RU2254908C2 - Способ и устройство для обработки жидкости - Google Patents

Способ и устройство для обработки жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2254908C2
RU2254908C2 RU2002135906/15A RU2002135906A RU2254908C2 RU 2254908 C2 RU2254908 C2 RU 2254908C2 RU 2002135906/15 A RU2002135906/15 A RU 2002135906/15A RU 2002135906 A RU2002135906 A RU 2002135906A RU 2254908 C2 RU2254908 C2 RU 2254908C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
vortex nozzle
cone
fluid flow
vortex
Prior art date
Application number
RU2002135906/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002135906A (ru
Inventor
Михаел Т. РОМАНИСЦИН (US)
Михаел Т. РОМАНИСЦИН
Original Assignee
ЛАНСЕР ПАРТНЕРШИП, Лтд.
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 ЛАНСЕР ПАРТНЕРШИП, Лтд. filed Critical ЛАНСЕР ПАРТНЕРШИП, Лтд.
Publication of RU2002135906A publication Critical patent/RU2002135906A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2254908C2 publication Critical patent/RU2254908C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06Jet mills
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/23Mixing by intersecting jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2435Loop-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06Jet mills
    • B02C19/065Jet mills of the opposed-jet type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/08Influencing flow of fluids of jets leaving an orifice
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/913Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/0015Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2219/00153Vacuum spaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к обработке жидкости в вихревых соплах и может использоваться для диспергирования и активирования жидкости. Устройство содержит вихревое сопло с каналом и множеством впускных отверстий. Отверстие может быть одно. В этом случае оно выполнено в форме трапеции. Устройство может содержать два вихревых сопла, расположенных друг против друга. Способ заключается в закручивании первого и второго потока жидкости и сталкивании потоков. Технический результат состоит в разрыве молекулярных связей в жидкости или уменьшении размера твердых частиц в жидкости. 12 н. и 33 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки жидкостей, а конкретнее без ограничений - к блоку вихревого сопла, включающему усовершенствованные вихревые сопла.
Описание прототипа
В патенте США №4261521 описан блок вихревого сопла с парой вихревых сопел, расположенных внутри корпуса напротив друг друга. Сопла и их соответствующие выходы расположены в корпусе аксиально, и через него жидкость подается в вихревые сопла. Жидкость поступает во внутреннюю суженную на конус вихревую трубку каждого вихревого сопла через прямое круглое отверстие, расположенное по касательной по отношению к тороидальной полости. Тороидальная полость прилегает к большому концу суженной конической вихревой трубки, которая перпендикулярна к оси сопла. Жидкость выходит из этой тороидальной секции и по мере прохождения к выходу из сопла она постепенно закручивается в спираль тем сильнее, чем больше жидкости непрерывно поступает в отверстие. Переход от тороидальной формы к конической является критичным. Если внутренний край конуса тангенциален по отношению к внешней части тороида, жидкость выходит слишком быстро, чтобы полностью покрыть внутреннюю часть вихревой трубки. И наоборот, если внутренний край конуса начинается на нижнем квадранте тороида, выходящая жидкость создает помехи входящему потоку и вызывает сильную турбулентность.
По мере спирального прохождения в каждой вихревой трубке центробежная сила расплющивает циркулярную часть жидкости по стороне конусовидной вихревой трубки. Это действие ускоряет движение жидкости по мере ее продвижения к выходу, создавая пустоту внутри камеры вихревой трубки. Когда жидкость покидает стенки вихревой трубки, ее движение ускоряется в радиальном направлении, образуя полый жидкостный конус. Полый жидкостный конус из одного вихревого сопла сталкивается с полым жидкостным конусом из другого вихревого сопла внутри корпуса, который образует закрытую камеру с омываемой жидкостью. В этой закрытой камере развивается существенный вакуум благодаря образованию пустоты центробежной силой вихря. Сила от столкновения двух полых жидкостных конусов в присутствии этого существенного вакуума изменяет жидкость.
Желательно и предпочтительно, чтобы жидкость образовала однородный и тонкий слой, с максимальным количеством площади поверхности жидкости, подверженной действию вихревой камеры. Кроме того, этот тонкий слой становится внутренней жидкостной стенкой вихревой реакционной камеры. Если жидкость распределяется неоднородно по стенкам конусовидной вихревой трубки при ее выходе из сопла, модель столкновения между двумя соплами нарушается, что нарушает, в свою очередь, работу сопла. Эти нарушения в распределении жидкости всегда будут иметь место, если жидкость вводить одним потоком с циркулярным поперечным сечением перпендикулярно по отношению к оси сопла и попытаться развить этот поток жидкости в поток с однородным тонкослойным кольцевым сечением.
Увеличение длины вихревой трубки способствует образованию однородного слоя, предоставляя жидкости больше времени для развития потока со стабильной моделью; к сожалению, дополнительная длина значительно повышает фрикционные потери. Эти фрикционные потери ослабляют силу удара, когда два полых жидкостных конуса, выходящие из сопел, сталкиваются, снижая тем самым эффективность работы сопла. Кроме того, дополнительная длина уменьшает центробежную силу, так как длина увеличена на большом конце вихревой трубки. Это делает тороидальную секцию больше и снижает ротационную скорость для данной входной скорости.
В патенте США №5435913 вводится еще одна внутренняя вихревая трубка к каждому соплу, и, таким образом, исключается наличие только одного входного отверстия. Это обеспечивает определенный положительный эффект, особенно, если спаренные вихревые трубки имеют правильные размеры и расположены относительно друг друга. Однако правильные размеры и расположение сдвоенных пар сопел должны быть тщательно выверенными. В этом случае необходимо точно определить относительные размеры и размещение, поскольку вихревые трубки могут создать больше препятствий, нежели усилить действие друг друга.
Поэтому давно назрела необходимость создать блок вихревого сопла, который обеспечивал бы более однородную толщину слоя в вихревом сопле и позволил бы создать более применимую модель широты, но в менее сложной конструкции, чем та, которая имеет или один вход, или конструкцию со спаренными соплами.
Краткое наложение сущности изобретения
В соответствии с настоящим изобретением способ и устройство для обработки жидкостей включает блок вихревого сопла с усовершенствованными вихревыми соплами. Кроме того, усовершенствована вся система, ее расположение, конструкция колен и способы для вихревой системы. Предусмотрено входное отверстие и способы измерения физических свойств жидкости в процессе ее движения. Предусмотрен также каркас для вихревой системы.
Блок вихревого сопла включает первое вихревое сопло с проходящим через него каналом и отверстие или отверстия, через которые первый поток жидкости входит в канал. Первое вихревое сопло придает вращение первому потоку жидкости, создавая таким образом первый вращаемый поток жидкости. Блок вихревого сопла также включает и второе вихревое сопло, расположенное напротив первого вихревого сопла. Второе вихревое сопло имеет канал, проходящий через него и отверстие или отверстия, через которые вторая жидкость входит в канал. Второе вихревое сопло придает вращение второму потоку жидкости, создавая таким образам второй вращаемый поток жидкости, сталкивающийся с первым вращаемым потоком жидкости. По меньшей мере сегмент канала для каждого вихревого сопла сужен на конус и отверстие или отверстия расположены тангенциально по отношению к конусу канала и входят в канал под углом, равным углу конуса канала.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен перспективный вид устройства для обработки жидкостей.
На Фиг.2 представлено поперечное сечение по линиям 2,2 Фиг.1 устройства для обработки жидкостей.
На Фиг.3 представлена перспектива вихревого сопла устройства для обработки жидкостей.
На Фиг.4 представлена перспектива вихревого сопла устройства для обработки жидкостей.
На Фиг.5 представлена вертикальная проекция входной стороны корпуса вихревого сопла.
На Фиг.6 представлено поперечное сечение по линиям 6,6 Фиг.5, на которой представлен корпус вихревого сопла.
Подробное описание предпочтительного варианта изобретения
Как показано на Фиг.1 и 2, устройство 5 для обработки жидкости имеет каркас 6 для опоры насоса 7 и сборника 8 в нем с использованием любых подходящих средств крепления, таких как кронштейны. Устройство 5 далее включает корпус 9, соединенный с сборником 8, и блок 10 вихревого сопла, расположенный в корпусе 9.
Насос 6 имеет выходное отверстие 11 и представляет собой любой подходящий насос, способный перекачивать жидкость из источника с жидкостью через устройство 5. В этом предпочтительном варианте жидкостью может быть любая текучая жидкость, газ или твердые частицы, подающиеся посредством газа под давлением или потоком жидкости. Хотя в этом предпочтительном варианте для подачи жидкости представлен насос 6, специалистам очевидно, что могут быть использованы и другие подходящие и эквивалентные средства, такие как баллоны со сжиженным газом.
Сборник 8 включает впускное отверстие 12, отражающую стенку 13 и колена 14 и 15. Впускное отверстие 12 соединено с выходным отверстием 11 насоса 6 посредством любых подходящих средств, таких как фланец и зажимы, чтобы провести поток жидкости из насоса 6. Впускное отверстие 12, через которое жидкость подается к отражающей стенке 13, входит в ее впускное отверстие и крепится в нем жесткой посадкой, сваркой, клеем или другим способом. Отражающая стенка 13 принимает поток жидкости и делит его на первый и второй потоки жидкости, изменяя направление потока жидкости перпендикулярно относительно входящего потока из впускного отверстия 12. Отражающая стенка сочленена с коленом 14 и коленом 15 жесткой посадкой, сваркой, клеем или другим способом и подает первым поток жидкости в колено 14 и второй поток жидкости в колено 15. Каждое колено 14 и 15 поворачивает свой соответствующий поток жидкости, переданный от отражающей стенки 13, к корпусу 9. Колено 14 имеет соединительные части 16 и 17, которые соединяются вместе любыми подходящими средствами, такими как фланец и зажим. Соединительная часть колена 17 в этом предпочтительном варианте имеет второй фланец для соединения соединительной части 17 с корпусом 9. Аналогичным образом колено 15 имеет соединительные части 18 и 19, которые соединяются вместе любыми подходящими средствами, такими как фланец и зажим. Соединительная часть колена 19 в этом предпочтительном варианте имеет второй фланец для соединения соединительной части 17 с корпусом 9. Хотя в этом предпочтительном варианте предусмотрен сборник 8 для передачи потока жидкости в корпус 9, среднему специалисту в данной области техники очевидны и другие подходящие и эквивалентные средства, такие как два насоса и отдельные соединения с корпусом 9 или один насос, подающий жидкость в боковые части корпуса 9 вместо торцевых частей.
В корпусе 9 имеются входные отверстия 21 и 22, выходное отверстие 23 и упоры 25 и 26. По центральной оси корпуса 9 имеется расточенное отверстие 20 и расточенное отверстие 24, расположенное приблизительно по центру относительно средней точки корпуса 9, которое сообщается с отверстием 20. Корпус 9 закреплен и размещен между коленами 14 и 15 с использованием любых подходящих средств, таких как фланцы и зажимы, и принимает первый поток жидкости на входном отверстии 21 и второй поток жидкости на входном отверстии 22. Выходное отверстие 23 связано с любым подходящим хранилищем жидкости или системой подачи с использованием хорошо известной системы труб.
Блок 10 вихревого сопла сидит в отверстии 20 и в этом предпочтительном варианте включает вихревые сопла 27 и 28, которые расположены внутри отверстия 20 корпуса 9 напротив друг друга и предназначены сталкивать первый поток жидкости со вторым потоком жидкости, подвергая обработке текущую жидкость. Вместе с вихревым соплом 27, вставленным в корпус 9, вихревое сопло 27 и корпус 9 образуют полость 40, которая принимает первый поток жидкости из колена 14 и передает его к вихревому соплу 27. Аналогично вместе с вихревым соплом 28, вставленным в корпус 9, вихревое сопло 28 и корпус 9 образуют полость 41, которая принимает второй поток жидкости из колена 15 и передает его к вихревому соплу 28.
Как показано на Фиг.3-6, вихревое сопло 27 включает корпус сопла 29 и торцевой колпачок 30. В целях раскрытия здесь описано только вихревое сопло 27. Однако следует понимать, что вихревое сопло 28 идентично по внешнему виду, конструкции и работе вихревому соплу 27 и просто расположено в расточенном отверстии 20 корпуса 9 напротив вихревого сопла 27, чтобы облегчить столкновение второго потока жидкости с первые потоком жидкости.
Корпус 29 сопла в этом предпочтительном варианте фактически цилиндрический по форме и включает суженный на конус канал 31, проходящий аксиально через него. Конусовидный канал 31 имеет впускную сторону 32 и уменьшается в диаметре, заканчиваясь на выпускной стороне 33. Угол конуса суженного канала 31 составляет больше 0° и меньше 90°, однако лучше, если углы конуса будут больше 5° и меньше 60°.
Корпус 29 сопла имеет выступ 34 с приподнятой частью 35 и канавкой 36 в ней. Выступ 34 имеет размеры, которые позволяют его жестко посадить на внутреннюю поверхность корпуса 9, а приподнятая часть 35 прилегает к упору 25, что позволяет жестко посадить вихревое сопло 27 в корпусе 9. Канавка 36 служит для уплотнения и герметично держит корпус 29 сопла и, таким образом, само вихревое сопло 27 в корпусе 9.
Корпус 29 сопла еще имеет отверстия 37-39 для входа первого потока жидкости в конусовидный канал 31 вихревого сопла 27. В этом предпочтительном варианте отверстия 37-39 преимущественно трапециевидные по форме и расположены радиально на одинаковом расстоянии вокруг корпуса 29, начинаясь на внутренней стороне 32. Хотя в этом предпочтительном варианте имеются три трапециевидных отверстия 37-39, специалистам очевидно, что на самом деле необходимо только одно отверстие, но их может быть любое количество. Более того, отверстия 37-39 могут иметь любую приемлемую форму для подачи жидкости в конусовидный канал 31, и быть, например, эллипсовидными, треугольными, D-образными и другими.
В этом предпочтительном варианте отверстия расположены по касательной по отношению к внутренней поверхности конусовидного канала 31 и входят в канал 31 под тем же углом, что и конус конусовидного канала 31, что усиливает подачу первого потока жидкости в конусовидный канал 31 и в конечном итоге - улучшает распределение первого потока жидкости по конусовидному каналу 31. Хотя в этом предпочтительном варианте угол тангенциальных отверстий 37-39 совмещен с углом конуса конусовидного канала 31, специалистам данной области понятно, что отверстия 37-39 могут входить в конусовидный канал 31 под любым углом относительно конуса конусовидного канала 31. Кроме того, край корпуса 29 сопла, образующий внутреннюю сторону 32, включает конус с таким же углом, что и конус конусовидного канала 31, чтобы каждое из отверстий 37-39 имело трапециевидную форму.
Торцевой колпачок 30 герметично прилегает к торцу корпуса 29 сопла, образующему впускную сторону 32, и позволяет жидкости входить в конусовидный канал 31 только через отверстия 37-39. Соответственно внутренняя поверхность торцевого колпачка 30, прилегающая к торцу корпуса 29 сопла, образующему впускную сторону 32, включает конус с таким же углом, что и конус конусовидного канала 31. Торцевой колпачок 30 крепится к торцу корпуса 29 сопла, образующему впускную сторону 32, с использованием любых подходящих средств, таких как крепежные винты, клей и другие. Однако надо сказать, что торцевой колпачок 30 может быть выполнен как единое целое с корпусом 29 сопла. Хотя в этом предпочтительном варианте внутренняя поверхность торцевого колпачка 30 и торец корпуса 29 сопла, образующий впускную сторону 32, имеют конус под таким же углом, что и конус конусовидного канала 31 с отверстиями 37-39, каждое из которых имеет фактически трапециевидную форму, специалистам понятно, что внутренняя поверхность торцевого колпачка 30 и торец корпуса 29 сопла, образующие впускную сторону 32, могут быть расположены под любым углом.
В торцевом колпачке предусмотрен выступ 42, который выполнен как единое целое с ним или крепится к нему отдельно по центру внутренней поверхности колпачка 30. В этом предпочтительном варианте выступ 42 конический по форме и входит в конусовидный канал 31. Он предназначен регулировать компоненты вектора силы жидкости, входящей в конусовидный канал 31. Канал 43 через выступ 42 сообщается с полостью 44 приблизительно у центра наружной поверхности торцевого колпачка 30. Трубка 45 (см. Фиг.2) входит в полость 44 и предназначена для измерения вакуума внутри конусовидного канала 31.
Поток жидкости, подающейся к вихревому соплу 27, входит в конусовидный канал 31 через отверстия 37-39. Конусовидный канал 31 принимает жидкость и придает ей вращение, создавая таким образом поток вращающейся жидкости, проходящий по конусовидному каналу 31 и выходящий по его выпускной стороне 33. Каждое из отверстий 37-39 подает порцию потока жидкости и по касательной и перпендикулярно по отношению к конусовидному каналу 31. Такое касательное и нормальное поступление жидкости множественными полосами распределяет ее однородно тонким вращающимся слоем по конусовидному каналу 31, что сводит к минимуму потери из-за внутреннего турбулентного движения. Соответственно вихревое сопло 27 обеспечивает более интенсивное и стабильное динамическое действие вращающегося потока жидкости, выходящего с выпускной стороны 33 конусовидного канала 31.
Кроме того, в этом предпочтительном варианте площадь поперечного сечения отверстий 37-39 меньше площади поперечного сечения впускной стороны 32 конусовидного канала 31, что создает вакуум внутри вращающегося потока жидкости. Тем не менее, специалистам данной области понятно, что размер отверстий 37-39 может быть разным в зависимости от конкретных требований применения. Силу вакуума, созданного отверстиями 37-39, можно регулировать с использованием выступа 42 для изменения векторов силы вращающегося потока жидкости. Увеличение размера выступа 42 (например, диаметра или длины) уменьшает объем внутри конусовидного канала 31, наполняемого жидкостью, увеличивая, таким образом, вакуум и обеспечивая поток вращающейся жидкости компонентами вектора с большей тягой вниз и наружу.
В работе сборник 8 собирают, как описано выше, и подсоединяют к насосу 7. Каждое из сопел 27 и 28 вставляют напротив друг друга в корпус 9, как описано ранее, и корпус 9 соединяют с сборником 8. Насос 7 качает жидкость из источника жидкости и подает ее в сборник 8, который делит жидкость на первый поток и второй поток. Сборник 8 подает первый поток жидкости в полость 40 корпуса 9 и второй поток в полость 41 корпуса 9. Первый поток жидкости входит в вихревое сопло 27 из полости 40 через отверстия вихревого сопла 27. Вихревое сопло 27 принимает в себя жидкость и придает жидкости вращение, создавая первый вращающийся поток жидкости, который спускается вниз по вихревому соплу 27 и выходит с его выпускной стороны. Аналогичным образом второй поток жидкости входит в вихревое сопло 28 из полости 41 через отверстия вихревого сопла 28. Вихревое сопло 28 принимает в себя жидкость и придает жидкости вращение, создавая второй вращающийся поток жидкости, который спускается вниз по вихревому соплу 28 и выходит с его выпускной стороны. Благодаря расположению сопел 27 и 28 напротив друг друга первый вращающийся поток жидкости сталкивается со вторым вращающимся потоком жидкости, и это обеспечивает ее обработку посредством разрыва молекулярных связей в жидкости или уменьшения размера твердых частиц внутри жидкости. Далее обработанная жидкость выходит через выходное отверстие 23 корпуса 9 и стекает в соответствующий резервуар или систему подачи.
Хотя настоящее изобретение описано на примере варианта, такое описание служит только в целях иллюстрации, и специалистам понятно, что в объем данного изобретения входят также многие другие варианты, эквиваленты и множественные вариации. Следовательно, предшествующее описание не следует никоим образом рассматривать как ограничивающее объем данного изобретения, который определяется последующей формулой изобретения.

Claims (45)

1. Вихревое сопло, включающее корпус сопла с проходящим через него каналом и множеством отверстий, впускающих поток жидкости в основном по касательной и перпендикулярно в канал; и торцевой колпачок, прикрепленный к корпусу сопла.
2. Вихревое сопло по п.1, отличающееся тем, что канал сужен на конус.
3. Вихревое сопло по п.2, отличающееся тем, что конусовидный канал включает впускную сторону и выпускную сторону.
4. Вихревое сопло по п.3, отличающееся тем, что угол конуса впускной стороны конусовидного канала фактически равен углу конуса конусовидного канала.
5. Вихревое сопло по п.2, отличающееся тем, что каждое из множества отверстий расположено по касательной к конусовидному каналу.
6. Вихревое сопло по п.2, отличающееся тем, что каждое из множества отверстий входит в конусовидный канал под углом, фактически равным углу конуса конусовидного канала.
7. Вихревое сопло по п.3, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения каждого из множества отверстий меньше площади поперечного сечения впускной стороны конусовидного канала.
8. Вихревое сопло по п.1, отличающееся тем, что множество отверстий расположено радиально на одинаковом расстоянии по корпусу сопла.
9. Вихревое сопло по п.1, отличающееся тем, что множество отверстий имеет форму трапеции.
10. Вихревое сопло по п.2, отличающееся тем, что внутренняя поверхность торцевого колпачка конусовидной формы и угол конуса фактически равен углу конуса конусовидного канала.
11. Вихревое сопло по п.1, отличающееся тем, что торцевой колпачок имеет выступ, проходящий в канал и предназначенный регулировать компоненты вектора силы потока жидкости, входящей в канал.
12. Вихревое сопло по п.1, отличающееся тем, что корпус сопла цилиндрический по форме и имеет выступ с приподнятой частью в нем.
13. Вихревое сопло, включающее корпус сопла с проходящим через него каналом и отверстием, имеющим в основном форму трапеции и впускающим поток жидкости в канал, причем отверстие размещено по касательной к каналу; и торцевой колпачок с креплением к корпусу сопла.
14. Вихревое сопло по п.13, отличающееся тем, что канал сужен на конус.
15. Вихревое сопло по п.14, отличающееся тем, что конусовидный канал включает впускную сторону и выпускную сторону.
16. Вихревое сопло по п.15, отличающееся тем, что угол конуса впускной стороны конусовидного канала фактически равен углу конуса конусовидного канала.
17. Вихревое сопло по п.14, отличающееся тем, что отверстие расположено по касательной к конусовидному каналу.
18. Вихревое сопло по п.14, отличающееся тем, что отверстие входит в конусовидный канал под углом, фактически равным углу конуса конусовидного канала.
19. Вихревое сопло по п.15, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения отверстия меньше площади поперечного сечения впускной стороны конусовидного канала.
20. Вихревое сопло по п.14, отличающееся тем, что торцевой колпачок имеет внутреннюю поверхность конусовидной формы с конусом под углом, фактически равным углу конуса конусовидного канала.
21. Вихревое сопло по п.13, отличающееся тем, что торцевой колпачок имеет выступ, проходящий в канал и предназначенный регулировать компоненты вектора силы потока жидкости, входящей в канал.
22. Вихревое сопло по п.13, отличающееся тем, что корпус сопла цилиндрический по форме и имеет выступ с приподнятой частью в нем.
23. Устройство для обработки жидкости, включающее первое вихревое сопло с каналом, проходящим через него, и множество отверстий, впускающих первый поток жидкости в основном по касательной и перпендикулярно в канал, в результате чего первое вихревое сопло придает вращение первому потоку жидкости и создает первый вращаемый поток жидкости; и второе вихревое сопло, расположенное напротив первого вихревого сопла и включающее канал, проходящий через него, и множество отверстий, впускающих второй поток жидкости в основном перпендикулярно и по касательной в канал, в результате чего второе вихревое сопло придает вращение второму потоку жидкости и создает второй вращаемый поток жидкости, приходящий в столкновение с первым вращаемым потоком жидкости.
24. Устройство для обработки жидкости, включающее первое вихревое сопло с каналом, проходящим через него, и отверстие, имеющее в основном форму трапеции и впускающее первый поток жидкости по касательной к каналу, в результате чего первое вихревое сопло придает вращение первому потоку жидкости и создает первый вращаемый поток жидкости; и второе вихревое сопло, расположенное напротив первого вихревого сопла и включающее канал, проходящий через него, и отверстие, имеющее в основном форму трапеции и впускающее второй поток жидкости по касательной к каналу, в результате чего второе вихревое сопло придает вращение второму потоку жидкости и создает второй вращаемый поток жидкости, приходящий в столкновение с первым вращаемым потоком жидкости.
25. Устройство для обработки жидкости по п.24, отличающееся тем, что отверстие первого вихревого сопла впускает первый поток жидкости перпендикулярно каналу.
26. Устройство для обработки жидкости по п.24, отличающееся тем, что отверстие второго вихревого сопла впускает второй поток жидкости перпендикулярно каналу.
27. Способ обработки жидкости, включающий размещение первого вихревого сопла напротив второго вихревого сопла; впуск первого потока жидкости в основном перпендикулярно и по касательной в канал первого вихревого сопла через множество отверстий первого вихревого сопла, в результате чего первое вихревое сопло придает вращение первому потоку жидкости и создает первый вращаемый поток жидкости; и впуск второго потока жидкости в основном перпендикулярно и по касательной в канал второго вихревого сопла через множество отверстий второго вихревого сопла, в результате чего второе вихревое сопло придает вращение второму потоку жидкости и создает второй вращаемый поток жидкости, сталкивающийся с первым вращаемым потоком жидкости.
28. Способ обработки жидкости, включающий размещение первого вихревого сопла напротив второго вихревого сопла; впуск первого потока жидкости по касательной в канал первого вихревого сопла через отверстие, имеющее в основном форму трапеции, первого вихревого сопла, в результате чего первое вихревое сопло придает вращение первому потоку жидкости и создает первый вращаемый поток жидкости; и впуск второго потока жидкости по касательной в канал второго вихревого сопла через отверстие второго вихревого сопла, в результате чего второе вихревое сопло придает вращение второму потоку жидкости и создает второй вращаемый поток жидкости, сталкивающийся с первым вращаемым потоком жидкости.
29. Способ по п.28, включающий далее впуск первого потока жидкости перпендикулярно каналу первого вихревого сопла через отверстие первого вихревого сопла.
30. Способ по п.28, включающий далее впуск второго потока жидкости перпендикулярно каналу второго вихревого сопла через отверстие второго вихревого сопла.
31. Способ вращения жидкости, включающий впуск потока жидкости в основном по касательной и перпендикулярно каналу вихревого сопла через множество отверстий и вращение потока жидкости в канале.
32. Способ по п.31, отличающийся тем, что канал сужен на конус и поток жидкости входит под углом, фактически равным углу конуса.
33. Способ вращения жидкости, включающий впуск потока жидкости по касательной в канал вихревого сопла через отверстие, имеющее в основном форму трапеции; и вращение потока жидкости в канале.
34. Способ по п.33, далее включающий впуск потока жидкости перпендикулярно каналу.
35. Способ по п.33, отличающийся тем, что канал сужен на конус и поток жидкости входит под углом, фактически равным углу конуса.
36. Вихревое сопло, включающее корпус сопла с каналом, проходящим через него; при этом по меньшей мере сегмент канала сужен на конус; и множество отверстий для впуска потока жидкости по касательной и перпендикулярно каналу.
37. Вихревое сопло по п.36, отличающееся тем, что по меньшей мере одно из множества отверстий входит в конусовидный канал под углом, фактически равным углу конуса конусовидного канала.
38. Вихревое сопло по п.36, отличающееся тем, что корпус сопла цилиндрический по форме и имеет выступ с приподнятой частью.
39. Вихревое сопло, включающее корпус сопла с каналом, проходящим через него; при этом по меньшей мере сегмент канала сужен на конус; и отверстие, имеющее в основном форму трапеции, для впуска потока жидкости в канал, при этом отверстие расположено по касательной к каналу.
40. Вихревое сопло по п.39, отличающееся тем, что отверстие входит в конусовидный канал под углом, фактически равным углу конуса конусовидного канала.
41. Вихревое сопло по п.39, отличающееся тем, что корпус сопла цилиндрический по форме и имеет выступ с приподнятой частью.
42. Система для обработки жидкости, включающая насос; два размещенных напротив друг друга вихревых сопла; сборник для приема жидкости из насоса и направления ее к соплам и каркас, в котором крепятся насос, сопла и сборник.
43. Система по п.42, отличающаяся тем, что сборник включает два колена и каждое из колен включает два соединения.
44. Система для обработки жидкости, включающая насос; два размещенных напротив друг друга вихревых сопла и сборник для приема жидкости из насоса и направления ее к соплам, отличающаяся тем, что сборник включает два колена и каждое из колен имеет два соединения.
45. Система для обработки жидкости по п.44, далее включающая каркас, в котором крепятся сопла, насос и сборник.
RU2002135906/15A 2000-07-06 2001-07-05 Способ и устройство для обработки жидкости RU2254908C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21644400P 2000-07-06 2000-07-06
US60/216,444 2000-07-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002135906A RU2002135906A (ru) 2004-06-27
RU2254908C2 true RU2254908C2 (ru) 2005-06-27

Family

ID=22807081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135906/15A RU2254908C2 (ru) 2000-07-06 2001-07-05 Способ и устройство для обработки жидкости

Country Status (14)

Country Link
US (4) US6712968B2 (ru)
EP (2) EP1322425A4 (ru)
JP (1) JP2004502529A (ru)
KR (1) KR100668582B1 (ru)
CN (1) CN1438922A (ru)
AT (1) ATE535311T1 (ru)
AU (2) AU2001271830B2 (ru)
CA (4) CA2490870C (ru)
ES (1) ES2379275T3 (ru)
IL (6) IL153538A0 (ru)
MX (1) MXPA02012719A (ru)
RU (1) RU2254908C2 (ru)
WO (1) WO2002004124A1 (ru)
ZA (1) ZA200210314B (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070003497A1 (en) * 1999-10-26 2007-01-04 Holloway William D Jr Device and method for mixing liquids and oils or particulate solids and mixtures generated therefrom
CA2759764C (en) 2002-02-14 2017-06-13 Veridex, Llc Methods and algorithms for cell enumeration in a low-cost cytometer
JP2007503296A (ja) * 2003-08-26 2007-02-22 ハイドロジェニクス コーポレイション 電気化学セルスタックの処理ガスストリームから液体を分離する装置
WO2006133273A2 (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Aquaphotonics, Inc. Device and method for mixing liquids and oils or particulate solids and mixtures generated therefrom
US20080061008A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-13 Kelsey Robert L Systems and methods for treating metalworking fluids
CA2678227A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Vrtx Technologies, Llc Systems and methods for treatment of wastewater
US20080257828A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Kelsey Robert L Systems and methods for reduction of metal contaminants in fluids
US20090152212A1 (en) * 2007-04-18 2009-06-18 Kelsey Robert L Systems and methods for treatment of groundwater
US7651621B2 (en) * 2007-04-18 2010-01-26 Vrtx Technologies, Llc Methods for degassing one or more fluids
US20080257411A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Kelsey Robert L Systems and methods for preparation of emulsions
US7811344B1 (en) * 2007-12-28 2010-10-12 Bobby Ray Duke Double-vortex fluid separator
JP5578688B2 (ja) * 2012-07-17 2014-08-27 株式会社御池鐵工所 微細化物含有水の製造装置
KR101415515B1 (ko) * 2012-11-29 2014-07-04 (주)진행워터웨이 스케일부스터 및 이의 제조 방법
KR101365710B1 (ko) 2013-10-16 2014-03-12 대원기계주식회사 위생설비용 오물파쇄이송장치
GR1008317B (el) * 2013-11-11 2014-10-10 HELLENIC ENVIRONMENTAL CENTER ΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΕΙΔΩΝ ΚΑΤΑΛΟΙΠΩΝ με δ.τ. "H.E.C.", Διαταξη επεξεργασιας ελαιωδων αποβλητων (κατα marpol) σε συνθηκες αστικου περιβαλλοντος
US11124440B2 (en) * 2017-05-08 2021-09-21 Milan Jeremić Method for liquid purification by hydrodynamic cavitation and device for carrying out said method
USD842451S1 (en) * 2017-05-24 2019-03-05 Hamworthy Combustion Engineering Limited Atomizer
GB2584240A (en) * 2018-02-08 2020-11-25 Pioneer Pet Products Llc Vortex Fountain
CN111359762B (zh) * 2020-04-13 2022-02-11 青岛理工大学 流化床对撞式气流机械超微粉碎设备与方法
CN113856583A (zh) * 2021-06-15 2021-12-31 上海飞旋通信工程有限公司 一种流体处理棒及饮水机

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU648277A1 (ru) * 1976-03-02 1979-02-28 Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.С.Орджоникидзе Центробежна форсунка
IT1094411B (it) * 1977-08-02 1985-08-02 Werding Winfried J Ugello spruzzatore,dispositivi comprendenti tale ugello e procedimento per la loro produzione
SU797782A2 (ru) * 1978-06-02 1981-01-23 Московский Ордена Ленина Авиа-Ционный Институт Им. C.Орджони-Кидзе Центробежна форсунка
US4261521A (en) * 1980-03-13 1981-04-14 Ashbrook Clifford L Method and apparatus for reducing molecular agglomerate sizes in fluids
DE3235080A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Ruecklaufeinspritzduese fuer die zerstaeubung von fluessigkeiten
IT1197640B (it) * 1983-05-03 1988-12-06 Italsil Spa Apparecchio e metodo per la purificazione di sabbie silicee mediante attrizione
US4538764A (en) * 1983-06-30 1985-09-03 Dunbar Richard M Method and apparatus for providing finely divided powder
US4526324A (en) * 1984-03-05 1985-07-02 Stephanoff Nicholas N Jet-type grinding mill
US4957626A (en) * 1985-04-24 1990-09-18 Quinetics Corporation Method and apparatus for treating water in beverage and ice machines
JPS63270565A (ja) * 1987-04-28 1988-11-08 Polyurethan Eng:Kk ノズル
GB8808574D0 (en) * 1988-04-12 1988-05-11 Pook F Improvements relating to spray nozzles
WO1990000526A1 (en) * 1988-07-11 1990-01-25 Quinetics Corporation Disagglomerated water and methods for producing same
US5318702A (en) * 1992-06-18 1994-06-07 Ashbrook Clifford L Fluid treating apparatus
US5435913A (en) * 1994-04-14 1995-07-25 Ashbrook; Clifford L. Fluid treating apparatus
US5556259A (en) * 1995-06-06 1996-09-17 Fleck Controls, Inc. Vortex generating fluid injector assembly
DE19730617A1 (de) * 1997-07-17 1999-01-21 Abb Research Ltd Druckzerstäuberdüse
GB2331031A (en) * 1997-11-05 1999-05-12 Itw Ltd An improved spray nozzle
US6045068A (en) * 1997-12-16 2000-04-04 Ashbrook; Clifford L. Method for treating cement slurries
DE10324290A1 (de) * 2003-05-21 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Durchflusssensor mit zwei Heizwiderständen

Also Published As

Publication number Publication date
CA2490867A1 (en) 2002-01-17
IL175204A (en) 2007-10-31
AU7183001A (en) 2002-01-21
ATE535311T1 (de) 2011-12-15
IL153538A (en) 2007-07-24
US20040020869A1 (en) 2004-02-05
ES2379275T3 (es) 2012-04-24
US20040020868A1 (en) 2004-02-05
IL175205A (en) 2007-10-31
CA2490869A1 (en) 2002-01-17
US6712968B2 (en) 2004-03-30
IL153538A0 (en) 2003-07-06
CA2412132C (en) 2006-08-29
MXPA02012719A (es) 2003-04-25
IL175207A (en) 2009-08-03
CN1438922A (zh) 2003-08-27
US20020005388A1 (en) 2002-01-17
JP2004502529A (ja) 2004-01-29
ZA200210314B (en) 2004-03-29
CA2490870C (en) 2009-01-27
EP1844858B1 (en) 2011-11-30
CA2412132A1 (en) 2002-01-17
AU2001271830B2 (en) 2005-01-27
IL175206A (en) 2007-10-31
US6797170B2 (en) 2004-09-28
US6811712B2 (en) 2004-11-02
KR100668582B1 (ko) 2007-01-16
CA2490867C (en) 2007-08-21
EP1322425A4 (en) 2006-12-20
US6811698B2 (en) 2004-11-02
WO2002004124A1 (en) 2002-01-17
US20040020867A1 (en) 2004-02-05
CA2490869C (en) 2009-02-03
EP1844858A1 (en) 2007-10-17
EP1322425A1 (en) 2003-07-02
KR20030028543A (ko) 2003-04-08
CA2490870A1 (en) 2002-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2254908C2 (ru) Способ и устройство для обработки жидкости
KR100988219B1 (ko) 유체 처리 방법 및 장치
AU2001271830A1 (en) Method and apparatus for treating fluids
CA2490865C (en) Method and apparatus for treating fluids
AU2005200667B2 (en) Method and apparatus for treating fluids
AU2005205760B2 (en) Method and apparatus for treating fluids

Legal Events

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

Effective date: 20080706