 16,4516.45 15051505 2929th 96,6796.67 30thirty 44,4844.48 61,5461.54 17,0617.06 14711471 27,227,2 90,6790.67 4545 55,4355.43 72,2172.21 16,7816.78 14411441 27,427.4 91,3391.33 6060 69,569.5 85,485,4 15,915.9 14361436 26,5526.55 88,5088.50

Сравнение результатов измерений показывает, что при равных условиях тепловыработка при использовании заявляемой полезной модели выше, чем при использовании ближайшего аналога. Это обусловлено одновременным выполнением в устройстве рабочих отверстий 8 ротора 6 продолговатой формы, рабочих отверстий 9 крышки и корпуса- смещенными в направлении к оси вращения вала 4 относительно рабочих отверстий 8 ротора 6 с возможностью частичного перекрытия последних при вращении ротора 6, а также выполнением, по крайней мере, одного глухого паза 11, с, по -крайней мере, одного торца ротора 6, ориентированного в направлении от центра ротора 6 к его периферии. Таким образом, внедряемые конструктивные изменения работают комплексно, получаемый эффект повышения выработки тепловой энергии обусловлен совокупным результатом влияния на процесс кавитации.A comparison of the measurement results shows that under equal conditions, the heat production when using the inventive utility model is higher than when using the closest analogue. This is due to the simultaneous execution in the device of the working openings 8 of the rotor 6 of an oblong shape, the working openings 9 of the cover and the body displaced in the direction of the axis of rotation of the shaft 4 relative to the working openings 8 of the rotor 6 with the possibility of partial overlapping of the latter during rotation of the rotor 6, as well as at least one blind groove 11, with at least one end of the rotor 6, oriented in the direction from the center of the rotor 6 to its periphery. Thus, the implemented design changes work in a comprehensive manner, the resulting effect of increasing the production of thermal energy is due to the combined result of the effect on the cavitation process.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет увеличить эффективность тепловыработки и достичь эффекта полного обеззараживания жидкости. Также при использовании полезной модели возможно получение кавитационного процесса при использовании двигателей малых мощностей, менее 2,2 кВт.Thus, the proposed design of the device allows to increase the efficiency of heat generation and to achieve the effect of complete disinfection of the liquid. Also, when using the utility model, it is possible to obtain a cavitation process using low power engines, less than 2.2 kW.

Claims

1. A device for creating cavitation processes, comprising a fixed cylindrical body, a rigidly bonded lid, an opening of an inlet channel made in a lid, an opening of an outlet channel made in a housing, a cylindrical cavity of the housing and the lid, inside of which a fixed rotation is mounted with a gap there is a disk rotor on the shaft, while on the ends of the rotor and on the working surfaces of the housing and the cover, blind working holes are made located on the periphery with an equal interval between adjacent holes along the circumference, moreover, the blind working openings of the housing and the cover are made of cylindrical shape, characterized in that the working openings of the rotor are oblong, the working openings of the cover and the housing are offset towards the axis of rotation of the shaft relative to the working openings of the rotor with the possibility of partial overlapping of the latter during rotation the rotor, while with at least one end of the rotor a blind groove is made, oriented in the direction from the center of the rotor to its periphery.

2. The device according to claim 1, characterized in that said blind groove is made from the end face of the rotor facing the working surface of the cover.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that said blind groove has an arcuate shape.

4. The device according to claim 1, characterized in that the working holes of the rotor are located from the axis of rotation of the shaft at a distance not less than the value determined by the ratio of the linear velocity at the point with effective formation of cavitation to twice the angular velocity of rotation of the rotor.