RU2222464C2 - Cavitation injector - Google Patents

Cavitation injector Download PDF

Info

Publication number
RU2222464C2
RU2222464C2 RU2002110998/11A RU2002110998A RU2222464C2 RU 2222464 C2 RU2222464 C2 RU 2222464C2 RU 2002110998/11 A RU2002110998/11 A RU 2002110998/11A RU 2002110998 A RU2002110998 A RU 2002110998A RU 2222464 C2 RU2222464 C2 RU 2222464C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diffuser
compensator
injector
nozzle
expansion chamber
Prior art date
Application number
RU2002110998/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002110998A (en
Inventor
А.Е. Исайко
В.С. Кузин
И.Д. Шевченко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РуссАква"
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 Общество с ограниченной ответственностью "РуссАква" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РуссАква"
Priority to RU2002110998/11A priority Critical patent/RU2222464C2/en
Priority to AU2002323875A priority patent/AU2002323875A1/en
Priority to PCT/RU2002/000379 priority patent/WO2003091096A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222464C2 publication Critical patent/RU2222464C2/en
Publication of RU2002110998A publication Critical patent/RU2002110998A/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/002—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to reduce the generation or the transmission of noise or to produce a particular sound; associated with noise monitoring means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3402—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to avoid or to reduce turbulencies, e.g. comprising fluid flow straightening means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: underwater cleaning technology; injectors with compensated force of escaping water jet. SUBSTANCE: proposed cavitation injector has body with central flow-through passage formed by inlet diffuser, expansion chamber and outlet diffuser. Injector is additionally provided with compensator secured on body in area of outlet diffuser. Inner cavity of compensator is made in form of diffuser at outlet which changes to ring-shaped slotted chamber and then to expansion chamber. Expansion chamber formed between outer wall of injector diffuser and inner wall of compensator body is brought into communication with space after diffuser by means of through passages which are made in compensator body. Compensator body may be mounted on injector body for longitudinal motion along injector body and may be locked in any required position. EFFECT: considerable compensation of recoil of working jet of liquid escaping from injector. 2 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области технологий подводной очистки, конкретно - к созданию конструкции усовершенствованных источников струи кавитирующей воды - форсунок. The present invention relates to the field of underwater cleaning technologies, specifically to the creation of a design of improved sources of cavitating water jets - nozzles.

Такие форсунки используются в инструментах для подводной очистки кавитирующими струями подводных объектов - подводных частей корпусов судов, вышек морских буровых, гидротехнических сооружений и т.п. Such nozzles are used in instruments for underwater cleaning with cavitating jets of underwater objects - underwater parts of ship hulls, towers of offshore drilling, hydraulic structures, etc.

Существующий для этой цели ряд форсунок различной конструкции с разного вида диффузорами, центральным телом и без него, с расширительной камерой разного вида и т.п. служит непосредственно для создания рабочего факела кавитирующей струи. A number of nozzles of various designs existing for this purpose with different types of diffusers, a central body and without it, with an expansion chamber of various types, etc. serves directly to create a working torch of a cavitating jet.

Однако существующие форсунки для создания кавитирующей струи воды имеют ряд недостатков. К ним относятся такие как неравномерное распределение скорости струи по сечению и длине факела и реакция отдачи истекающей струи. However, existing nozzles for creating a cavitating jet of water have several disadvantages. These include such as the uneven distribution of the jet velocity over the cross section and length of the jet and the recoil reaction of the expiring jet.

Известен насадок-кавитатор для гидродинамической очистки поверхностей (патент России 2095274, МКИ6 B 63 B 59/00, опубл. 10.11.97, БИ 31), содержащий проточный канал, образованный входным конфузором, цилиндрическим участком с расширенной камерой и выходным диффузором. Кроме того, в проточном канале размещено центральное тело так, что оно образует кольцевой зазор постоянного сечения со стенками цилиндрического участка, а плоский торец центрального тела расположен на входе в диффузор.Known nozzle cavitator for hydrodynamic cleaning of surfaces (Russian patent 2095274, MKI 6 B 63 B 59/00, publ. 10.11.97, BI 31) containing a flow channel formed by an inlet confuser, a cylindrical section with an expanded chamber and an output diffuser. In addition, the central body is placed in the flow channel so that it forms an annular gap of constant cross section with the walls of the cylindrical section, and the flat end face of the central body is located at the entrance to the diffuser.

Известна насадка, используемая в устройстве для гидродинамической очистки корпусов судов (патент России 2123957, МКИ6 В 63 В 59/08, опубл. 27.12.98, БИ 36), содержащая проточный канал, образованный входным конфузором, цилиндрическим участком в виде резонансной камеры и выходным диффузором.Known nozzle used in a device for hydrodynamic cleaning of ship hulls (Russian patent 2123957, MKI 6 V 63 V 59/08, publ. 12/27/98, BI 36) containing a flow channel formed by an inlet confuser, a cylindrical section in the form of a resonant chamber and output diffuser.

Основным недостатком известных насадок является затрата значительной дополнительной энергии на компенсацию реактивной силы истекающей струи воды. The main disadvantage of the known nozzles is the cost of significant additional energy to compensate for the reactive power of the flowing stream of water.

В основу настоящего изобретения положена задача создания кавитационной форсунки, обеспечивающей за счет конструктивного выполнения значительную компенсацию отдачи рабочей струи жидкости, истекающей из форсунки. The present invention is based on the task of creating a cavitation nozzle, which, due to the structural design, provides significant compensation for the return of the working jet of fluid flowing out of the nozzle.

Поставленная задача решается тем, что навигационная форсунка, содержащая корпус с центральным проточным каналом, образованным входным конфузором, расширительной камерой и выходным диффузором, согласно изобретению дополнительно снабжена компенсатором, закрепленным на корпусе в области расположения выходного диффузора, при этом внутренняя полость компенсатора на выходе выполнена в виде диффузора, переходящего в кольцеобразную щелевую камеру, а затем в расширительную камеру, образованную между наружной стенкой диффузора форсунки и внутренней стенкой корпуса компенсатора и сообщенную с задиффузорным пространством посредством сквозных каналов, выполненных в теле корпуса компенсатора. The problem is solved in that the navigation nozzle comprising a housing with a central flow channel formed by an inlet confuser, an expansion chamber and an output diffuser, according to the invention is additionally equipped with a compensator mounted on the housing in the area of the output diffuser, while the internal cavity of the compensator at the output is made in in the form of a diffuser, passing into an annular slotted chamber, and then into an expansion chamber formed between the outer wall of the nozzle diffuser and the morning wall of the compensator body and communicated with the diffuser space by means of through channels made in the body of the compensator body.

Целесообразно, чтобы корпус компенсатора был бы установлен на корпусе форсунки с возможностью продольного перемещения вдоль него и последующей фиксации в требуемом положении. It is advisable that the compensator body be mounted on the nozzle body with the possibility of longitudinal movement along it and subsequent fixation in the desired position.

В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и сопровождающим чертежом, на котором представлен общий вид навигационной форсунки, продольный разрез. Further, the invention is illustrated by a specific example of its implementation and the accompanying drawing, which shows a General view of the navigation nozzle, a longitudinal section.

Кавитационная форсунка согласно изобретению содержит цилиндрический корпус 1, в котором выполнен центральный проточный канал 2, образованный соосно расположенными и последовательно сопряженными по направлению движения жидкости входным конфузором 3, расширительной камерой 4 и выходным диффузором 5. На корпусе 1 в области расположения выходного диффузора 5 закреплен корпус 6 компенсатора 7. Внутренняя полость компенсатора 7 на выходе выполнена в виде диффузора 8, переходящего сначала в кольцеобразную щелевую камеру 9, а затем в расширительную камеру 10, образованную между наружной стенкой диффузора 5 форсунки и внутренней стенкой корпуса 6 компенсатора 7 и сообщенную с задиффузорным пространством посредством сквозных каналов 11, выполненных в теле корпуса 6 компенсатора 7. The cavitation nozzle according to the invention comprises a cylindrical body 1, in which a central flow channel 2 is formed, formed by an inlet confuser 3, coaxially arranged and sequentially conjugated in the direction of fluid movement, an expansion chamber 4 and an output diffuser 5. On the body 1, a body is fixed in the region of the output diffuser 5 6 of the compensator 7. The internal cavity of the compensator 7 at the outlet is made in the form of a diffuser 8, which first passes into an annular slotted chamber 9, and then into an expansion chamber yu chamber 10 formed between the outer wall of the diffuser nozzle 5 and the inner wall of the housing 6 and 7 compensator zadiffuzornym communicating with the space via through channels 11 formed in housing body 6 compensator 7.

Предлагаемую кавитационную форсунку используют следующим образом. The proposed cavitation nozzle is used as follows.

Во время работы форсунки поток воды высокого давления движется через форсунку (на чертеже - справа налево) - через полость конфузора 3, расширительную камеру 4 и полость диффузора 5, образуя на выходе из форсунки рабочий факел. Проходя через две последние полости, поток воды разгоняется до скорости, обеспечивающей возникновение и сохранение кавитации во всем объеме факела струи воды. Возникновение кавитации происходит в результате увеличения скорости истечения и в соответствии с законом Бернулли понижением давления в струе воды вплоть до величины давления насыщенного пара при давлении окружающей среды. During the operation of the nozzle, the high-pressure water flow moves through the nozzle (from right to left in the drawing) - through the cavity of the confuser 3, the expansion chamber 4 and the cavity of the diffuser 5, forming a working torch at the outlet of the nozzle. Passing through the last two cavities, the water stream accelerates to a speed that ensures the emergence and preservation of cavitation in the entire volume of the jet of water. The occurrence of cavitation occurs as a result of an increase in the outflow rate and, in accordance with Bernoulli’s law, a decrease in pressure in the water jet up to the pressure of saturated steam at ambient pressure.

Далее струя кавитирующей воды истекает через участок, ограниченный внутренней поверхностью диффузора 8 компенсатора 7, которая имеет соответствующий профиль, обеспечивающий дальнейшее расширение рабочей струи. Вследствие этого на периферии полости диффузора 8 компенсатора 7 давление воды понижается, и туда подсасывается вода через кольцеобразную щелевую камеру 9 из расширительной камеры 10. В последней давление также понижается, и в нее, в свою очередь, подсасывается вода через сквозные каналы 11 из задиффузорного пространства в направлении, противоположном направлению рабочей струи. Next, the jet of cavitating water flows through the area bounded by the inner surface of the diffuser 8 of the compensator 7, which has a corresponding profile, providing further expansion of the working stream. As a result, at the periphery of the cavity of the diffuser 8 of the compensator 7, the water pressure decreases, and water is sucked in there through the annular slotted chamber 9 from the expansion chamber 10. In the latter, the pressure also decreases, and water, in turn, is sucked in through the channels 11 from the diffuser space in the direction opposite to the direction of the working jet.

В результате этого за срезом диффузора 8 образуется рабочий факел, создаваемый не только водой, подаваемой непосредственно насосом высокого давления, но и поступающей в зону факела из щелевой камеры 10. В результате этого рабочий факел получается большего диаметра и состоит из большей массы кавитирующей воды, благодаря чему повышается эффективность форсунки и производительности инструмента в целом. As a result of this, a working torch is formed behind a slice of the diffuser 8, created not only by water supplied directly by the high pressure pump, but also entering the torch zone from the slit chamber 10. As a result, the working torch is of a larger diameter and consists of a larger mass of cavitating water, due to which increases the efficiency of the nozzle and the productivity of the tool as a whole.

В связи с тем, что оси каналов форсунки и компенсатора параллельны оси рабочей струи, а направление потоков подсасываемой через каналы воды противоположно направлению рабочей струи, на компенсаторе возникает усилие, направленное также против направления струи, что создает компенсацию усилия отдачи инструмента в целом. Due to the fact that the axes of the nozzle and compensator channels are parallel to the axis of the working stream, and the direction of the flows of water sucked through the water channels is opposite to the direction of the working stream, a force arises on the compensator, which is also directed against the direction of the stream, which creates compensation for the recoil force of the tool as a whole.

Кроме этого, часть звуковой энергии, ранее распространявшейся в окружающее пространство, будет поглощаться присоединенной частью воды и расходоваться на возбуждение в ней кавитации, и таким образом повышается общий кпд и снижается уровень шума. In addition, part of the sound energy previously distributed into the surrounding space will be absorbed by the attached part of the water and spent on the excitation of cavitation in it, and thus the overall efficiency increases and the noise level decreases.

Резьбовое крепление корпуса 6 компенсатора 7 на корпусе 1 форсунки позволяет регулировать положение компенсатора в зависимости от параметров рабочей струи - расхода, давления и скорости истечения, а также от заданной степени очистки обрабатываемой поверхности. Корпус 6 компенсатора 7 фиксируется в требуемом положении с помощью контргайки 12. The threaded fastening of the housing 6 of the compensator 7 on the housing 1 of the nozzle allows you to adjust the position of the compensator depending on the parameters of the working jet - flow, pressure and flow rate, as well as on the specified degree of cleaning of the treated surface. The housing 6 of the compensator 7 is fixed in position by means of a lock nut 12.

Таким образом, использование в форсунке эжекционного компенсатора обеспечивает повышение кпд инструмента за счет формирования более объемного рабочего факела за счет эжекции окружающей воды и за счет изменения направления подсасываемой воды обеспечивает как минимум частичную компенсацию отдачи рабочей струи. Thus, the use of an ejection compensator in the nozzle provides an increase in the efficiency of the tool due to the formation of a more voluminous working torch due to ejection of the surrounding water and due to a change in the direction of the sucked-in water, provides at least partial compensation for the return of the working jet.

Claims (2)

1. Кавитационная форсунка, содержащая корпус с центральным проточным каналом, образованным входным конфузором, расширительной камерой и выходным диффузором, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена компенсатором, закрепленным на корпусе в области расположения выходного диффузора, при этом внутренняя полость компенсатора на выходе выполнена в виде диффузора, переходящего в кольцеобразную щелевую камеру, а затем в расширительную камеру, образованную между наружной стенкой диффузора форсунки и внутренней стенкой корпуса компенсатора и сообщенную с задиффузорным пространством посредством сквозных каналов, выполненных в теле корпуса компенсатора.1. Cavitation nozzle containing a housing with a central flow channel formed by an inlet confuser, an expansion chamber and an output diffuser, characterized in that it is additionally equipped with a compensator mounted on the housing in the area of the output diffuser, while the internal cavity of the compensator at the outlet is made in the form of a diffuser passing into an annular slotted chamber and then into an expansion chamber formed between the outer wall of the nozzle diffuser and the inner wall of the housing ra and communicated with the diffuser space through the through channels made in the body of the compensator body. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что корпус компенсатора установлен на корпусе форсунки с возможностью продольного перемещения вдоль него и последующей фиксации в требуемом положении.2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the compensator body is mounted on the nozzle body with the possibility of longitudinal movement along it and subsequent fixation in the desired position.
RU2002110998/11A 2002-04-25 2002-04-25 Cavitation injector RU2222464C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110998/11A RU2222464C2 (en) 2002-04-25 2002-04-25 Cavitation injector
AU2002323875A AU2002323875A1 (en) 2002-04-25 2002-08-06 Cavitation nozzle
PCT/RU2002/000379 WO2003091096A1 (en) 2002-04-25 2002-08-06 Cavitation nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110998/11A RU2222464C2 (en) 2002-04-25 2002-04-25 Cavitation injector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2222464C2 true RU2222464C2 (en) 2004-01-27
RU2002110998A RU2002110998A (en) 2004-02-10

Family

ID=29268134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002110998/11A RU2222464C2 (en) 2002-04-25 2002-04-25 Cavitation injector

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002323875A1 (en)
RU (1) RU2222464C2 (en)
WO (1) WO2003091096A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547498C1 (en) * 2014-02-20 2015-04-10 ООО "Экополимер" Physicochemical membrane bioreactor
RU2575033C1 (en) * 2014-09-03 2016-02-10 Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") Cavitation atromiser
RU2606430C2 (en) * 2011-06-24 2017-01-10 Дюрр Экоклин Гмбх Workpieces treatment device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006043911A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Zakharchenko Sergiy Gennadevic Cavitation nozzle
JP5834853B2 (en) * 2011-01-26 2015-12-24 Ｊｆｅスチール株式会社 Steel plate scale removal nozzle, steel plate scale removal apparatus, and steel plate scale removal method
RU174490U1 (en) * 2017-02-15 2017-10-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ CAVITATOR
RU2668027C1 (en) * 2018-01-10 2018-09-25 Александр Георгиевич Семенов Cavitator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60168554A (en) * 1984-02-13 1985-09-02 Sugino Mach:Kk Jet nozzle in liquid
RU2076824C1 (en) * 1993-05-26 1997-04-10 Акционерное общество "ШиК" Device for underwater cleaning of ships and submerged structures
RU2139222C1 (en) * 1997-12-04 1999-10-10 Ватутин Анатолий Александрович Device for underwater cleaning of surfaces

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606430C2 (en) * 2011-06-24 2017-01-10 Дюрр Экоклин Гмбх Workpieces treatment device
RU2547498C1 (en) * 2014-02-20 2015-04-10 ООО "Экополимер" Physicochemical membrane bioreactor
RU2575033C1 (en) * 2014-09-03 2016-02-10 Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") Cavitation atromiser

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003091096A1 (en) 2003-11-06
AU2002323875A1 (en) 2003-11-10
RU2002110998A (en) 2004-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6280302B1 (en) Method and apparatus for fluid jet formation
US4342425A (en) Cavitation nozzle assembly
US5941461A (en) Nozzle assembly and method for enhancing fluid entrainment
US20190314866A1 (en) Device and Method for Hydrodynamic Surface Cleaning Based on Micro-Hydropercussion Effect
JPH09108596A (en) Fluid jet nozzle and stress improving method using the same
RU2222464C2 (en) Cavitation injector
RU2376193C1 (en) Method of hydrodynamic underwater cleaning of surfaces and related device
JPH06257371A (en) Purifier for hole peripheral section
RU2222463C2 (en) Injector for underwater cleaning tool
JP2004076573A (en) Injection head of fluid
JPH0985625A (en) Liquid injection nozzle, manufacture of the nozzle and stress relieving device using the nozzle
RU55842U1 (en) DEVICE FOR HYDROCAVITATION EROSION DESTRUCTION OF POPULATIONS, SEDIMENTS AND ROCK IN AQUATIC ENVIRONMENT
RU2318115C2 (en) Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment
RU2095274C1 (en) Underwater head-cavitator for hydrodynamic cleaning of surfaces
RU2159684C1 (en) Device for dispersing of liquid
RU2258130C1 (en) Cavitator for underwater cleaning of clogged solid body surfaces
US20040006818A1 (en) Pulsating-spray shower head
RU2114280C1 (en) Double-stage pulsator for treatment of bottom-hole zone in oil bed
RU2139222C1 (en) Device for underwater cleaning of surfaces
CN220386850U (en) Pulse cavitation jet nozzle device and jet generation system
RU2225250C2 (en) Rotor apparatus
RU2074117C1 (en) Dispenser
RU2005141026A (en) METHOD FOR HYDROCAVITATION EROSION DESTRUCTION OF GROWTHS AND SEDIMENTS, AS WELL AS ROCK BREEDS IN AQUEOUS ENVIRONMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2123619C1 (en) Steam-and-liquid jet device with pressure of liquid across outlet exceeding pressure of working steam
RU2072454C1 (en) Liquid-gas ejector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050426

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080427

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080523

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130426