RU2114689C1 - Hydropercussion rotary apparatus - Google Patents

Hydropercussion rotary apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2114689C1
RU2114689C1 RU96116340A RU96116340A RU2114689C1 RU 2114689 C1 RU2114689 C1 RU 2114689C1 RU 96116340 A RU96116340 A RU 96116340A RU 96116340 A RU96116340 A RU 96116340A RU 2114689 C1 RU2114689 C1 RU 2114689C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
slots
side walls
dispersion
Prior art date
Application number
RU96116340A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96116340A (en
Inventor
Николай Никитович Шаповалов
Эдуард Львович Каган
Юрий Викторович Пастухов
Original Assignee
Николай Никитович Шаповалов
Эдуард Львович Каган
Юрий Викторович Пастухов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Никитович Шаповалов, Эдуард Львович Каган, Юрий Викторович Пастухов filed Critical Николай Никитович Шаповалов
Priority to RU96116340A priority Critical patent/RU2114689C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114689C1 publication Critical patent/RU2114689C1/en
Publication of RU96116340A publication Critical patent/RU96116340A/en

Links

Images

Landscapes

  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

FIELD: material mixing and grinding; may be used in processes of dispersion of homogeneous and heterogeneous suspensions with use of hydraulic shocks. SUBSTANCE: apparatus has body in the form of volute chamber with inlet and outlet pipes. Installed inside body are concentrically arranged working members, rotor and stator with slots in their side walls. Rotor is separated into two parts - internal and external by ring-shaped depression. Located on rotor internal part are blades producing centrifugal force and imparting initial speed to treated flow. Rotor external part has on its side walls slots in the form of widening hollows with concave surfaces. Located in ring-shaped depression of rotor is stator whose side walls have slots in the form of subsonic nozzle. Stator slots are oriented along axial curved lines constructed by parabolic law. EFFECT: intensified process of dispersion, higher efficiency of apparatus and prolonged service life of its working members. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к смешиванию материалов, их измельчению и может быть использовано, например, в процессах диспергирования гомогенных и гетерогенных суспензий с применением гидравлических ударов и кавитации. The invention relates to the mixing of materials, their grinding and can be used, for example, in the processes of dispersing homogeneous and heterogeneous suspensions using water hammer and cavitation.

Устройства подобного рода известны (см., например, роторный аппарат гидроударного действия по [1]). Известное устройство выполнено в корпусе-улитке центробежного насоса и содержит рабочие органы, ротор и статор, расположенные концентрично друг другу с минимальным зазором. В роторе выполнены щели в виде дозвуковых сопл с сужением в сторону статора. В статоре выполнены щели, расширяющиеся в сторону стенки корпуса и имеющие вогнутые поверхности. Devices of this kind are known (see, for example, a rotary apparatus of hydropercussion according to [1]). The known device is made in a casing-coil of a centrifugal pump and contains working bodies, a rotor and a stator located concentrically to each other with a minimum clearance. Slots are made in the rotor in the form of subsonic nozzles with narrowing towards the stator. Slots are made in the stator, expanding towards the side of the body wall and having concave surfaces.

Обрабатываемая среда по входному патрубку корпуса поступает в полость ротора. При протекании среды через дозвуковые сопла ротора происходит увеличение скорости и падение давления, достигающие максимальных значений в устье сопла. В роторе расположены лопатки для создания центробежной силы обрабатываемому потоку. Суспензия обрабатывается в роторе последовательностью гидроударов. При перекрытии сопла в роторе боковой стенкой статора происходит резкое повышение давления - прямой гидравлический удар. В момент совмещения щелей ротора и статора обрабатываемая среда попадает в расширяющуюся щель статора, где происходит резкое повышение давления с падением скорости и возникает гидродинамическая кавитация - вторичный гидроудар. В процессе гидроударов частицы суспензии измельчаются. Технический результат - интенсивное диспергирование - должно обеспечиваться в известном устройстве за счет двойного гидроудара. Processed medium enters the rotor cavity through the inlet pipe of the housing. When the medium flows through the subsonic nozzles of the rotor, an increase in speed and a drop in pressure occur, reaching maximum values at the mouth of the nozzle. Blades are located in the rotor to create centrifugal force for the processed stream. The suspension is processed in the rotor by a sequence of hydraulic shocks. When the nozzle is blocked in the rotor by the side wall of the stator, a sharp increase in pressure occurs - a direct hydraulic shock. At the moment of combining the slots of the rotor and the stator, the medium to be treated enters the expanding slot of the stator, where there is a sharp increase in pressure with a drop in speed and hydrodynamic cavitation occurs - a secondary hydraulic shock. In the process of water hammer particles of the suspension are crushed. The technical result - intensive dispersion - should be provided in a known device due to double water hammer.

Однако достижению требуемого технического результата мешают существенные недостатки в конструкции известного устройства. However, the achievement of the required technical result is hampered by significant shortcomings in the design of the known device.

Во-первых, размещение на роторе лопаток, создающих центробежные силы обрабатываемому потоку, и дозвуковых сопл на боковых стенках не позволяет обеспечить приращение скорости потока относительно стенок сопла, т.к. лопатки и сопла неподвижны относительно друг друга. А это снижает силу гидравлического удара. Firstly, the placement on the rotor of the blades creating centrifugal forces to the flow being processed, and the subsonic nozzles on the side walls, does not allow for an increase in the flow velocity relative to the nozzle walls, since the blades and nozzles are stationary relative to each other. And this reduces the force of water hammer.

Во-вторых, расширяющиеся щели-полости на боковых стенках статора неподвижны относительно корпуса аппарата и образуют со стенками корпуса, внутри аппарата, застойную зону, куда нагнетается обрабатываемая среда. Большая часть щелей статора забивается обрабатываемой средой, создавая значительное сопротивление ее потоку в зоне перехода от щелей ротора к щелям статора, в результате чего обрабатываемая среда проникает во все зазоры между ротором и статором, подвергая повышенному абразивному износу оба рабочих органа за счет трения. На преодоление трения и выталкивание обрабатываемой среды из застойных зон к выходному патрубку аппарата требуются повышенные затраты электроэнергии на привод аппарата. Secondly, the expanding slit cavities on the side walls of the stator are stationary relative to the apparatus body and form, with the walls of the apparatus, inside the apparatus, a stagnant zone where the medium to be pumped is pumped. Most of the stator slots are clogged by the medium being processed, creating a significant resistance to its flow in the transition zone from the rotor slots to the stator slots, as a result of which the processed medium penetrates into all the gaps between the rotor and the stator, subjecting both working bodies to increased abrasion due to friction. To overcome friction and push the medium to be processed from stagnant zones to the outlet pipe of the apparatus, increased energy costs are required to drive the apparatus.

Кроме того, изложенные недостатки:
- снижают эффективность устойчивой турбулентности обрабатываемого потока, как принципа, положенного в основу роторного аппарата гидроударного действия;
- снижают КПД роторного аппарата вследствие повышенных затрат электроэнергии на привод рабочего органа;
- снижают надежность и срок службы рабочих органов аппарата из-за повышенного износа их, особенно при обработке твердых материалов.
In addition, the stated disadvantages:
- reduce the efficiency of stable turbulence of the treated stream, as a principle underlying the rotary apparatus of hydropercussion;
- reduce the efficiency of the rotor apparatus due to increased energy costs for the drive of the working body;
- reduce the reliability and service life of the working bodies of the apparatus due to their increased wear, especially when processing solid materials.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи интенсификации процесса диспергирования, повышение КПД аппарата и повышение срока службы рабочих органов за счет увеличения силы гидравлических ударов, при одновременном снижении затрат электроэнергии и предотвращении износа рабочих органов. Указанные технические результаты обеспечиваются за счет того, что ротор выполнен разделенным на две части, внутреннюю и внешнюю, кольцеобразным углублением, в котором размещен статор. При этом щели в форме дозвуковых сопл выполнены на боковой стенке статора, а щели в форме расширяющихся полостей - на внешней части ротора, на внутренней части которого размещены лопатки, создающие центробежные силы и начальную скорость обрабатываемому потоку, а внешний ротор создает центробежную силу, которая выбрасывает обработанную суспензию из зоны обработки и подает к выходному патрубку. Щели в статоре ориентированы вдоль осевых кривых линий, построенных по параболическому закону. The invention is aimed at solving the problem of intensifying the dispersion process, increasing the efficiency of the apparatus and increasing the service life of the working bodies by increasing the force of hydraulic shocks, while reducing energy costs and preventing wear of the working bodies. The indicated technical results are ensured due to the fact that the rotor is made divided into two parts, internal and external, with an annular recess in which the stator is placed. In this case, slots in the form of subsonic nozzles are made on the side wall of the stator, and cracks in the form of expanding cavities are made on the outer part of the rotor, on the inside of which there are blades that create centrifugal forces and the initial speed of the flow being processed, and the outer rotor creates a centrifugal force that emits the processed suspension from the treatment zone and feeds to the outlet pipe. The slots in the stator are oriented along the axial curved lines constructed according to a parabolic law.

В предлагаемой конструкции созданы благоприятные условия для увеличения начальной скорости обрабатываемому потоку в неподвижных дозвуковых соплах статора за счет движения потока относительно неподвижных стенок дозвуковых сопл и снижения сопротивления жидкости внутри потока в дозвуковых соплах за счет их ориентации по параболическому закону и для уноса обработанной среды из зоны обработки к выходному патрубку корпуса аппарата центробежной силой, создаваемой вращающейся внешней частью ротора. При этом исключается образование застойных зон в корпусе аппарата, предотвращается попадание обрабатываемого материала в зазор между статором и внешней частью ротора, увеличивается сила гидроударов как в дозвуковых, так и в расширяющихся соплах, и практически предотвращается износ рабочих органов в области зазора между ними, снижаются затраты электроэнергии на привод рабочих органов, повышая КПД аппарата в целом. The proposed design creates favorable conditions for increasing the initial velocity of the treated stream in the stationary subsonic nozzles of the stator due to the movement of the stream relative to the stationary walls of the subsonic nozzles and reducing the resistance of the liquid inside the stream in the subsonic nozzles due to their orientation according to the parabolic law and for entrainment of the treated medium from the treatment zone to the outlet pipe of the apparatus body by centrifugal force created by the rotating external part of the rotor. At the same time, the formation of stagnant zones in the apparatus casing is excluded, the processed material is prevented from entering the gap between the stator and the outer part of the rotor, the force of hydroshocks in both subsonic and expanding nozzles is increased, and wear of the working bodies in the gap between them is practically prevented, costs are reduced electricity to drive the working bodies, increasing the efficiency of the apparatus as a whole.

На фиг. 1 показан поперечный разрез аппарата по оси входного патрубка. In FIG. 1 shows a transverse section of the apparatus along the axis of the inlet pipe.

На фиг. 2 показан продольный разрез аппарата. In FIG. 2 shows a longitudinal section of the apparatus.

На фиг. 3 показан фрагмент рабочих органов в момент совмещения щелей ротора и статора. In FIG. 3 shows a fragment of the working bodies at the time of combining the slots of the rotor and stator.

Заявляемый роторный аппарат гидроударного действия содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 концентрично расположены ротор, состоящий из двух частей, внутренней 4 и внешней 5, разделенных кольцеобразным углублением 6, и статор 7, размещенный в углублении 6. На внутренней части 4 ротора размещены лопатки 8 для создания центробежной силы и придания начальной скорости потоку обрабатываемой среды. Во внешней части 5 ротора размещены расширяющиеся в сторону корпуса полости 9 с вогнутыми поверхностями 11. В статоре 7 выполнены щели 10 в виде дозвуковых сопл, сужающиеся к выходу и ориентированные вдоль осевых кривых линий, построенных по параболическому закону. The inventive rotary apparatus hydropercussion action contains a housing 1 with input 2 and output 3 nozzles. Inside the housing 1, a rotor is concentrically located, consisting of two parts, an inner 4 and an outer 5, separated by an annular recess 6, and a stator 7 located in the recess 6. On the inner part 4 of the rotor are blades 8 to create a centrifugal force and give the initial flow velocity Wednesday. In the outer part 5 of the rotor are placed expanding towards the body of the cavity 9 with concave surfaces 11. In the stator 7, slots 10 are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the exit and oriented along axial curved lines constructed according to a parabolic law.

Работает роторный аппарат гидроударного действия следующим образом. Works rotary apparatus hydropercussion as follows.

Обрабатываемая среда 12 по входному патрубку 2 корпуса 1 попадает во внутреннюю часть 4 ротора на лопатки 8, которые, придав начальную скорость, направляют ее поток в дозвуковые сопла 10 статора 7. При прохождении обрабатываемой среды 12 через дозвуковые сопла 10 происходит сужение потока, увеличение его скорости и падение давления. В процессе вращения ротора работающего аппарата происходят периодические перекрытия части сопл статора 7 стенками внешней части 5 ротора. В моменты перекрытия сопла статора 7 стенкой внешней части 5 ротора происходит резкое повышение давления (в зоне В) - прямой гидравлический удар. Обрабатываемая среда 12, таким образом, подвергается воздействию последовательности гидроударов. В моменты совмещения щелей статора 7 и внешней части 5 ротора поток обрабатываемой среды, получивший высокую кинетическую энергию в дозвуковом сопле 10, попадает в расширяющуюся полость 9 внешней части 5 ротора, где происходит резкое повышение давления с падением скорости среды, и в зонах Б, прилегающих к вогнутым поверхностям 11 расширяющихся полостей 9, возникает гидродинамическая кавитация (вторичный гидроудар). В процессе гидроударов частицы обрабатываемой среды измельчаются, после чего, не задерживаясь, уносятся центробежной силой, создаваемой внешней частью 5 ротора, к выходному патрубку 3 корпуса аппарата. The medium to be processed 12 through the inlet pipe 2 of the housing 1 enters the inner part 4 of the rotor onto the blades 8, which, having given the initial speed, direct its flow to the subsonic nozzles 10 of the stator 7. When the medium is passing 12 through the subsonic nozzles 10, the flow narrows and increases speed and pressure drop. During the rotation of the rotor of the working apparatus, periodic overlapping of the part of the stator nozzles 7 occurs by the walls of the outer part 5 of the rotor. At the moments when the nozzle of the stator 7 is blocked by the wall of the outer part 5 of the rotor, a sharp increase in pressure occurs (in zone B) - a direct hydraulic shock. Processed medium 12 is thus exposed to a series of hydroblows. At the moments when the slots of the stator 7 and the outer part 5 of the rotor are combined, the flow of the treated medium, which has received high kinetic energy in the subsonic nozzle 10, enters the expanding cavity 9 of the outer part 5 of the rotor, where there is a sharp increase in pressure with a decrease in the velocity of the medium, and in the zones B adjacent to the concave surfaces 11 of the expanding cavities 9, there is hydrodynamic cavitation (secondary hydroblow). In the process of water hammer, the particles of the medium being processed are crushed, and then, without stopping, they are carried away by the centrifugal force created by the outer part 5 of the rotor to the outlet pipe 3 of the apparatus body.

Claims (2)

1. Роторный аппарат гидроударного действия, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены статор и ротор с щелями, выполненными на боковых стенках, в виде каналов по форме дозвуковых сопл с сужением, примыкающим к расширяющимся полостям, имеющим вогнутые поверхности, отличающийся тем, что ротор разделен на две части, внутреннюю и внешнюю, кольцеобразным углублением, в котором размещен статор, при этом щели в форме дозвуковых сопл выполнены в статоре, а щели в форме расширяющихся полостей - на внешней части ротора, на внутренней части которого размещены лопатки, создающие центробежные силы обрабатываему потоку. 1. The rotary apparatus of hydropercussion, comprising a housing inside which the stator and rotor are concentrically mounted with slots made on the side walls in the form of channels in the form of subsonic nozzles with a narrowing adjacent to the expanding cavities having concave surfaces, characterized in that the rotor is divided into two parts, internal and external, with an annular recess in which the stator is placed, while slots in the form of subsonic nozzles are made in the stator, and slots in the form of expanding cavities are made on the outer part of the rotor, on the inside the first part of which are placed blades that create centrifugal forces to the processed stream. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что щели в статоре, выполненные в форме дозвуковых сопл, сориентированы вдоль осевых кривых линий, построенных по параболическому закону. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the slots in the stator, made in the form of subsonic nozzles, are oriented along the axial curved lines constructed according to a parabolic law.
RU96116340A 1996-08-07 1996-08-07 Hydropercussion rotary apparatus RU2114689C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116340A RU2114689C1 (en) 1996-08-07 1996-08-07 Hydropercussion rotary apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116340A RU2114689C1 (en) 1996-08-07 1996-08-07 Hydropercussion rotary apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2114689C1 true RU2114689C1 (en) 1998-07-10
RU96116340A RU96116340A (en) 1998-12-10

Family

ID=20184363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96116340A RU2114689C1 (en) 1996-08-07 1996-08-07 Hydropercussion rotary apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114689C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186250U1 (en) * 2018-09-03 2019-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) ROTARY DEVICE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186250U1 (en) * 2018-09-03 2019-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) ROTARY DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5209641A (en) Apparatus for fluidizing, degassing and pumping a suspension of fibrous cellulose material
AU727215B2 (en) Centrifugal liquid pump with internal gas injection
RU2161737C1 (en) Multistage centrifugal pump
RU2114689C1 (en) Hydropercussion rotary apparatus
CN114433311A (en) High-efficient sand mill centrifugation discharge system of intelligence
RU2215574C2 (en) Device for dissolving, emulsification and dispersion of fluid media
US2460122A (en) Pump
SU1707254A1 (en) Pump for handling heterogeneous media
SU1586759A1 (en) Rotary apparatus of impact action
SU1181698A1 (en) Apparatus for the treatment of heterogeneous media
RU2042054C1 (en) Free-vortex pump for hydraulic mixtures
RU2050959C1 (en) Water hummer rotor apparatus
RU2040962C1 (en) Rotor dispergator
RU2386471C1 (en) Reciprocation pump impeller
RU2397793C1 (en) Rotor-pulsation extractor with guide vanes
RU2321448C2 (en) Rotor milling-disperser
SU1139891A1 (en) Torque flow pump
SU1240955A1 (en) Centrifugal pump
SU1373899A1 (en) Centrifugal separating pump
SU1724343A1 (en) Hydraulic impact rotary apparatus
SU1535608A1 (en) Cavitator
SU1498956A1 (en) Pump
RU22621U1 (en) DISPERSANT
RU2041395C1 (en) Pump-dispergator
RU2042055C1 (en) Working wheel for free-vortex pump