RU2097118C1

RU2097118C1 - Hydrodynamic mixer

Info

Publication number: RU2097118C1
Application number: RU94023751A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Горшков
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU94023751A

Abstract

FIELD: preparation of homogeneous emulsions and mixtures. SUBSTANCE: hydrodynamic mixer has shell consisting of contraction and diffuser. The mixer is provided with resonator made in the form of cylindrical chamber disposed between the outlet of the contraction and inlet of the diffuser. The contraction, chamber and diffuser are mounted coaxially. EFFECT: intensified mixing process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для итентификации технологических процессов, например для приготовления однородных смесей и эмульсий. The invention relates to vibration technology and can be used to identify technological processes, for example, for the preparation of homogeneous mixtures and emulsions.

Известные гидродинамические излучатели отличает конструктивная сложность. В устройстве [1] содержащем сопло и резонатор, последнее выполнено в виде разрезанной втулки, установленной соосно круговой щели сопла, образованного прямым и обратным конусами. Данное устройство содержит большое число сложных деталей, наличие регулирующих элементов. К основному недостатку устройства можно отнести сложность выполнения кругового сопла, так как небольшая погрешность изготовления вызовет относительный перекос при установке. Это приведет к образованию сопла с неравномерным сечением, а следовательно и с непостоянным давлением в струе жидкости. Так как резонатор настроен на постоянное давление, то часть пластин резонатора будет работать в нерезонансной частоте. Следовательно, часть потока жидкости не будет подвергаться озвучиванию, тем самым снижая эффективность работы устройства. Необходимо отметить неравную излучающую способность резонатора, так как излучающие элементы образованы прорезями на втулке. Конструкция устройства требует повышенной точности центрирования сопла и резонатора. Known hydrodynamic emitters are distinguished by structural complexity. In the device [1] containing the nozzle and the resonator, the latter is made in the form of a cut sleeve mounted coaxially with the circular slit of the nozzle formed by the forward and reverse cones. This device contains a large number of complex parts, the presence of regulatory elements. The main disadvantage of the device can be attributed to the difficulty of performing a circular nozzle, since a small manufacturing error will cause a relative skew during installation. This will lead to the formation of a nozzle with an uneven cross-section, and hence with an unstable pressure in the liquid stream. Since the resonator is set to constant pressure, part of the plates of the resonator will operate in a non-resonant frequency. Therefore, part of the fluid flow will not be exposed to sound, thereby reducing the efficiency of the device. It should be noted the uneven emissivity of the resonator, since the emitting elements are formed by slots on the sleeve. The design of the device requires increased accuracy of centering of the nozzle and resonator.

В гидродинамическом смесителе [2] содержащем корпус с осевыми подводящим и отводящим патрубками, расположенный соосно им обтекатель с лопатками на наружной поверхности и осевым отверстием в виде конфузора с установленными внутри него дополнительными лопатками, отводящий патрубок выполнен в виде диффузора, причем лопатки на обтекателе и в конфузоре имеют противоположное направление. In a hydrodynamic mixer [2] containing a housing with axial inlet and outlet pipes, a cowl located coaxially with the vanes on the outer surface and an axial hole in the form of a confuser with additional vanes installed inside it, the outlet tube is made in the form of a diffuser, and the vanes on the cowl and in confusers have the opposite direction.

Устройство имеет сложную конструкцию большое число сложных и вращающихся деталей. Устройство не будет эффективно работать по следующим причинам. В конструкцию заложен принцип перемешивания жидкости за счет разделения и последующего смешивания потоков имеющих разную скорость. Этот принцип предусматривает большие гидравлические потери идущие на разделение потока, многократное изменение направления движения потоков и тем более их соединение, имеющих разное направление. The device has a complex structure, a large number of complex and rotating parts. The device will not work effectively for the following reasons. The design incorporates the principle of mixing the liquid through separation and subsequent mixing of streams having different speeds. This principle provides for large hydraulic losses occurring in the separation of the flow, a multiple change in the direction of flow and, moreover, their connection, with different directions.

Целью изобретения является повышение эффективности работы и упрощение конструкции смесителя. The aim of the invention is to increase the efficiency and simplification of the design of the mixer.

Указанная цель достигается тем, что гидродинамический смеситель, содержащий корпус, выполненный в виде конфузора и диффузора, имеет резонатор, выполненный в виде цилиндрической камеры, расположенной между выходом конфузора и входом диффузора, причем конфузор, камера и диффузор расположены соосно. This goal is achieved by the fact that the hydrodynamic mixer containing the housing, made in the form of a confuser and a diffuser, has a resonator made in the form of a cylindrical chamber located between the output of the confuser and the inlet of the diffuser, and the confuser, chamber and diffuser are aligned.

На чертеже изображена схема гидродинамического смесителя. The drawing shows a diagram of a hydrodynamic mixer.

Смеситель содержит корпус состоящий из конфузора 1 и диффузора 2, причем между выходом конфузора и входом диффузора выполнена цилиндрическая камера, образующая резонатор 3. Для фиксации относительного положения конфузора и диффузора имеется контргайка 4. Смеситель имеет патрубок 5 и выходной патрубок 6. The mixer contains a housing consisting of a confuser 1 and a diffuser 2, and between the outlet of the confuser and the inlet of the diffuser there is a cylindrical chamber forming a resonator 3. There is a lock nut 4 to fix the relative position of the confuser and the diffuser. The mixer has a nozzle 5 and an outlet nozzle 6.

Смеситель работает следующим образом. Жидкость подается в смеситель через выходной патрубок 5, проходит конфузор 1, резонатор 3 и диффузор 2, а уходит через выходной патрубок 6. Наличие конфузора и диффузора позволяет придать необходимые динамические характеристики потоку жидкости, а наличие между ними резонатора обеспечивает настройку частоты автоколебаний потока жидкости на резонансную частоту колебаний цилиндрической камеры. Изменение собственной частоты колебаний резонатора 3 осуществляется за счет изменения диаметра цилиндрической камеры, путем установки колец с разным внутренним диаметром, или ширины этой же камеры путем изменения зазора между конфузором и диффузором. Изменение частоты колебаний потока жидкости осуществляется за счет изменения скорости потока, путем установки на входе в устройство регулируемого дросселя или изменения диаметров отверстий на входе конфузора и выходе диффузора. The mixer operates as follows. The liquid is supplied to the mixer through the outlet pipe 5, the confuser 1, the resonator 3 and the diffuser 2 pass, and leaves through the outlet pipe 6. The presence of the confuser and the diffuser makes it possible to impart the necessary dynamic characteristics to the liquid flow, and the presence of a resonator between them ensures the setting of the oscillation frequency of the liquid flow to resonant frequency of oscillations of a cylindrical chamber. Changing the natural frequency of oscillation of the resonator 3 is carried out by changing the diameter of the cylindrical chamber, by installing rings with different inner diameters, or the width of the same chamber by changing the gap between the confuser and the diffuser. The change in the frequency of oscillations of the fluid flow is carried out by changing the flow rate by installing an adjustable throttle at the inlet of the device or by changing the diameters of the holes at the inlet of the confuser and the outlet of the diffuser.

При совпадении частот колебаний потока жидкости и цилиндрической камеры наступает резонанс, приводящий к возникновению интенсивной звуковой волны. Это вызывает периодические изменения давления распространяемые по жидкости в виде волн, что приводит к образованию кавитации. When the frequencies of oscillations of the fluid flow and the cylindrical chamber coincide, resonance occurs, leading to the appearance of an intense sound wave. This causes periodic pressure changes propagating through the fluid in the form of waves, which leads to the formation of cavitation.

Устройство имеет простую конструкцию, за счет последовательного соединения конфузора, камеры и диффузора и отсутствия вращающихся и сложных деталей. При этом повышение эффективности работы устройства будет выражаться в повышении качества смесей и эмульсий, а также сокращением времени их приготовления. The device has a simple design, due to the serial connection of the confuser, camera and diffuser and the absence of rotating and complex parts. At the same time, increasing the efficiency of the device will be expressed in improving the quality of mixtures and emulsions, as well as reducing the time of their preparation.

Claims

A hydrodynamic mixer containing a housing made of a confuser and a diffuser, characterized in that it is equipped with a resonator made in the form of a cylindrical chamber located between the output of the confuser and the inlet of the diffuser, while the confuser, chamber and diffuser are aligned.