RU2234363C1 - Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization - Google Patents
Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234363C1 RU2234363C1 RU2003127714/15A RU2003127714A RU2234363C1 RU 2234363 C1 RU2234363 C1 RU 2234363C1 RU 2003127714/15 A RU2003127714/15 A RU 2003127714/15A RU 2003127714 A RU2003127714 A RU 2003127714A RU 2234363 C1 RU2234363 C1 RU 2234363C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- liquid
- stator
- cavity
- annular
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к технологии гидромеханической обработки жидкостей, имеющих в своем составе связанный водород, с деструктивным преобразованием их химических связей на молекулярном уровне для различных технологических целей и непосредственно касается способа и устройства для резонансного возбуждения жидкости с помощью роторного гидродинамического возбудителя.The invention relates to a technology for the hydromechanical treatment of liquids containing bound hydrogen with a destructive conversion of their chemical bonds at the molecular level for various technological purposes, and relates directly to a method and device for resonant excitation of a liquid using a rotary hydrodynamic pathogen.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Из уровня техники известны способ и устройство для нагревания жидкости (патент RU 2150055), способ и устройство для кондиционирования углеводородных жидкостей (патент RU 2155636) и способ и устройство для эмульгирования (международная публикация WO 99/36164), в которых используется один и тот же роторный гидродинамический возбудитель. Все указанные способы включают подачу жидкости в полость рабочего колеса, вращающегося внутри статора, выпуск жидкости из рабочего колеса через ряд выходных отверстий, равномерно распределенных на его периферийной кольцевой поверхности, в кольцевую резонансную полость, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и внутренней коаксиальной поверхностью статора, и отвод жидкости из кольцевой резонансной полости в сборную камеру. При этом номинальные величины радиуса R периферийной кольцевой поверхности рабочего колеса и частоты n его вращения задаются в зависимости от выбранного количества К его выходных отверстий согласно следующим эмпирическим соотношениям:The prior art method and device for heating a liquid (patent RU 2150055), a method and device for conditioning hydrocarbon liquids (patent RU 2155636) and a method and device for emulsification (international publication WO 99/36164) that use the same rotary hydrodynamic pathogen. All of these methods include supplying fluid to the cavity of the impeller rotating inside the stator, discharging fluid from the impeller through a series of outlet openings evenly distributed on its peripheral annular surface into the annular resonance cavity bounded by the peripheral annular surface of the impeller and the inner coaxial surface of the stator, and drainage of liquid from the annular resonance cavity into the collection chamber. In this case, the nominal values of the radius R of the peripheral annular surface of the impeller and its rotation frequency n are set depending on the selected number K of its outlet openings according to the following empirical relations:
R=1,1614 К [мм] (т.н. “активный” радиус),R = 1.1614 K [mm] (the so-called “active” radius),
n=3,8396 К-1,5× 106 [об/мин].n = 3.8396 K -1.5 × 10 6 [rpm].
Приведенные соотношения получены из известной (например, из описания к патенту RU 2150055) эмпирической зависимостиThe above ratios are obtained from the well-known (for example, from the description of patent RU 2150055) empirical dependence
где V [м/с] - окружная скорость вращения жидкости на радиусе R [м] с учетом эмпирического допущения, что t=L, где t [м] - окружной шаг расположения выходных отверстий рабочего колеса на окружности с “активным” радиусом R; L [м] - длина волны возбуждаемых в жидкости звуковых колебаний, эмпирически численно приравненная известной физической константе постоянной тонкой структуры α , взятой в метрах.where V [m / s] is the circumferential velocity of fluid rotation at a radius R [m], taking into account the empirical assumption that t = L, where t [m] is the circumferential pitch of the outlet openings of the impeller on a circle with an “active” radius R; L [m] is the wavelength of sound vibrations excited in the fluid, empirically numerically equal to the known physical constant of the fine structure constant α, taken in meters.
Все упомянутые устройства содержат ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно установленное на валу рабочее колесо. Последнее выполнено в виде диска с периферийной кольцевой стенкой, в которой выполнен ряд выходных отверстий, равномерно распределенных по окружности. Статор имеет коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное с полостью рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости. Имеется кольцевая резонансная полость, образованная периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора. Статор имеет сборную камеру, сообщенную, с одной стороны, с его выпускным отверстием и, с другой стороны, с кольцевой резонансной полостью. Предусмотрено средство для привода ротора с заданной частотой вращения.All said devices comprise a rotor including a shaft supported by bearings and at least one impeller mounted on the shaft. The latter is made in the form of a disk with a peripheral annular wall, in which a number of outlet openings are made uniformly distributed around the circumference. The stator has a coaxial impeller wall, an inlet for supplying fluid in communication with the cavity of the impeller, and an outlet for discharging fluid. There is an annular resonance cavity formed by the peripheral annular wall of the impeller and the coaxial wall of the stator. The stator has a collection chamber communicated, on the one hand, with its outlet and, on the other hand, with an annular resonance cavity. Means are provided for driving a rotor with a predetermined speed.
Описанные аналоги объединяются общим процессом резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, для деструктивного преобразования ее химических связей на молекулярном уровне. В этих аналогах предпринята результативная попытка выбора оптимальных значений основных рабочих параметров в зависимости от выбранного количества выходных отверстий рабочего колеса. Однако потенциальные возможности подобного резонансного возбуждения жидкости остаются не исчерпанными. В частности, кольцевая резонансная полость, являющаяся здесь основной “активной” зоной в потоке жидкости, недостаточно развита в аксиальном направлении, что сокращает время пребывания в ней обрабатываемой жидкости и снижает эффективность резонансного возбуждения и соответственно качество технологической обработки жидкости.The described analogues are combined by the general process of resonant excitation of a liquid having bound hydrogen in its composition to destructively transform its chemical bonds at the molecular level. In these analogs, an effective attempt was made to select the optimal values of the main operating parameters, depending on the selected number of outlet openings of the impeller. However, the potentialities of such a resonant excitation of a liquid remain not exhausted. In particular, the annular resonance cavity, which is the main “active” zone in the fluid flow here, is not sufficiently developed in the axial direction, which reduces the residence time of the treated fluid in it and reduces the efficiency of resonant excitation and, accordingly, the quality of the technological processing of the fluid.
Из уровня техники известно также аналогичное устройство для резонансного возбуждения жидкости (заявка RU 2002116939, решение о выдаче патента от 26.06.2003), в котором предусмотрен возврат для дополнительной обработки части обрабатываемой жидкости из кольцевой резонансной полости в полость рабочего колеса по контуру внутренней рециркуляции жидкости. При этом контур внутренней рециркуляции жидкости образован с тыльной стороны рабочего колеса с помощью промежуточного уплотнения, установленного перед концевым уплотнением рабочего колеса, и ряда перепускных отверстий, выполненных в его несущем диске перед промежуточным уплотнением. Здесь возвращаемая жидкость поступает не на вход, а в серединную часть рабочего колеса, что снижает эффективность дополнительной обработки жидкости.A similar device for resonant excitation of a liquid is also known from the prior art (application RU 2002116939, decision to grant a patent dated 06/26/2003), which provides for the return for additional processing of a part of the processed fluid from the annular resonance cavity into the impeller cavity along the internal liquid recirculation circuit. In this case, the internal liquid recirculation loop is formed on the back of the impeller using an intermediate seal installed in front of the end seal of the impeller and a number of bypass holes made in its carrier disk in front of the intermediate seal. Here, the returned fluid does not enter the inlet, but into the middle part of the impeller, which reduces the efficiency of the additional fluid treatment.
ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY AND SUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание таких способа и устройства для резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, с помощью роторного гидродинамического возбудителя, которые позволяют существенно повысить эффективность резонансного возбуждения и соответственно качество технологической обработки жидкости.The present invention is the creation of such a method and device for the resonant excitation of a liquid having incorporated hydrogen using a rotary hydrodynamic pathogen, which can significantly increase the efficiency of resonant excitation and, accordingly, the quality of the technological processing of the liquid.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, для деструктивного преобразования ее химических связей на молекулярном уровне с помощью роторного гидродинамического возбудителя, включающем, как и упомянутый известный способ,The problem is solved in that in the proposed method for resonant excitation of a liquid having bound hydrogen in it for destructive conversion of its chemical bonds at the molecular level using a rotary hydrodynamic pathogen, including, as mentioned by the known method,
- подачу подлежащей обработке жидкости в полость рабочего колеса, вращающегося внутри статора,- the supply of the fluid to be processed into the cavity of the impeller rotating inside the stator,
- выпуск обрабатываемой жидкости из рабочего колеса через ряд выходных отверстий, равномерно распределенных на его периферийной кольцевой поверхности, в кольцевую резонансную полость, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и внутренней коаксиальной поверхностью статора,- the release of the processed fluid from the impeller through a series of outlet openings evenly distributed on its peripheral annular surface into an annular resonance cavity bounded by a peripheral annular surface of the impeller and the inner coaxial surface of the stator,
- выпуск обрабатываемой жидкости из кольцевой резонансной полости в сборную камеру статора,- the release of the processed fluid from the annular resonance cavity into the collecting chamber of the stator,
- возврат части обрабатываемой жидкости из кольцевой резонансной камеры в полость рабочего колеса для дополнительной обработки и- return of a portion of the processed fluid from the annular resonance chamber into the cavity of the impeller for additional processing
- отвод обработанной жидкости из сборной камеры,- removal of the treated fluid from the collection chamber,
при этом соблюдается следующая эмпирическая зависимость:the following empirical relationship is observed:
R3n2=23,0949× 103 [м3/мин2],R 3 n 2 = 23.0949 × 10 3 [m 3 / min 2 ],
где R [м] - радиус кольцевой поверхности рабочего колеса;where R [m] is the radius of the annular surface of the impeller;
n [об/мин] - частота вращения рабочего колеса,n [r / min] - the frequency of rotation of the impeller,
согласно изобретению, кольцевая резонансная полость выполнена развитой в аксиальном направлении таким образом, что ее аксиальная протяженность В составляет по крайней мере В=1,7 b, где b - ширина проточной части на выходе рабочего колеса.according to the invention, the annular resonance cavity is made developed in the axial direction so that its axial extent B is at least B = 1.7 b, where b is the width of the flowing part at the exit of the impeller.
Поставленная задача одновременно решается с помощью предлагаемого устройства для резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, с помощью роторного гидродинамического возбудителя, которое позволяет реализовать описанный способ резонансного возбуждения жидкости в рамках единого изобретательского замысла. Это устройство, как и упомянутое известное, содержитThe problem is simultaneously solved using the proposed device for the resonant excitation of a liquid having incorporated hydrogen, using a rotary hydrodynamic pathogen, which allows you to implement the described method of resonant excitation of a liquid in the framework of a single inventive concept. This device, like the aforementioned known, contains
- ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно установленное на валу лопастное рабочее колесо, при этом- a rotor including a shaft supported by bearings and at least one impeller mounted on the shaft, while
- рабочее колесо выполнено в виде несущего и покрывающего дисков с периферийной кольцевой стенкой, в которой выполнен ряд выходных отверстий для прохождения жидкости, равномерно распределенных по окружности,- the impeller is made in the form of a bearing and covering disks with a peripheral annular wall, in which a number of outlet openings for the passage of fluid, uniformly distributed around the circumference, are made,
- статор, имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное с полостью рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное со сборной камерой,- a stator having a wall coaxial to the impeller, an inlet for supplying fluid in communication with the cavity of the impeller, and an outlet for discharging fluid in communication with the collection chamber,
- кольцевую резонансную полость, которая образована внутренней поверхностью коаксиальной стенки статора и внешней поверхностью периферийной кольцевой стенки рабочего колеса и сообщена со сборной камерой статора,- an annular resonant cavity, which is formed by the inner surface of the coaxial wall of the stator and the outer surface of the peripheral annular wall of the impeller and communicated with the prefabricated stator chamber,
- контур внутренней рециркуляции жидкости из кольцевой резонансной полости в полость рабочего колеса и- the circuit of the internal liquid recirculation from the annular resonance cavity into the cavity of the impeller and
- средство для привода ротора с заданной частотой вращения,- means for driving the rotor with a given speed,
при этом радиус R внешней поверхности периферийной кольцевой стенки рабочего колеса составляетthe radius R of the outer surface of the peripheral annular wall of the impeller is
R=28,4777 n-2/3× 103 [мм],R = 28.4777 n -2/3 × 10 3 [mm],
где n [об/мин] - заданная частота вращения рабочего колеса.where n [rpm] is the set impeller speed.
Согласно изобретению, периферийная кольцевая стенка рабочего колеса выполнена шириной, минимальная величина которой составляет В=1,7 b, где b - ширина проточной части на выходе рабочего колеса.According to the invention, the peripheral annular wall of the impeller is made of a width, the minimum value of which is B = 1.7 b, where b is the width of the flowing part at the exit of the impeller.
Описанное выполнение кольцевой резонансной полости уже при указанном минимальном значении ширины В позволяет заметно увеличить время пребывания в ней обрабатываемой жидкости и тем самым повысить эффективность резонансного возбуждения и соответственно качество технологической обработки жидкости. Верхний предел диапазона выбора аксиальной протяженности кольцевой резонансной полости фактически определяется конструктивными и технологическими соображениями в отношении работоспособности, надежности и технологичности ротора машины.The described embodiment of the annular resonance cavity already at the specified minimum value of the width B can significantly increase the residence time of the treated liquid in it and thereby increase the efficiency of resonant excitation and, accordingly, the quality of the technological processing of the liquid. The upper limit of the choice of the axial extent of the annular resonance cavity is actually determined by design and technological considerations regarding the operability, reliability and adaptability of the machine rotor.
Другие особенности изобретения будут ясны из нижеследующего подробного описания примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.Other features of the invention will be apparent from the following detailed description of examples of its implementation with reference to the accompanying drawings.
ЧЕРТЕЖИBLUEPRINTS
Изобретение поясняется примерами его воплощения с иллюстрацией схематическими чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by examples of its embodiment with the illustration of schematic drawings, which show:
Фиг.1 - устройство для резонансного возбуждения жидкости, частичный продольный разрез по I-I (Фиг.2);Figure 1 - device for resonant excitation of a liquid, a partial longitudinal section along I-I (Figure 2);
Фиг.2 - то же, частичное поперечное сечение по II-II (Фиг.1, 3, 4);Figure 2 is the same, partial cross-section along II-II (Figs. 1, 3, 4);
Фиг.3 - то же (Фиг.1) с добавлением диафрагмы;Figure 3 is the same (Figure 1) with the addition of a diaphragm;
Фиг.4 - то же (Фиг.3) с добавлением выходной кольцевой вихревой камеры.Figure 4 is the same (Figure 3) with the addition of an output annular vortex chamber.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Способ резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, для деструктивного преобразования ее химических связей на молекулярном уровне осуществляется с помощью роторного гидродинамического возбудителя. Подлежащая обработке жидкость подается в полость 1 (Фиг.1) рабочего колеса 2 через впускное отверстие 3 статора 4. В процессе вращения рабочего колеса 2 обрабатываемая жидкость выпускается из него в кольцевую резонансную полость 5, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью 6 (Фиг.2) рабочего колеса 2 и противолежащей внутренней коаксиальной поверхностью 7 статора 4, через ряд выходных отверстий 8, равномерно распределенных на периферийной кольцевой поверхности 6 рабочего колеса 2. В пределах кольцевой резонансной полости 5 обрабатываемая жидкость продолжает вращаться относительно центральной оси 9 и претерпевает при этом резонансные колебания звуковой частоты, которые вызываются взаимодействием элементарных потоков, вытекающих из выходных отверстий 8 рабочего колеса 2, между собой и с коаксиальной поверхностью 7 статора 4. Обработанная жидкость отводится из кольцевой резонансной полости 5 в сборную камеру 10 и удаляется оттуда через выпускное отверстие 11 статора 4. Часть обрабатываемой жидкости возвращается из кольцевой резонансной полости 5 в полость 1 рабочего колеса 2 для дополнительной обработки. Необходимый скоростной напор жидкости создается лопатками 12 рабочего колеса 2 и дополнительно при необходимости путем приложения к жидкости внешнего давления.The method of resonant excitation of a liquid containing bound hydrogen for the destructive conversion of its chemical bonds at the molecular level is carried out using a rotary hydrodynamic pathogen. The liquid to be treated is supplied to the cavity 1 (Fig. 1) of the
При этом соблюдается следующая эмпирическая зависимость номинальных величин, вытекающая из приведенной выше известной зависимости (1):In this case, the following empirical dependence of nominal values is observed, which follows from the above known dependence (1):
где R [м] - “активный” радиус кольцевой поверхности 6 рабочего колеса 2,where R [m] is the "active" radius of the
n [об/мин] - частота вращения рабочего колеса 2.n [r / min] - the frequency of rotation of the
Согласно изобретению, кольцевая резонансная полость 5 выполнена развитой в аксиальном направлении таким образом, что ее аксиальная протяженность В составляет по крайней мере В=1,7 b, где b - ширина проточной части на выходе рабочего колеса.According to the invention, the
Наибольшая величина аксиальной протяженности В кольцевой резонансной полости 5 ограничивается конструктивными и технологическими соображениями, касающимися работоспособности, надежности и технологичности ротора машины, и выбирается исходя из практической целесообразности и/или технической осуществимости в отношении результирующих геометрических размеров и прочности рабочего колеса 2.The largest value of the axial extent In the
В предпочтительном воплощении (Фиг.3)кольцевая резонансная полость 5 продолжена в аксиальном направлении пассивным участком 5а, образованным противолежащими коаксиальными поверхностями статора. Пассивный участок 5а целесообразно выполнить со стороны рабочего колеса 2, обращенной в сторону сборной камеры 10, но также он может быть выполнен и с другой стороны рабочего колеса 2. Такое дополнительное расширение кольцевой резонансной полости 5, как это установлено экспериментально, способствует дальнейшему повышению эффективности резонансного возбуждения жидкости и соответственно повышению качества ее технологической обработки.In a preferred embodiment (FIG. 3), the
В другом предпочтительном воплощении (Фиг.4) выпуск обрабатываемой жидкости из кольцевой резонансной полости 5 (5а) в сборную камеру 10 осуществляется через образованную в статоре 4 с тыльной стороны рабочего колеса 2 выходную кольцевую вихревую камеру 5b с центростремительным потоком жидкости. Экспериментально установлено, что это дополнительно способствует дальнейшему повышению качества технологической обработки жидкости.In another preferred embodiment (FIG. 4), the liquid to be treated is discharged from the annular resonance cavity 5 (5a) into the
В следующем предпочтительном воплощении возврат части обрабатываемой жидкости из кольцевой резонансной полости 5 в полость 1 рабочего колеса 2 осуществляется через перепускную кольцевую вихревую камеру 5с с центростремительным потоком жидкости, образованную между передней частью рабочего колеса 2 и статором 4. Перепускная кольцевая вихревая камера 5с функционально аналогична выходной кольцевой вихревой камере 5b и похожим образом способствует дальнейшему повышению качества технологической обработки жидкости.In a further preferred embodiment, the return of a part of the liquid being processed from the
Количество возвращаемой на дополнительную обработку жидкости регулируется изменением проходного сечения перепускной кольцевой вихревой камеры 5с в ее самом узком месте и может составлять 10... 90%, предпочтительно 25... 75% от ее полного количества, покидающего рабочее колесо 2, в зависимости от требующегося соотношения качество/производительность обработки. Тем самым достигается возможность оптимального управления процессом гидромеханической обработки жидкости.The amount of liquid returned to additional processing is controlled by changing the flow cross section of the bypass
В наиболее предпочтительном воплощении резонансное возбуждение жидкости осуществляется на частотеIn the most preferred embodiment, the resonant excitation of the liquid is carried out at a frequency
где n [об/мин] - частота вращения рабочего колеса 2;where n [rpm] is the rotational speed of the
где R [мм] - радиус кольцевой поверхности 6 рабочего колеса 2,where R [mm] is the radius of the
3≤ d≤ 30 - выбранное целое число.3≤ d≤ 30 - the selected integer.
При этом в расчет принимаются только целочисленные или близкие к нему расчетные значения количества выходных отверстий 8 рабочего колеса 2. Окончательный выбор рабочей частоты возбуждения жидкости осуществляется опытным путем с учетом физико-химических и иных свойств конкретной обрабатываемой жидкости.In this case, only integer or close to it calculated values of the number of
Описанный способ резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, с использованием роторного гидродинамического возбудителя реализуется соответствующим устройством (Фиг.1...4), которое содержит ротор 13 с валом 14, опирающимся на подшипники 15 и снабженным уплотнением 16. На валу 14 установлено по крайней мере одно неподвижно соединенное с ним лопастное рабочее колесо 2, выполненное в виде несущего 17 и покрывающего 17а дисков с периферийной кольцевой стенкой 18. В последней выполнен ряд равномерно распределенных по окружности выходных отверстий 8 для выпуска обрабатываемой жидкости. Радиус R внешней поверхности периферийной кольцевой стенки 18 рабочего колеса 2 составляетThe described method of resonant excitation of a liquid containing bound hydrogen using a rotary hydrodynamic pathogen is implemented by the corresponding device (Figs. 1 ... 4), which comprises a rotor 13 with a shaft 14, supported by bearings 15 and provided with a seal 16. On the shaft 14, at least one
где n [об/мин] - заданная частота вращения рабочего колеса.where n [rpm] is the set impeller speed.
Статор 4 имеет коаксиальную рабочему колесу 2 стенку 19, впускное отверстие 3 для подачи подлежащей обработке жидкости, сообщенное с полостью 1 рабочего колеса 2, и выпускное отверстие 11 для отвода обработанной жидкости. Кольцевая резонансная полость 5 образована коаксиальной стенкой 19 статора 4 и периферийной кольцевой стенкой 18 рабочего колеса 2 и сообщена со сборной камерой 10. Предусмотрено любое подходящее из числа известных средство для привода ротора 13 с заданной частотой вращения, например электродвигатель (на чертежах не показан).The
Согласно изобретению, периферийная кольцевая стенка 18 рабочего колеса 2 выполнена шириной, минимальная величина которой составляет В=1,7 b, где b - ширина проточной части на выходе рабочего колеса 2.According to the invention, the peripheral
Наибольшая ширина В периферийной кольцевой стенки 18 рабочего колеса 2 ограничивается конструктивными и технологическими соображениями, касающимися работоспособности, надежности и технологичности ротора 13, и выбирается исходя из практической целесообразности и/или технической осуществимости в отношении результирующих геометрических размеров и прочности рабочего колеса 2.The greatest width In the peripheral
В предпочтительном воплощении (Фиг.3) в статоре 4 по крайней мере с одной стороны рабочего колеса 2, преимущественно со стороны сборной камеры 10, установлена диафрагма 20 с периферийной кольцевой стенкой 21. Наружная поверхность последней концентрична коаксиальной поверхности 7 статора 4 и имеет диаметр, равный или близкий диаметру внешней поверхности периферийной кольцевой стенки 18 рабочего колеса. Тем самым образуется пассивный участок 5а кольцевой резонансной полости 5, продолжающий ее в аксиальном направлении.In a preferred embodiment (FIG. 3), a
В другом предпочтительном воплощении (Фиг.4) в статоре 4 перед сборной камерой 10 установлена перегородка 22, снабженная центральным кольцевым перепускным отверстием 23. Тем самым образована выходная кольцевая вихревая камера 5b с центростремительным потоком жидкости, сообщенная со сборной камерой 10 перепускным отверстием 23.In another preferred embodiment (FIG. 4), a
В следующем предпочтительном воплощении контур внутренней рециркуляции жидкости включает перепускную кольцевую вихревую камеру 5с, образованную между покрывающим диском 17а рабочего колеса 2 и статором 4 и соединяющую второй выход кольцевой резонансной полости 5 со входом в рабочее колесо 2. Количество возвращаемой на дополнительную обработку жидкости может регулироваться изменением ширины С (Фиг.1) на выходе перепускной кольцевой вихревой камеры 5с.In a further preferred embodiment, the internal liquid recirculation loop includes an annular
В наиболее предпочтительном воплощении количество К выходных отверстий 8 рабочего колеса 2 составляет К=1,72205 R d-1, где 3≤ d≤ 30 - выбранное целое число.In the most preferred embodiment, the number K of the
При этом в расчет принимаются только целочисленные или близкие к нему расчетные значения количества выходных отверстий 8 рабочего колеса 2.In this case, only integer or close to it calculated values of the number of
Радиальный размер Н кольцевой резонансной полости 5 может быть выбран произвольно в разумных пределах, но для улучшения резонансных свойств предпочтительна эмпирическая величина: Н=0,91 m [мм], где 10≥ m≥ 1 - выбранное целое число.The radial size H of the
Ширина выходных отверстий 8 рабочего колеса 2 может составлять предпочтительно половину их окружного шага на окружности радиуса R и может незначительно изменяться на всем их радиальном протяжении.The width of the
Для решения обычных практических задач гидромеханической обработки жидкости достаточно применения устройства согласно изобретению с одним рабочим колесом 2. Однако при необходимости ротор 13 может содержать два и более рабочих колес, обычным образом устанавливаемых на общем валу 14, которые по потоку жидкости могут обычным образом соединяться последовательно или параллельно. Возможно также параллельное, последовательное или комбинированное соединение по потоку жидкости нескольких автономных устройств согласно изобретению как с одним, так и с несколькими рабочими колесами.To solve the usual practical problems of hydromechanical fluid processing, it is sufficient to use the device according to the invention with one
Описанное устройство для резонансного возбуждения жидкости работает следующим образом (Фиг.1... 4):The described device for the resonant excitation of a liquid works as follows (Figure 1 ... 4):
Ротор 13 с рабочим колесом 2 приводится, например, электродвигателем с заданной частотой вращения согласно зависимости (2). Подлежащая обработке жидкость подается через впускное отверстие 3 статора 4 в полость 1 рабочего колеса 2, вращающегося внутри статора 4. Из полости 1 рабочего колеса 2 обрабатываемая жидкость под напором выпускается через ряд его выходных отверстий 8 в кольцевую резонансную полость 5 между рабочим колесом 2 и статором 4. При этом вращающаяся в кольцевой резонансной полости 5 жидкость подвергается резонансному возбуждению с частотой F согласно зависимости (3). Затем вращающаяся жидкость проходит пассивный участок 5а кольцевой резонансной полости 5 и поступает в выходную кольцевую вихревую камеру 5b с центростремительным потоком жидкости, где жидкость продолжает вращаться с окружной скоростью, соответствующей известному закону сохранения количества движения. Из выходной кольцевой вихревой камеры 5b обработанная жидкость поступает через центральное кольцевое перепускное отверстие 23 в сборную камеру 10 и оттуда выводится через выпускное отверстие 11 на дальнейшую обработку, хранение или использование. Часть первоначально обработанной жидкости возвращается для дополнительной обработки из кольцевой резонансной полости 5 в полость 1 рабочего колеса 2 по внутреннему контуру рециркуляции, включающему перепускную кольцевую вихревую камеру 5с. Количество возвращаемой на дополнительную обработку жидкости может регулироваться изменением проходного сечения перепускной кольцевой вихревой камеры 5с.The rotor 13 with the
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Практическая область промышленного применения изобретения охватывает энергетическую, теплотехническую, химическую, нефтеперерабатывающую, нефтехимическую и другие отрасли промышленности, связанные с технологической переработкой жидкостей, а также смежные отрасли.The practical field of industrial application of the invention covers the energy, heat engineering, chemical, oil refining, petrochemical and other industries related to the technological processing of liquids, as well as related industries.
Перечень видов жидкостей, поддающихся гидромеханической обработке согласно изобретению, охватывает практически любые естественные и искусственные жидкости, имеющие в своем составе связанный водород, прежде всего воду, спирты, углеводородные жидкости и их смеси, в том числе с водой, в широком диапазоне вязкости и других физико-химических свойств. В частности, обработке согласно изобретению могут подвергаться такие углеводородные жидкости, как спиртовая смесь перед перегонкой, сырая нефть или газоконденсат перед дистилляцией, мазут перед повторной перегонкой или крекингом, газойль перед каталитическим крекингом, лигроин перед риформингом, другие промежуточные или конечные продукты нефтепереработки, такие как гудрон, включая кислый гудрон, перед дальнейшей переработкой или использованием. Не составляют исключения также всевозможные растворы, эмульсии, суспензии и т.п. смеси на основе упомянутых жидкостей, в том числе взаимно не смешивающихся, такие как мазут с водой, дизельное топливо с водой, бензин с водой и другие водотопливные смеси (композиционное топливо).The list of types of liquids amenable to hydromechanical processing according to the invention covers practically any natural and artificial liquids having bound hydrogen, primarily water, alcohols, hydrocarbon liquids and their mixtures, including water, in a wide range of viscosities and other physical chemical properties. In particular, hydrocarbon liquids such as an alcohol mixture before distillation, crude oil or gas condensate before distillation, fuel oil before re-distillation or cracking, gas oil before catalytic cracking, naphtha before reforming, other intermediate or final oil products, such as tar, including acid tar, before further processing or use. All kinds of solutions, emulsions, suspensions, etc. are also no exception. mixtures based on the mentioned liquids, including mutually immiscible ones, such as fuel oil with water, diesel fuel with water, gasoline with water and other water-fuel mixtures (composite fuel).
Ниже приведены конкретный пример практической реализации изобретения (Табл.1) и варианты его использования применительно к нагреванию воды для системы водяного отопления (Табл.2), кондиционированию (термин “кондиционирование” здесь означает придание обрабатываемой жидкости физико-химических свойств, благоприятных в отношении эффективности дальнейшей переработки и/или использования обработанной жидкости) сырой нефти перед дистилляцией (Табл.3) и приготовлению водомазутной смеси как композиционного топлива для котельной установки (Табл.4).The following is a specific example of the practical implementation of the invention (Table 1) and options for its use in relation to heating water for a water heating system (Table 2), conditioning (the term “conditioning” here means giving the processed liquid physicochemical properties favorable in terms of efficiency further processing and / or use of the processed liquid) crude oil before distillation (Table 3) and preparation of the oil-water mixture as a composite fuel for the boiler plant (T bl.4).
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127714/15A RU2234363C1 (en) | 2003-09-12 | 2003-09-12 | Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127714/15A RU2234363C1 (en) | 2003-09-12 | 2003-09-12 | Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2234363C1 true RU2234363C1 (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=33414722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127714/15A RU2234363C1 (en) | 2003-09-12 | 2003-09-12 | Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234363C1 (en) |
-
2003
- 2003-09-12 RU RU2003127714/15A patent/RU2234363C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2150055C1 (en) | Liquid heating method and device for its embodiment | |
RU2178337C2 (en) | Method and device for resonance excitation of liquids and method and plant for fractioning of hydrocarbon liquids | |
US9724625B2 (en) | In-line centrifuge-separator pump | |
CN106661875B (en) | Transonic two-phase reaction turbine | |
JP2001503369A (en) | Method for conditioning a hydrocarbon fluid and apparatus for implementing the method | |
EA017140B1 (en) | System and process (embodiments) for removing hydrogen sulfide from sour gas stream | |
RU2211856C1 (en) | Method, apparatus, and plant for compounded fuel | |
JPS60227883A (en) | Method and apparatus for oxidizing organic substance suspension | |
US5779439A (en) | Centrifugal liquid pump with internal gas injection | |
RU2234363C1 (en) | Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization | |
US6474939B1 (en) | Cell for pumping a multiphase effluent and pump comprising at least one of the cells | |
RU2221637C1 (en) | Method of resonance excitation of liquid and device for realization of this method | |
KR100633703B1 (en) | A back wash type fine filter combined fuel oil homogenizing purifier utilizing cavitation and fluid transient | |
RU2232630C2 (en) | Method of resonance excitation of liquid and method and device for heating liquid | |
RU2102435C1 (en) | Method and apparatus for processing oil stock | |
RU2218206C2 (en) | Device for hydro-acoustic treatment of liquids | |
EP1108463A1 (en) | Emulsifying method and device for realising the same | |
RU2155636C2 (en) | Method and apparatus for conditioning hydrocarbon liquids | |
RU2259872C1 (en) | Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel | |
RU2658448C1 (en) | Multistage cavitation heat generator (embodiments) | |
KR200431630Y1 (en) | High efficiency emulsifier | |
CN1181803A (en) | Method for heating a liquid and a device thereof | |
RU2266776C1 (en) | Method of preparation of a "water-in-oil" type emulsion and a system for its realization | |
RU2695193C1 (en) | Rotary pulse apparatus and method of its operation | |
SU986475A1 (en) | Mixing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070913 |