RU2084681C1 - Cavitation generator - Google Patents
Cavitation generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084681C1 RU2084681C1 RU94037454A RU94037454A RU2084681C1 RU 2084681 C1 RU2084681 C1 RU 2084681C1 RU 94037454 A RU94037454 A RU 94037454A RU 94037454 A RU94037454 A RU 94037454A RU 2084681 C1 RU2084681 C1 RU 2084681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitter
- pipe line
- movable
- tangential
- cavitation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности для очистки сточных вод промышленных предприятий и судов, в дизелестроении для обработки топлив и смазочных масел. The invention relates to the field of environmental protection, in particular for wastewater treatment of industrial enterprises and ships, in diesel engineering for the processing of fuels and lubricating oils.
Известен [1] гидродинамический источник колебаний с генерирующей кавитационной зоной, содержащий корпус, сопло, отражатель с выполненной в нем лунной, обращенный в сторону сопла, и мембрану, закрепленную по периметру корпуса, прикрепленную к отражателю. При протекании через сопло струи жидкости, между соплом и лункой отражателя возникает кавитационная зона. Мембрана отделяет генератор колебаний от технологической емкости с обрабатываемой средой, в которую передаются генерируемые колебания. Гидродинамический источник работает в резонансном режиме генерации колебаний. Он предназначен для генерирования колебаний в жидких средах, в том числе может быть использован для подготовки топлива для энергетических установок. Known [1] is a hydrodynamic oscillation source with a generating cavitation zone, comprising a housing, a nozzle, a reflector with a moon made therein, facing the nozzle, and a membrane fixed along the perimeter of the housing attached to the reflector. When a liquid stream flows through the nozzle, a cavitation zone arises between the nozzle and the reflector well. The membrane separates the oscillation generator from the process vessel with the medium to which the generated oscillations are transmitted. The hydrodynamic source operates in the resonant mode of oscillation generation. It is designed to generate oscillations in liquid media, including can be used to prepare fuel for power plants.
Недостатками устройства [1] являются. The disadvantages of the device [1] are.
1. Возможность работы только в периодическом режиме, в результате чего оно не может быть использовано для возбуждения колебаний в непрерывно протекающей жидкой среде, например, при обработке топлива, подаваемого непосредственно в двигателя внутреннего сгорания. 1. The ability to work only in periodic mode, as a result of which it cannot be used to excite oscillations in a continuously flowing liquid medium, for example, in the processing of fuel supplied directly to an internal combustion engine.
2. Быстрый износ мембраны, передающей генерируемые колебания обрабатываемой технологической среде. 2. Rapid wear of the membrane transmitting the generated oscillations to the process medium.
Известен так же ультразвуковой гидродинамический излучатель [2] предназначенный для интенсификации процессов, протекающих в жидких средах, и получения мелкодисперсных эмульсий, содержащий вихревую камеру, образованную цилиндрическим корпусом с тангенциальным входным отверстием, днищем корпуса и его крышкой и выходное сопло, коаксиальное вихревой камере и, выполненное витым в направлении, совпадающем с направлением тангенциального входного отверстия. В крышке, соосно выходному соплу, выполнено отверстие для пористого вкладыша. Выходное сопло выполнено длиной 0,75 L и внутренним диаметром 0,33 D, где L высота, а D диаметр вихревой камеры. Also known is an ultrasonic hydrodynamic emitter [2] designed to intensify the processes occurring in liquid media and to obtain finely dispersed emulsions, containing a vortex chamber formed by a cylindrical body with a tangential inlet, the bottom of the casing and its cover and an outlet nozzle, a coaxial vortex chamber and, made twisted in the direction coinciding with the direction of the tangential inlet. In the cap, coaxial to the outlet nozzle, a hole is made for the porous liner. The output nozzle is made with a length of 0.75 L and an inner diameter of 0.33 D, where L is the height and D is the diameter of the vortex chamber.
Жидкость поступает в вихревую камеру излучателя через входное тангенциальное отверстие и под действием центробежных сил образует в вихревой камере закрученный жидкостной вихревой поток. При этом в вихревой камере образуется зона разряжения. Под действием создавшегося перепада через пористый вкладыш вводится газовоздушный компонент, который захватывается вращающейся с большой скоростью поверхностью жидкости, смешивается с ней и под действием возникающих в излучателе акустических колебаний интенсивно диспергируется. В выходном сопле происходит дополнительная закрутка газожидкостного потока и интенсивное диспергирование. The fluid enters the vortex chamber of the emitter through the tangential inlet and, under the action of centrifugal forces, forms a swirling liquid vortex flow in the vortex chamber. In this case, a vacuum zone is formed in the vortex chamber. Under the action of the created difference, a gas-air component is introduced through the porous liner, which is captured by the surface of the liquid rotating at a high speed, mixes with it and is intensively dispersed under the influence of acoustic vibrations arising in the emitter. An additional swirl of the gas-liquid flow and intense dispersion take place in the outlet nozzle.
Описанный гидродинамический излучатель [2] позволяет проводить обработку непрерывно протекающей жидкой среды. Он используется для интенсификации различных технологических процессов, получения мелкодисперсных эмульсий, а также для пенообразования и газонасыщения жидкости. The described hydrodynamic emitter [2] allows the processing of a continuously flowing liquid medium. It is used to intensify various technological processes, to obtain finely dispersed emulsions, as well as for foaming and gas saturation of a liquid.
Недостатком устройства [2] является низкая эффективность обработки жидкой среды, в частности, высоковязких жидкостей, таких как тяжелые типы топлива, что связано с недостаточной интенсивностью возникающих в излучателе акустических колебаний, при этом наиболее благоприятный режим обработки жидкости в условиях кавитации, не достигается. The disadvantage of the device [2] is the low efficiency of processing a liquid medium, in particular, highly viscous liquids, such as heavy types of fuel, which is associated with the insufficient intensity of acoustic vibrations arising in the emitter, and the most favorable mode of processing the liquid under cavitation conditions is not achieved.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для обработки жидкого топлива кавитацией согласно [3] содержащего цилиндрический корпус с патрубками подачи и удаления топлива, внутри корпуса расположены два ультразвуковых струйных излучателя, коаксиально размещенные по отношению друг к другу, лопасти которых имеют форму спирали Архимеда и ориентированы в противоположных направлениях. Один из излучателей выполнен подвижным, с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси корпуса устройства. The closest to the claimed device in technical essence and the achieved effect is a device for treating liquid fuel with cavitation according to [3] containing a cylindrical body with fuel supply and removal pipes, two ultrasonic jet emitters are located inside the body, coaxially placed with respect to each other, the blades of which They have the shape of a spiral of Archimedes and are oriented in opposite directions. One of the emitters is made movable, with the possibility of reciprocating motion along the axis of the device casing.
Топливо под высоким давлением подается в корпус устройства, а затем через профилированные каналы, образованные излучателями выходит из устройства. При прохождении потоков топлива по этим каналам происходит преобразование энергии потоков жидкости в энергию интенсивных высокочастотных колебаний. Fuel under high pressure is supplied to the device body, and then through the profiled channels formed by the emitters leaves the device. When the fuel flows through these channels, the energy of the liquid flows is converted into the energy of intense high-frequency oscillations.
Недостатками рассматриваемого устройства являются. The disadvantages of this device are.
1. Фиксированная частота колебаний. 1. The fixed oscillation frequency.
2. Трудоемкость изготовления излучателей, имеющих форму спирали Архимеда. 2. The complexity of manufacturing emitters in the form of a spiral of Archimedes.
3. Отсутствие универсальности. 3. Lack of versatility.
Заявляемое устройство "Генератор кавитации 3" свободно от этих недостатков. Это устройство позволяет обрабатывать различные жидкости с повышенным их расходом. При этом упрощается технология изготовления устройства. В зависимости от давления подачи жидкости (давление от 2 до 500 атмосфер) может обеспечить различные генерируемые частоты (частоты от 1 кГц до 20 МГц). The inventive device "Cavitation Generator 3" is free from these shortcomings. This device allows you to process various liquids with their increased flow rate. This simplifies the manufacturing technology of the device. Depending on the fluid supply pressure (pressure from 2 to 500 atmospheres), it can provide different generated frequencies (frequencies from 1 kHz to 20 MHz).
Желаемый технический результат достигается тем, что излучатель генератора с тангенциальными отверстиями состоит из двух частей (подвижной и неподвижной), которые соединены в стык, при этом подвижная часть излучателя может вращаться вокруг своей оси. Входные тангенциальные отверстия излучателя выполнены со сменными вкладышами различных проходных сечений. Отводящий трубопровод включает в себя одну или несколько внутренних труб, расположенных соосно с ним. The desired technical result is achieved in that the generator emitter with tangential openings consists of two parts (movable and fixed), which are connected to the joint, while the movable part of the emitter can rotate around its axis. The input tangential openings of the emitter are made with interchangeable inserts of various passage sections. The discharge pipe includes one or more internal pipes aligned with it.
На чертеже представлены принципиальная схема генератора кавитации, где 1 подводящий трубопровод, 2 внешняя напорная камера, 3 подвижная часть излучателя, 4 неподвижная часть излучателя, 5 входные отверстия с вкладышами для жидкости, 6 отводящий трубопровод, 7 внутренние трубы, 8 - шток с маховиком. The drawing shows a schematic diagram of a cavitation generator, where 1 inlet pipe, 2 external pressure chamber, 3 movable part of the emitter, 4 fixed part of the emitter, 5 inlet openings with fluid inserts, 6 outlet pipe, 7 inner pipes, 8 - rod with a flywheel.
Генератор кавитации 3 содержит подводящий трубопровод 1, соединенный с внешней напорной камерой 2, внутри которой расположен излучатель. Излучатель состоит из подвижной 3 и неподвижной 4 частей, которые соединены встык таким образом, что неподвижная часть 3 может вращаться вокруг своей оси. Подвод жидкости в излучатель осуществляется через тангенциальные отверстия с вкладышами 5. Излучатель соединен с выходным трубопроводом 6, внутри которого расположены внутренние трубы 7 соосно друг другу и к трубопроводу 6. Вращение подвижной части излучателя, на этапе настройки генератора, осуществляется посредством штока с маховиком 8, соединенным с заглушенным торцем подвижной части излучателя 3. The cavitation generator 3 comprises a supply pipe 1 connected to an external pressure chamber 2, inside which a radiator is located. The emitter consists of a movable 3 and a fixed 4 parts, which are connected end-to-end so that the fixed part 3 can rotate around its axis. The fluid is supplied to the emitter through tangential openings with inserts 5. The emitter is connected to the outlet pipe 6, inside which the inner pipes 7 are aligned with each other and to the pipe 6. The rotation of the movable part of the emitter, at the generator tuning stage, is carried out using a rod with a flywheel 8, connected to the blanked end of the movable part of the emitter 3.
Генератор кавитации 3 работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость подается под давлением через подводящий трубопровод 1 во внешнюю напорную камеру 2. Из внешней напорной камеры жидкость поступает одновременно в подвижную 3 и неподвижную 4 части излучателя через входные тангенциальные отверстия с вкладышами 5. Благодаря тангенциальному подводу жидкости в излучатель происходит закручивание потока внутри излучателя, за счет чего происходит разделение потока жидкости по удельным массам в отводящем трубопроводе 6. В зависимости от удельных масс различные фракции потока жидкости распределяются по внутренним трубам 7, т.е. происходит сепарирование потока. Вращение подвижной части излучателя 3, производимое на этапе настройки генератора, осуществляется посредством штока с маховиком 8 для получения резонансной частоты ультразвуковых колебаний, возникающих за счет кавитационного режима течения жидкости в излучателе. Кавитационный режим течения жидкости достигается за счет нарушения сплошности потока при подводе жидкости в излучатель через тангенциальные отверстия с вкладышами 5 и поддерживается за счет закручивания потока внутри излучателя. Сменные вкладыши в тангенциальных отверстиях излучателя служат для регулировки производительности устройства путем их замены на вкладыши с другими проходными сечениями. The cavitation generator 3 operates as follows. The processed liquid is supplied under pressure through the inlet pipe 1 to the external pressure chamber 2. From the external pressure chamber, the liquid enters the movable 3 and stationary 4 parts of the emitter at the same time through the tangential inlet openings with inserts 5. Due to the tangential supply of fluid to the emitter, the flow inside the emitter swirls, due to which there is a separation of the fluid flow by specific gravities in the discharge pipe 6. Depending on the specific gravities, different fractions of the fluid flow ra are distributed along the inner pipes 7, i.e. separation of the flow occurs. The rotation of the movable part of the emitter 3, performed at the stage of tuning the generator, is carried out by means of a rod with a flywheel 8 to obtain the resonant frequency of ultrasonic vibrations arising due to the cavitation mode of fluid flow in the emitter. The cavitation regime of the fluid flow is achieved due to the violation of the continuity of the flow when the fluid is supplied to the emitter through tangential openings with inserts 5 and is maintained by twisting the flow inside the emitter. Replaceable inserts in the tangential openings of the emitter are used to adjust the performance of the device by replacing them with inserts with other cross-sections.
По результатам испытаний генератора кавитации 3 получены следующие данные. According to the test results of the cavitation generator 3 received the following data.
1. При обработке природных и сточных вод снижены показатели:
общее микробное число в 2oC126 раз;
Coli индекс в 2,5oC21000 раз;
Взвешенные вещества в 2,8oC4,0 раз;
БПК5 в 4,2 раза;
ХПК в 4,2 раза;
Общее железо о- в 4,8oC5,0 раз;
Хлориды в 1,07 раза;
Сульфиды в 1,2 раза;
Азот аммонийный в 1,5oC16 раз;
Нефтепродукты в 16 раз.1. When processing natural and wastewater indicators are reduced:
total microbial number 2 o C126 times;
Coli index 2.5 o C21000 times;
Suspended matter 2.8 o C 4.0 times;
BOD 5 4.2 times;
COD 4.2 times;
Total iron o- 4.8 o C5.0 times;
Chlorides 1.07 times;
Sulfides 1.2 times;
Ammonium nitrogen 1.5 o C16 times;
Petroleum products 16 times.
2. При обработке дисперсных систем размер включений снижен с 100 мкм до 20 мкм. 2. When processing dispersed systems, the size of inclusions is reduced from 100 microns to 20 microns.
3. При обработке водно-топливных эмульсий стабильность полученных систем составила 30 и более суток. 3. When processing water-fuel emulsions, the stability of the obtained systems was 30 or more days.
4. При изменении перепада давлений на генераторе кавитации от 4 до 10 кгс/см2 частота ультразвука изменялась от 20 до 40 кГц.4. When changing the pressure drop on the cavitation generator from 4 to 10 kgf / cm 2 the frequency of the ultrasound changed from 20 to 40 kHz.
5. При неизменном перепаде давлений на генераторе (P=6 кгс/см2) за счет изменения положения подвижной части излучателя изменение частоты ультразвука составляло Δf10 кГц.5. With a constant pressure drop across the generator (P = 6 kgf / cm 2 ) due to a change in the position of the moving part of the emitter, the change in the ultrasound frequency was Δf10 kHz.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037454A RU2084681C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Cavitation generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037454A RU2084681C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Cavitation generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94037454A RU94037454A (en) | 1996-08-20 |
| RU2084681C1 true RU2084681C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20161345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94037454A RU2084681C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Cavitation generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2084681C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2399598A (en) * | 2003-03-18 | 2004-09-22 | Thomas Tsoi Hei Ma | Multi-pass fuel separation and injection system for i.c. engines |
| RU2772137C1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-05-18 | Николай Людвикасович Тимаков | Ultrasonic cavitation transducer |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766511C1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-03-15 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method of removing oxygen from liquid fuel |
-
1994
- 1994-09-28 RU RU94037454A patent/RU2084681C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1516148, кл. B 06 B 1/20, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР N 1532083, кл. B 06 B 1/20, 1989. 3. Заявка Франции N 2612567, кл. F 02 M 27/08, 1988. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2399598A (en) * | 2003-03-18 | 2004-09-22 | Thomas Tsoi Hei Ma | Multi-pass fuel separation and injection system for i.c. engines |
| RU2772137C1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-05-18 | Николай Людвикасович Тимаков | Ultrasonic cavitation transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94037454A (en) | 1996-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110277379A1 (en) | Method and apparatus for cavitating a mixture of a fuel and an additive | |
| US4464314A (en) | Aerodynamic apparatus for mixing components of a fuel mixture | |
| US6935770B2 (en) | Cavitation mixer | |
| US5314644A (en) | Microbubble generator | |
| US3948489A (en) | In-line mixer for fluids | |
| RU83944U1 (en) | DEVICE FOR TREATMENT OF LIQUID MEDIUM IN VORTEX FLOW | |
| RU2084681C1 (en) | Cavitation generator | |
| KR850004312A (en) | Method and apparatus for yellowing fluid | |
| RU2223815C1 (en) | Method of preparation of emulsion and system and device for realization of this method | |
| RU2075619C1 (en) | Device for processing liquid fuel by cavitation | |
| RU2015749C1 (en) | Hydrodynamic vibration generator | |
| RU2021005C1 (en) | Hydrodynamic homogenizer-mixer | |
| RU2144440C1 (en) | Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator | |
| RU2063562C1 (en) | Hydrodynamic radiator | |
| CN212017437U (en) | Liquid fuel emulsifying device | |
| RU2177824C1 (en) | Method of treatment of nonuniform fluid medium and device for its embodiment | |
| RU2032325C1 (en) | Homogenizer for multi-component liquid products | |
| RU2265478C1 (en) | Universal hydrodynamic homonogenizing disperser | |
| RU2008084C1 (en) | System for homogenization of low-volatility fuels | |
| RU18238U1 (en) | MIXTURE DISPERSION DEVICE | |
| SU1720700A2 (en) | Vortex mixer-homogenizer | |
| SU1532083A1 (en) | Ultrasonic hydrodynamic radiator | |
| RU2365404C1 (en) | Method for production of multi-component mix fuels and device for its realisation | |
| SU1507436A1 (en) | Hydrodynamic emulsifier | |
| SU1530236A1 (en) | Hydrodynamic emulsifier |