RU2259872C1 - Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel - Google Patents

Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2259872C1
RU2259872C1 RU2004122136/15A RU2004122136A RU2259872C1 RU 2259872 C1 RU2259872 C1 RU 2259872C1 RU 2004122136/15 A RU2004122136/15 A RU 2004122136/15A RU 2004122136 A RU2004122136 A RU 2004122136A RU 2259872 C1 RU2259872 C1 RU 2259872C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
rotor
stator
fluid
vortex
Prior art date
Application number
RU2004122136/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.В. Агеев (RU)
С.В. Агеев
Original Assignee
Агеев Станислав Васильевич
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 Агеев Станислав Васильевич filed Critical Агеев Станислав Васильевич
Priority to RU2004122136/15A priority Critical patent/RU2259872C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259872C1 publication Critical patent/RU2259872C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: method includes feeding liquid to input of bladed working wheel, letting liquid out from working wheel to circular plane, limited by its peripheral circular surface and coaxial surface of stator, letting liquid out from circular plane to vortex chamber with forming of axial-symmetric centripetal flow in it, letting liquid out from vortex chamber to accumulation chamber. Flow of liquid in vortex chamber is expanded to liquid rotation axis, and its outlet from vortex chamber is realized by central vortex flow, axis of which matches axis of working wheel. Central vortex flow is transformed using radial diffuser to axial-symmetric vortex flow, received in accumulation chamber. Rotor hydrodynamic exciting device has console bladed working wheel, circular hollow between peripheral circular surface of working wheel and coaxial wall of stator, vortex chamber between carrying disc of working wheel and opposite stator wall and accumulation chamber., working wheel is mounted in such a way, that its input is directed to bearings, and vortex chamber is made expanded in radial direction until reaching rotation axis with transfer to outlet channel, positioned along rotor rotation axis. Radial diffuser is provided also, input of which is connected to outlet channel of vortex chamber, and output - to accumulation chamber. Device for preparation of composition fuel is built on basis of rotor hydrodynamic exciting device and has working wheel, made in form of bearing and covering discs with peripheral circular wall, in which a row of outlet apertures is made for passing of liquid, evenly spaced along circle.
EFFECT: higher efficiency, higher quality, higher reliability.
3 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к технологии гидромеханической обработки жидкостей, имеющих в своем составе связанный водород, с деструктивным преобразованием химических связей жидкостей на молекулярном уровне для различных технологических целей и непосредственно касается способа гидродинамического возбуждения жидкости, роторного гидродинамического возбудителя и устройства для приготовления композиционного топлива.The invention relates to a technology for the hydromechanical treatment of liquids containing bound hydrogen with a destructive transformation of the chemical bonds of liquids at the molecular level for various technological purposes and directly relates to a method for hydrodynamic excitation of a liquid, a rotary hydrodynamic pathogen, and a device for preparing composite fuel.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Из уровня техники известны способ и устройство для резонансного возбуждения жидкости, имеющей в своем составе связанный водород, с целью деструктивного преобразования химических связей жидкости на молекулярном уровне (российский патент №2221637 с приоритетом от 31.12.2002, опубликован 20.01.2004).The prior art method and device for the resonant excitation of a liquid having bound hydrogen in its composition for the destructive conversion of chemical bonds of a liquid at the molecular level (Russian patent No. 2221637 with priority dated 12/31/2002, published 01/20/2004).

Этот способ включает подачу подлежащей обработке жидкости в полость рабочего колеса, вращающегося внутри статора, выпуск обрабатываемой жидкости из рабочего колеса через ряд выходных отверстий, равномерно распределенных на его периферийной кольцевой поверхности, в кольцевую полость, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и коаксиальной поверхностью статора, выпуск жидкости из кольцевой полости в сборную камеру статора и отвод обработанной жидкости на потребление.This method includes feeding the fluid to be treated into the cavity of the impeller rotating inside the stator, releasing the treated fluid from the impeller through a series of outlet openings evenly distributed on its peripheral annular surface into the annular cavity bounded by the peripheral annular surface of the impeller and the coaxial surface of the stator, the release of fluid from the annular cavity into the collecting chamber of the stator and the removal of the treated fluid for consumption.

Это устройство содержит ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно консольно установленное на валу лопастное рабочее колесо с несущим и покрывающим дисками, статор, вмещающий ротор и имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное со входом рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса, кольцевую полость, образованную между периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора и сообщенную с выпускным отверстием, и средство для привода ротора с заданной частотой вращения. Предусмотрен вариант использования изобретения, в частности, для приготовления водотопливной эмульсии как композиционного топлива для теплоэнергетических установок.This device comprises a rotor including a shaft supported by bearings and at least one impeller mounted on a shaft cantilever with a bearing and covering discs, a stator accommodating the rotor and having a wall coaxial to the impeller, an inlet for supplying fluid in communication with the input of the impeller and an outlet for discharging fluid in communication with the impeller exit, an annular cavity formed between the peripheral annular wall of the impeller and the coaxial wall of the stator and the comm hydrochloric to the outlet, and means for driving the rotor at a predetermined speed. An option is provided for using the invention, in particular, for preparing a water-fuel emulsion as a composite fuel for thermal power plants.

При всех достоинствах этого изобретения следует отметить, что оно не исчерпывает дальнейших потенциальных возможностей повышения эффективности гидромеханической обработки жидкостей. В частности, в описанном устройстве в силу конструктивных особенностей не представляется возможным реализовать известные сами по себе свойства осесимметричного вихревого движения жидкости. В то же время, как известно, в подобном вихревом потоке вблизи оси вращения жидкости создаются условия для возникновения интенсивной кавитации, способствующей повышению эффективности гидромеханической обработки жидкости.With all the advantages of this invention, it should be noted that it does not exhaust the further potential possibilities of increasing the efficiency of hydromechanical processing of liquids. In particular, in the described device, due to structural features, it is not possible to realize the properties of the axisymmetric vortex motion of a liquid known per se. At the same time, as is known, in such a vortex flow near the axis of rotation of the liquid, conditions are created for the occurrence of intense cavitation, which will increase the efficiency of the hydromechanical processing of the liquid.

ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY AND SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание таких способа гидродинамического возбуждения жидкости, роторного гидродинамического возбудителя и устройства для приготовления композиционного топлива, которые позволяют существенно повысить эффективность возбуждения жидкости и соответственно улучшить качество ее технологической обработки и тем самым улучшить эксплуатационные качества композиционного топлива.The present invention is the creation of such a method of hydrodynamic excitation of a liquid, a rotary hydrodynamic pathogen and a device for preparing composite fuel, which can significantly increase the efficiency of excitation of the liquid and, accordingly, improve the quality of its processing and thereby improve the performance of composite fuel.

Поставленная задача решается предлагаемым способом гидродинамического возбуждения жидкости с помощью роторного возбудителя, включающим, как и упомянутый известный способ, подачу подлежащей обработке жидкости на вход лопастного рабочего колеса, вращающегося внутри статора, выпуск обрабатываемой жидкости из рабочего колеса в кольцевую полость, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и коаксиальной поверхностью статора, выпуск жидкости из кольцевой полости и отвод обработанной жидкости на потребление.The problem is solved by the proposed method of hydrodynamic excitation of a liquid using a rotary exciter, including, like the aforementioned known method, supplying the liquid to be treated to the input of a rotor impeller rotating inside the stator, discharging the processed fluid from the impeller into an annular cavity bounded by a peripheral annular surface of the working wheels and the coaxial surface of the stator, the release of fluid from the annular cavity and the removal of the treated fluid for consumption.

Согласно изобретению, выпуск жидкости из кольцевой полости осуществляют через образованную статором и тыльной стороной рабочего колеса кольцевую вихревую камеру с формированием в ней осесимметричного центростремительного вихревого потока жидкости, распространяющегося вплоть до оси ее вращения, и выпуск жидкости из вихревой камеры осуществляют центральным вихревым потоком, ось которого совпадает с осью вращения рабочего колеса.According to the invention, the liquid is discharged from the annular cavity through an annular vortex chamber formed by the stator and the back of the impeller with the formation of an axisymmetric centripetal vortex fluid flow, which extends up to the axis of its rotation, and the liquid is discharged from the vortex chamber by a central vortex flow, the axis of which coincides with the axis of rotation of the impeller.

Согласно предпочтительному воплощению изобретения, исходящий из вихревой камеры центральный вихревой поток жидкости преобразуют с помощью радиального диффузора в осесимметричный центробежный вихревой поток, поступающий в сборную камеру.According to a preferred embodiment of the invention, the central vortex fluid flow coming from the vortex chamber is converted by means of a radial diffuser into an axisymmetric centrifugal vortex flow entering the collection chamber.

Поставленная задача одновременно решается с помощью предлагаемого роторного гидродинамического возбудителя, который позволяет реализовать описанный способ гидродинамического возбуждения жидкости в рамках единого изобретательского замысла. Этот роторный гидродинамический возбудитель, как и упомянутое известное устройство, содержитThe problem is simultaneously solved using the proposed rotary hydrodynamic pathogen, which allows to implement the described method of hydrodynamic excitation of a liquid in the framework of a single inventive concept. This rotary hydrodynamic pathogen, like the aforementioned known device, contains

- ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно консольно установленное на валу лопастное рабочее колесо с несущим и покрывающим дисками,- a rotor including a shaft supported by bearings and at least one blade impeller cantilever mounted on the shaft with a bearing and covering discs,

- статор, вмещающий ротор и имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное со входом рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса,- a stator containing a rotor and having a wall coaxial to the impeller, an inlet for supplying fluid communicated with the input of the impeller, and an outlet for discharging fluid communicated with the output of the impeller,

- кольцевую полость, образованную между периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора и сообщенную с выпускным отверстием, и- an annular cavity formed between the peripheral annular surface of the impeller and the coaxial wall of the stator and communicated with the outlet, and

- средство для привода ротора с заданной частотой вращения.- means for driving the rotor with a given speed.

Согласно изобретению, рабочее колесо установлено на валу таким образом, что его вход обращен в сторону подшипников, а между несущим диском рабочего колеса и противолежащей стенкой статора образована кольцевая вихревая камера, выполненная развитой в радиальном направлении с переходом в центральный выходной канал, расположенный по оси вращения ротора.According to the invention, the impeller is mounted on the shaft in such a way that its input is facing the bearings, and an annular vortex chamber formed in the radial direction with the transition to the central output channel located along the rotation axis is formed between the bearing wheel of the impeller and the opposite wall of the stator rotor.

Описанное расположение рабочего колеса относительно подшипников, наличие и особенности выполнения вихревой камеры позволяют существенно повысить эффективность возбуждения жидкости и соответственно улучшить качество ее технологической обработки.The described location of the impeller relative to the bearings, the presence and features of the vortex chamber make it possible to significantly increase the efficiency of liquid excitation and, accordingly, improve the quality of its technological processing.

Согласно предпочтительному воплощению изобретения, роторный гидродинамический возбудитель снабжен радиальным диффузором, вход которого сообщен с выходным каналом вихревой камеры, а выход - со сборной камерой.According to a preferred embodiment of the invention, the rotor hydrodynamic driver is provided with a radial diffuser, the input of which is connected to the output channel of the vortex chamber, and the output to the collection chamber.

В таком конструктивном выполнении радиальный диффузор выполняет комбинированную функцию преобразования в статический напор скоростного напора как расходной составляющей скорости жидкости, так и ее окружной составляющей.In such a structural embodiment, the radial diffuser performs the combined function of converting into a static pressure head the velocity head of both the expendable component of the fluid velocity and its peripheral component.

Поставленная задача одновременно решается также с помощью предлагаемого устройства для приготовления композиционного топлива путем гидромеханической обработки смеси углеводородной жидкости и воды, которое позволяет в рамках единого изобретательского замысла осуществить прикладную реализацию описанного выше способа гидродинамического возбуждения жидкости. Это устройство, как и упомянутое выше известное, содержитThe task at the same time is also solved with the help of the proposed device for the preparation of composite fuel by hydromechanical processing of a mixture of hydrocarbon liquid and water, which allows, within the framework of a single inventive concept, to carry out the applied implementation of the above method of hydrodynamic excitation of a liquid. This device, like the aforementioned known, contains

- ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно консольно установленное на валу лопастное рабочее колесо, причем- a rotor including a shaft supported by bearings and at least one vane impeller cantilever mounted on the shaft, wherein

- 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, вмещающий ротор и имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное со входом рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса,- a stator containing a rotor and having a wall coaxial to the impeller, an inlet for supplying fluid communicated with the input of the impeller, and an outlet for discharging fluid communicated with the output of the impeller,

- кольцевую полость, образованную между периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора и сообщенную с выпускным отверстием, и- an annular cavity formed between the peripheral annular wall of the impeller and the coaxial wall of the stator and communicated with the outlet, and

- средство для привода ротора с заданной частотой вращения.- means for driving the rotor with a given speed.

Согласно изобретению, рабочее колесо установлено на валу таким образом, что его вход обращен в сторону подшипников, а между несущим диском рабочего колеса и противолежащей стенкой статора образована кольцевая вихревая камера, выполненная развитой в радиальном направлении с переходом в центральный выходной канал, расположенный по оси вращения ротора.According to the invention, the impeller is mounted on the shaft in such a way that its input is facing the bearings, and an annular vortex chamber formed in the radial direction with the transition to the central output channel located along the rotation axis is formed between the bearing wheel of the impeller and the opposite wall of the stator rotor.

Согласно предпочтительному воплощению изобретения, устройство снабжено радиальным диффузором, вход которого сообщен с выходным каналом вихревой камеры, а выход - со сборной камерой.According to a preferred embodiment of the invention, the device is equipped with a radial diffuser, the input of which is in communication with the output channel of the vortex chamber, and the output is connected to the collection chamber.

Описанное выполнение устройства для приготовления композиционного топлива позволяет существенно улучшить эксплуатационные качества приготавливаемого композиционного топлива благодаря повышению эффективности гидродинамического возбуждения смеси углеводородной жидкости и воды.The described implementation of the device for the preparation of composite fuel can significantly improve the performance of the prepared composite fuel by increasing the efficiency of hydrodynamic excitation of a mixture of hydrocarbon liquid and water.

Другие особенности изобретения будут ясны из нижеследующего подробного описания его воплощений со ссылками на прилагаемые чертежи.Other features of the invention will be apparent from the following detailed description of its embodiments 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 - роторный гидродинамический возбудитель в частичном продольном разрезе;Figure 1 - rotary hydrodynamic pathogen in partial longitudinal section;

Фиг.2 - то же, применительно к устройству для приготовления композиционного топлива;Figure 2 is the same with respect to a device for preparing composite fuel;

Фиг.3 - то же, частичное поперечное сечение по I-I (Фиг.2).Figure 3 is the same, partial cross-section along I-I (Figure 2).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Способ гидродинамического возбуждения жидкости с помощью роторного возбудителя включает подачу подлежащей обработке жидкости на вход 1 (Фиг.1) лопастного рабочего колеса 2, вращающегося внутри статора 3. В процессе вращения рабочего колеса 2 обрабатываемая жидкость выпускается из него в кольцевую полость 4, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса 2 и противолежащей коаксиальной поверхностью статора 3. Из кольцевой полости 4 жидкость выпускается в вихревую камеру 5 с осесимметричным центростремительным потоком жидкости. В вихревой камере 5 жидкость вращается относительно оси, совпадающей с осью рабочего колеса 2, с окружной скоростью, увеличивающейся по направлению к оси вращения по закону сохранения количества движения. Осесимметричный центростремительный поток жидкости в вихревой камере 5 распространяется вплоть до оси вращения жидкости. Ее выпуск из вихревой камеры 5 осуществляется центральным вихревым потоком, ось которого совпадает с осью вращения рабочего колеса 2, который отводится на потребление или хранение непосредственно или через промежуточную сборную камеру 6 (Фиг.2). В образованном таким образом центральном вихревом потоке формируется приосевая зона пониженного давления вплоть до разрежения, что способствует интенсивной кавитации и соответствующему активному возбуждению жидкости с деструктивным воздействием на ее химические связи на молекулярном уровне. Для превращения скоростного напора расходной и окружной составляющих скорости жидкости в статический напор центральный вихревой поток, исходящий из вихревой камеры 5, предпочтительно преобразуют с помощью радиального диффузора 7 в осесимметричный центробежный вихревой поток, после чего подают его в сборную камеру 6.The method of hydrodynamic excitation of a liquid using a rotary exciter includes feeding the liquid to be treated to the inlet 1 (Fig. 1) of a blade impeller 2 rotating inside the stator 3. During the rotation of the impeller 2, the processed fluid is discharged from it into an annular cavity 4 bounded by a peripheral annular the surface of the impeller 2 and the opposite coaxial surface of the stator 3. From the annular cavity 4, the fluid is discharged into the vortex chamber 5 with an axisymmetric centripetal flow of liquid dots. In the vortex chamber 5, the fluid rotates about an axis that coincides with the axis of the impeller 2, with a peripheral speed increasing toward the axis of rotation according to the law of conservation of momentum. The axisymmetric centripetal fluid flow in the vortex chamber 5 extends up to the axis of rotation of the fluid. Its release from the vortex chamber 5 is carried out by the central vortex flow, the axis of which coincides with the axis of rotation of the impeller 2, which is diverted to consumption or storage directly or through an intermediate collection chamber 6 (Figure 2). In the central vortex flow thus formed, a near-axial zone of reduced pressure is formed up to rarefaction, which contributes to intense cavitation and the corresponding active excitation of the liquid with a destructive effect on its chemical bonds at the molecular level. In order to convert the velocity head of the flow and peripheral components of the fluid velocity into a static head, the central vortex flow coming out of the vortex chamber 5 is preferably transformed by means of a radial diffuser 7 into an axisymmetric centrifugal vortex flow, and then it is supplied to the collection chamber 6.

Описанный способ гидродинамического возбуждения жидкости реализуется в рамках единого изобретательского замысла соответствующим роторным гидродинамическим возбудителем (Фиг.1, 2), который содержит ротор 8 с валом 9, опирающимся на подшипники 10 и снабженным уплотнением 11. На валу 9 консольно установлено по крайней мере одно неподвижно соединенное с ним лопастное рабочее колесо 2, выполненное в виде несущего 12 и покрывающего 12а дисков. Статор 3, вмещающий ротор 8, имеет коаксиальную рабочему колесу 2 стенку 13, впускное отверстие 14 для подачи подлежащей обработке жидкости, сообщенное через входную камеру 15 со входом 1 рабочего колеса 2, и выпускное отверстие 16 или 17 (Фиг.2) для отвода обработанной жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса 2. Между периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса 2 и коаксиальной стенкой 13 статора 3 образована кольцевая полость 4. Рабочее колесо 2 установлено на валу 9 таким образом, что его вход 1 обращен в сторону подшипников 10, а между несущим диском 12 рабочего колеса 2 и противолежащей стенкой статора 3 образована сообщенная с кольцевой полостью 4 вихревая камера 5, выполненная развитой в радиальном направлении вплоть до оси вращения ротора 8. Вихревая камера 5 переходит в центральный выходной канал 18, расположенный по оси вращения ротора 8 и сообщенный с конечным пользователем непосредственно или через промежуточную сборную камеру 6 (Фиг.2). Предусмотрено любое подходящее из числа известных средство для привода ротора 8 с заданной частотой вращения, например электродвигатель (на чертежах не показан). Роторный гидродинамический возбудитель предпочтительно снабжен радиальным диффузором 7, вход которого сообщен с выходным каналом 18 вихревой камеры 5, а выход - со сборной камерой 6.The described method of hydrodynamic excitation of a liquid is implemented within the framework of a single inventive concept with the corresponding rotor hydrodynamic exciter (Figs. 1, 2), which comprises a rotor 8 with a shaft 9, supported by bearings 10 and provided with a seal 11. At least one motionless is mounted on the shaft 9 a vane impeller 2 connected to it, made in the form of a carrier 12 and covering disks 12a. The stator 3, containing the rotor 8, has a wall 13 coaxial to the impeller 2, an inlet 14 for supplying the liquid to be treated, communicated through the inlet chamber 15 with the inlet 1 of the impeller 2, and an outlet 16 or 17 (FIG. 2) for removing the treated fluid communicated with the output of the impeller 2. An annular cavity 4 is formed between the peripheral annular surface of the impeller 2 and the coaxial wall 13 of the stator 3. The impeller 2 is mounted on the shaft 9 so that its inlet 1 faces the bearings 10, and between Using a rotor disk 12 of the impeller 2 and the opposite wall of the stator 3, a vortex chamber 5 connected with the annular cavity 4 is formed, made in the radial direction up to the axis of rotation of the rotor 8. The vortex chamber 5 passes into the central output channel 18 located along the axis of rotation of the rotor 8 and communicated with the end user directly or through an intermediate collection chamber 6 (Figure 2). Any suitable means is known from among the known ones for driving the rotor 8 at a predetermined speed, for example an electric motor (not shown in the drawings). The rotary hydrodynamic driver is preferably provided with a radial diffuser 7, the input of which is in communication with the output channel 18 of the vortex chamber 5, and the output is connected to the collection chamber 6.

Описанный выше способ гидродинамического возбуждения жидкости реализуется в рамках единого изобретательского замысла также устройством для приготовления композиционного топлива путем гидромеханической обработки смеси углеводородной жидкости и воды с помощью роторного гидродинамического возбудителя (Фиг.2, 3). Последний содержит ротор 8 с валом 9, опирающимся на подшипники 10 и снабженным уплотнением 11. На валу 9 консольно установлено по крайней мере одно неподвижно соединенное с ним лопастное рабочее колесо 2, выполненное в виде несущего 12 и покрывающего 12а дисков с периферийной кольцевой стенкой 19. В последней выполнен ряд равномерно распределенных по окружности выходных отверстий 20 для выпуска обрабатываемой жидкости. Статор 3, вмещающий ротор 8, имеет коаксиальную рабочему колесу 2 стенку 13, впускное отверстие 14 для подачи подлежащей обработке жидкости, сообщенное через входную камеру 15 со входом 1 рабочего колеса 2, и выпускное отверстие 17 для отвода обработанной жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса 2. Между периферийной кольцевой стенкой 19 рабочего колеса 2 и коаксиальной стенкой 13 статора 3 образована кольцевая полость 4. Рабочее колесо 2 установлено на валу 9 таким образом, что его вход 1 обращен в сторону подшипников 10, а между несущим диском 12 рабочего колеса 2 и противолежащей стенкой статора 3 образована сообщенная с кольцевой полостью 4 вихревая камера 5, выполненная развитой в радиальном направлении вплоть до оси вращения ротора 8. Вихревая камера 5 переходит в центральный выходной канал 18, расположенный по оси вращения ротора 8 и сообщенный со сборной камерой 6. Предусмотрено любое подходящее из числа известных средство для привода ротора 8 с заданной частотой вращения, например электродвигатель (на чертежах не показан). Устройство для приготовления композиционного топлива предпочтительно снабжено радиальным диффузором 7, вход которого сообщен с выходным каналом 18 вихревой камеры 5, а выход - со сборной камерой 6. Для воды или иного компонента смеси жидкостей может быть предусмотрена отдельная распределительная камера 21 с рядом выходных отверстий, обеспечивающих равномерное распределение воды в массе углеводородной жидкости, поступающей на вход 1 рабочего колеса 2. Может быть предусмотрена возможность возврата по внешнему контуру рециркуляции (на чертежах не показан) во входную камеру 15 на повторную обработку части предварительно обработанной жидкости из сборной камеры 6 или непосредственно из выходного канала 18 вихревой камеры 5, в последнем случае - через выходное отверстие 22.The above-described method of hydrodynamic excitation of a liquid is realized within the framework of a single inventive concept with a device for preparing composite fuel by hydromechanical treatment of a mixture of hydrocarbon liquid and water using a rotary hydrodynamic pathogen (Fig.2, 3). The latter comprises a rotor 8 with a shaft 9, supported by bearings 10 and provided with a seal 11. At least one rotor impeller 2 is mounted cantileverly mounted to the shaft 9 and is made in the form of a supporting 12 and covering disks 12a with a peripheral annular wall 19. In the latter, a number of outlet openings 20 are evenly distributed around the circumference for discharging the liquid to be treated. The stator 3, containing the rotor 8, has a wall 13 coaxial to the impeller 2, an inlet 14 for supplying the liquid to be treated, communicated through the inlet chamber 15 with the inlet 1 of the impeller 2, and an outlet 17 for discharging the treated liquid in communication with the outlet of the impeller 2. An annular cavity 4 is formed between the peripheral annular wall 19 of the impeller 2 and the coaxial wall 13 of the stator 3. The impeller 2 is mounted on the shaft 9 in such a way that its input 1 faces the bearings 10, and between the carrier disk 12 p the working wheel 2 and the opposite wall of the stator 3, a vortex chamber 5 connected with the annular cavity 4 is formed, made in a radial direction up to the axis of rotation of the rotor 8. The vortex chamber 5 passes into the central output channel 18 located along the axis of rotation of the rotor 8 and communicated with the team camera 6. Any suitable means known from among the known means is provided for driving the rotor 8 at a predetermined speed, for example, an electric motor (not shown in the drawings). The composite fuel preparation device is preferably provided with a radial diffuser 7, the input of which is connected to the output channel 18 of the vortex chamber 5, and the output - to the collection chamber 6. A separate distribution chamber 21 with a number of outlet openings may be provided for water or another component of the liquid mixture uniform distribution of water in the mass of hydrocarbon fluid entering the input 1 of the impeller 2. It may be possible to return along the external recirculation loop (in the drawing ah not shown) into the inlet chamber 15 for re-processing portion pretreated liquid from the collecting chamber 6 either directly from the output channel 18 of the swirl chamber 5, in the latter - through the outlet 22.

Ширина выходных отверстий 20 рабочего колеса 2 в окружном направлении может составлять предпочтительно половину их окружного шага и может незначительно изменяться на всем их радиальном протяжении. Количество этих отверстий известным образом выбирается в зависимости от выбранной частоты акустического воздействия на жидкость и может составлять, например, 50...150 шт.The width of the outlet openings 20 of the impeller 2 in the circumferential direction may preferably be half their circumferential pitch and may vary slightly over their entire radial extent. The number of these holes in a known manner is selected depending on the selected frequency of acoustic exposure to the liquid and may be, for example, 50 ... 150 pcs.

Для решения обычных практических задач гидромеханической обработки жидкости может быть достаточным применение устройства согласно изобретению с одним рабочим колесом 2. Однако при необходимости ротор 8 может содержать в рамках единого изобретательского замысла два и более рабочих колес, обычным образом устанавливаемых на общем валу 9, 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 may be sufficient to use the device according to the invention with one impeller 2. However, if necessary, the rotor 8 may contain, within the framework of a single inventive concept, two or more impellers, usually mounted on a common shaft 9, which are flow liquids can normally be connected in series or in parallel. It is also possible parallel, serial or combined connection on the fluid flow of several autonomous devices according to the invention with one or several impellers.

Описанное устройство для приготовления композиционного топлива работает следующим образом (Фиг.2...3):The described device for the preparation of composite fuel works as follows (Figure 2 ... 3):

Ротор 8 с рабочим колесом 2 приводится, например, электродвигателем с заданной частотой вращения. Подлежащая обработке жидкость или смесь жидкостей подается через впускное отверстие 14 во входную камеру 15 и далее на вход 1 рабочего колеса 2, вращающегося внутри статора 3. Из полости рабочего колеса 2 обрабатываемая жидкость под напором выпускается через ряд его выходных отверстий 20 в кольцевую полость 4 между рабочим колесом 2 и коаксиальной стенкой 13 статора 3. При этом вращающаяся в кольцевой полости 4 жидкость подвергается акустическому возбуждению с выбранной частотой. Затем вращающаяся жидкость поступает в вихревую камеру 5 и продолжает вращаться в виде осесимметричного спиралеобразного центростремительного потока с окружной скоростью, возрастающей по направлению к оси вращения соответственно закону сохранения количества движения. При этом в приосевой зоне вихревой камеры 5 и выходного канала 18 образуется область пониженного давления вплоть до разрежения, сопровождающегося возникновением интенсивной кавитации. Из выходного канала 18 вихревой камеры 5 осевой поток обработанной жидкости поступает на вход радиального диффузора 7, преобразующего скоростной напор в статический, и с его выхода - в сборную камеру 6. Из нее жидкость уже в виде композиционного топлива выводится через выпускное отверстие 17 на дальнейшую обработку, хранение или использование. Часть первоначально обработанной жидкости может быть возвращена по внешнему контуру рециркуляции (на чертежах не показан) во входную камеру 15 для дополнительной обработки из сборной камеры 6 или непосредственно из выходного канала 18 вихревой камеры 5, в последнем случае - через выходное отверстие 22.The rotor 8 with the impeller 2 is, for example, an electric motor with a given speed. The liquid or mixture of liquids to be processed is fed through the inlet 14 to the inlet chamber 15 and then to the inlet 1 of the impeller 2 rotating inside the stator 3. From the cavity of the impeller 2, the treated liquid is discharged under pressure through a series of its outlet openings 20 into the annular cavity 4 between the impeller 2 and the coaxial wall 13 of the stator 3. In this case, the fluid rotating in the annular cavity 4 is subjected to acoustic excitation with a selected frequency. Then, the rotating fluid enters the vortex chamber 5 and continues to rotate in the form of an axisymmetric spiral-shaped centripetal flow with a peripheral speed increasing in the direction of the rotation axis according to the law of conservation of momentum. Moreover, in the near-axis zone of the vortex chamber 5 and the outlet channel 18, a region of reduced pressure is formed up to a rarefaction, accompanied by the occurrence of intense cavitation. From the outlet channel 18 of the vortex chamber 5, the axial flow of the treated liquid enters the inlet of the radial diffuser 7, which converts the velocity head into static, and from its outlet into the collection chamber 6. From it, the liquid is already discharged as composite fuel through the outlet 17 for further processing storage or use. Part of the initially processed liquid can be returned via an external recirculation circuit (not shown in the drawings) to the inlet chamber 15 for additional processing from the collection chamber 6 or directly from the outlet channel 18 of the vortex chamber 5, in the latter case, through the outlet 22.

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. 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. 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 приведен конкретный пример практической реализации изобретения (Табл.1) и вариант его использования применительно к приготовлению водомазутной эмульсии как композиционного топлива для котельных и печных установок (Табл.2).The following is a specific example of the practical implementation of the invention (Table 1) and a variant of its use in relation to the preparation of a water-oil emulsion as a composite fuel for boiler and furnace plants (Table 2).

Таблица 1.Table 1. Пример практической реализации изобретения.An example of a practical implementation of the invention. НаименованиеName Единица измеренияunit of measurement ВеличинаValue ПроизводительностьPerformance м3/часm 3 / hour до 50up to 50 Частота вращения рабочего колесаImpeller speed об./минrpm 3000 (синхр.)3000 (sync.) Мощность приводного электродвигателяDrive motor power кВтkw 4545 Радиус периферийной кольцевой поверхности рабочего колесаThe radius of the peripheral annular surface of the impeller ммmm 140140 Радиальный размер кольцевой полостиRadial annular cavity size ммmm 1010

Таблица 2.Table 2. Пример реализации изобретения в технологии приготовления водомазутной эмульсии как композиционного топлива для котельных и печных установокAn example implementation of the invention in the technology for the preparation of a water-oil emulsion as a composite fuel for boiler and furnace plants НаименованиеName Единица измеренияunit of measurement ВеличинаValue Мощность приводного электродвигателяDrive motor power кВтkw 4545 Частота вращения ротораRotor speed об./минrpm 29402940 Производительность приготовления композиционного топливаComposite fuel preparation performance м3/часm 3 / hour до 30up to 30 Радиус периферийной кольцевой поверхности рабочего колесаThe radius of the peripheral annular surface of the impeller ммmm 140140 Количество выходных отверстий рабочего колесаNumber of Impeller Outlets шт.PCS. 6060 Частота акустического возбуждения жидкостиThe frequency of the acoustic excitation of the liquid кГцkHz 2,922.92 Радиальный размер кольцевой полостиRadial annular cavity size ммmm 3,63.6 Количество воды в композиционном топливеAmount of water in composite fuel %% до 45up to 45 Рециркуляция по внешнему контуруOutline Recirculation %% 10...3010 ... 30 Дисперсность воды в композиционном топливеDispersion of water in composite fuel мкмμm 1...21 ... 2 Седиментационная стабильность при храненииStorage sedimentation stability композиционного топлива при 20°Сcomposite fuel at 20 ° C мес.month >36> 36 при 60°Сat 60 ° C >12> 12 при 99°Сat 99 ° C 2...32 ... 3 Относительная низшая теплота сгорания композиционного топлива (по сравнению с исходным топливом)Relative net calorific value of composite fuel (compared to the original fuel) %% 95...10095 ... 100

Claims (6)

1. Способ гидродинамического возбуждения жидкости с помощью роторного возбудителя, включающий подачу подлежащей обработке жидкости на вход лопастного рабочего колеса, вращающегося внутри статора, выпуск обрабатываемой жидкости из рабочего колеса в кольцевую полость, ограниченную периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и коаксиальной поверхностью статора, выпуск жидкости из кольцевой полости и отвод обрабатываемой жидкости на потребление, отличающийся тем, что выпуск жидкости из кольцевой полости осуществляют через образованную статором и тыльной стороной рабочего колеса кольцевую вихревую камеру с формированием в ней осесимметричного центростремительного вихревого потока жидкости, распространяющегося вплоть до оси ее вращения, и выпуск жидкости из вихревой камеры осуществляют центральным вихревым потоком, ось которого совпадает с осью вращения рабочего колеса.1. A method of hydrodynamic excitation of a fluid using a rotary exciter, comprising supplying the fluid to be treated to the input of a blade impeller rotating inside the stator, discharging the treated fluid from the impeller into an annular cavity bounded by a peripheral annular surface of the impeller and a coaxial stator surface, discharging fluid from annular cavity and the removal of the processed fluid for consumption, characterized in that the discharge of fluid from the annular cavity is carried out through the sample Call back of the stator and the rotor an annular swirl chamber with an axisymmetric formation therein centripetal vortex fluid stream traveling up to the axis of rotation, and the liquid outlet of the central vortex chamber is carried by the whirling current, the axis of which coincides with the axis of rotation of the impeller. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходящий из вихревой камеры центральный вихревой поток жидкости преобразует с помощью радиального диффузора в осесимметричный центробежный вихревой поток, поступающий в сборную камеру.2. The method according to claim 1, characterized in that the central vortex fluid stream that is emitted from the vortex chamber is converted using an radial diffuser into an axisymmetric centrifugal vortex stream entering the collection chamber. 3. Роторный гидродинамический возбудитель, содержащий a) ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно консольно установленное на валу лопастное рабочее колесо с несущим и покрывающим дисками, b) статор, вмещающий ротор и имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное со входом рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса, c) кольцевую полость, образованную между периферийной кольцевой поверхностью рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора и сообщенную с выпускным отверстием, d) средство для привода ротора с заданной частотой вращения, отличающийся тем, что рабочее колесо установлено на валу таким образом, что его вход обращен в сторону подшипников, а между несущим диском рабочего колеса и противолежащей стенкой статора образована кольцевая вихревая камера, выполненная развитой в радиальном направлении с переходом в центральный выходной канал, расположенный по оси вращения ротора.3. A rotary hydrodynamic exciter, comprising a) a rotor, comprising a shaft supported by bearings and at least one blade impeller cantilever mounted on the shaft with a bearing and covering discs, b) a stator containing a rotor and having a wall with a coaxial impeller, an inlet for fluid supply, connected with the impeller inlet, and a fluid outlet for communicating with the impeller, c) an annular cavity formed between the peripheral annular surface of the impeller and the coaxial wall of the stator and communicated with the outlet, d) means for driving the rotor with a given speed, characterized in that the impeller is mounted on the shaft so that its input is facing the bearings, and between the bearing disk of the impeller and the opposite wall a stator is formed by an annular vortex chamber, made developed in the radial direction with the transition to the Central output channel located along the axis of rotation of the rotor. 4. Роторный гидродинамический возбудитель по п.3, отличающийся тем, что он снабжен радиальным диффузором, вход которого сообщен с выходным каналом вихревой камеры, а выход - со сборной камерой.4. The rotary hydrodynamic pathogen according to claim 3, characterized in that it is equipped with a radial diffuser, the input of which is in communication with the output channel of the vortex chamber, and the output - with a collection chamber. 5. Устройство для приготовления композиционного топлива путем гидромеханической обработки смеси углеводородной жидкости и воды с помощью роторного гидродинамического возбудителя, который содержит a) ротор, включающий опирающийся на подшипники вал и по крайней мере одно консольно установленное на валу лопастное рабочее колесо, причем b) рабочее колесо выполнено в виде несущего и покрывающего диска с периферийной кольцевой стенкой, в которой выполнен ряд выходных отверстий для прохождения жидкости, равномерно распределенных по окружности, c) статор, вмещающий ротор и имеющий коаксиальную рабочему колесу стенку, впускное отверстие для подачи жидкости, сообщенное со входом рабочего колеса, и выпускное отверстие для отвода жидкости, сообщенное с выходом рабочего колеса, d) кольцевую полость, образованную между периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора и сообщенную с выпускным отверстием, и e) средство для привода ротора с заданной частотой вращения, отличающееся тем, что рабочее колесо установлено на валу таким образом, что его вход обращен в сторону подшипников, а между несущим диском рабочего колеса и противолежащей стенкой статора образована кольцевая вихревая камера, выполненная развитой в радиальном направлении с переходом в центральный выходной канал, расположенный по оси вращения ротора.5. A device for preparing composite fuel by hydromechanical treatment of a mixture of hydrocarbon liquid and water using a rotary hydrodynamic pathogen, which contains a) a rotor, including a shaft supported by bearings and at least one impeller mounted on the shaft, b) an impeller made in the form of a bearing and covering disk with a peripheral annular wall, in which a number of outlet openings for the passage of liquid, uniformly distributed around the circumference, are made ty, c) a stator containing a rotor and having a wall coaxial to the impeller, an inlet for supplying fluid in communication with the inlet of the impeller, and an outlet for discharging fluid in communication with the outlet of the impeller, d) an annular cavity formed between the peripheral annular wall the impeller and the coaxial wall of the stator and connected with the outlet, and e) means for driving the rotor with a given speed, characterized in that the impeller is mounted on the shaft so that its input is reversed it is oriented towards the bearings, and between the bearing disk of the impeller and the opposite wall of the stator an annular vortex chamber is formed, made radially developed with a transition to the central output channel located along the axis of rotation of the rotor. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено радиальным диффузором, вход которого сообщен с выходным каналом вихревой камеры, а выход - со сборной камерой.6. The device according to claim 5, characterized in that it is equipped with a radial diffuser, the input of which is in communication with the output channel of the vortex chamber, and the output is with a collection chamber.
RU2004122136/15A 2004-07-19 2004-07-19 Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel RU2259872C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122136/15A RU2259872C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122136/15A RU2259872C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2259872C1 true RU2259872C1 (en) 2005-09-10

Family

ID=35847793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122136/15A RU2259872C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259872C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2150055C1 (en) Liquid heating method and device for its embodiment
JP3440080B2 (en) Method and plant for purifying gas generated by a combustion engine
US4441322A (en) Multi-stage, wet steam turbine
US4298311A (en) Two-phase reaction turbine
JPS61192801A (en) Two-phase turbine
WO2005124109A1 (en) Combined cycle boundary layer turbine
RU2211856C1 (en) Method, apparatus, and plant for compounded fuel
AU727215B2 (en) Centrifugal liquid pump with internal gas injection
RU2259872C1 (en) Method for hydrodynamic excitation of liquid, rotor hydrodynamic exciting device and device for preparation of composition fuel
US4913806A (en) Apparatus for screening a suspension of fibrous cellulose pulp
RU2232630C2 (en) Method of resonance excitation of liquid and method and device for heating liquid
RU2319729C2 (en) Method and installation for the hydrocarbon liquid fractionation and the rotor hydro-dynamic exciter
RU2234363C1 (en) Method of a resonance activation of a liquid and a device for its realization
RU2351406C1 (en) Siren-dispersant
RU2218206C2 (en) Device for hydro-acoustic treatment of liquids
RU2279018C1 (en) Vortex type heat generator of hydraulic system
RU2084274C1 (en) Dispenser
RU23098U1 (en) PUMP HEAT GENERATOR
RU23055U1 (en) PUMP WORKING BODY
RU2212580C2 (en) Method of and plant for preparation of highly paraffinaceous hydrocarbon liquid for transportation
RU2136356C1 (en) Method and device for emulsification
RU2506463C1 (en) Vertical electrically drive pump unit (versions)
SU873514A2 (en) Centrifugal extractor
RU2221637C1 (en) Method of resonance excitation of liquid and device for realization of this method
CN1181803A (en) Method for heating a liquid and a device thereof

Legal Events

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

Effective date: 20070720