RU2265478C1 - Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор - Google Patents
Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265478C1 RU2265478C1 RU2004110709/15A RU2004110709A RU2265478C1 RU 2265478 C1 RU2265478 C1 RU 2265478C1 RU 2004110709/15 A RU2004110709/15 A RU 2004110709/15A RU 2004110709 A RU2004110709 A RU 2004110709A RU 2265478 C1 RU2265478 C1 RU 2265478C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distributor
- working surface
- chamber
- flow
- area
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания жидких сред и может быть использовано для гомогенизации тяжелых нефтяных топлив. Устройство содержит корпус, в котором установлены излучатели ультразвука с серповидными лопатками. Распределитель выполнен с тангенциальными отверстиями и имеет внутри конусный рассекатель с винтовым пазом. За счет определенной площади тангенциальных отверстий в них возникает кавитация. Затем в вихревой камере происходит кавитационно-турбулентно-ультразвуковая обработка жидкости. Технический результат состоит в получении высокодисперсных и гомогенных многокомпонентных смесей. 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания потоков жидкофазных сред и может быть использовано для гомогенизации тяжелых нефтяных видов топлива, используемых в промышленности и теплоэнергетике. А также для интенсификации технологических процессов в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. В частности, для обработки мазута с целью улучшения его эксплуатационных качеств, а также для очистки резервуаров при хранении в них мазута, с целью получения смесей, пригодных для сжигания в котлах и промышленных печах, путем диспергирования и гомогенизации неликвидного топлива.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков, присущих изобретению, является ультразвуковое устройство для обработки жидкости, содержащее цилиндрический корпус и два последовательно установленных струйных ультразвуковых излучателей (Патент полезной модели №32005, В 06 В 1/20, 2003 г.).
В известном ультразвуковом устройстве не обеспечивается возможность обработки различных видов по составу потоков жидкостей определенного качества (по основным показателям - дисперсность и гомогенность), поскольку задача диспергирования и гомогенизации решается за счет кавитационной и акустической многократной обработки потока жидкости в средствах, обеспечивающих ультразвуковую обработку, имеющих определенные проходные сечения, которые не связаны ни с какими геометрическими параметрами устройства.
Эффект кавитации возникает в результате активирования ядер кавитации (микропузырьков), их роста до определенного размера и схлопывания (коллапса) пузырьков с газовым выбросом содержимого пузырька в жидкость, образованием при этом гидравлической ударной волны, акустических колебаний и зарождением новых активированных пузырьков, которые повторяют эволюцию сколлапсированного пузырька и принимают равновесные размеры, соответствующие гидравлическому состоянию жидкости вокруг этих пузырьков. Очевидно, что любое изменение условий равновесия ядер кавитации (вид обрабатываемой жидкости, компоненты жидкости, степень дисперсности и гомогенности) приведет к их дальнейшей эволюции.
Поскольку в известном ультразвуковом устройстве взаимосвязь параметров проходных сечений в зонах создания условий для возникновения эффекта кавитации выбрана произвольно, это не позволяет решить вышеизложенную техническую задачу, т.е. обрабатывать и получать на выходе различные по составу многокомпонентные потоки жидкостей определенного качества (по основным показателям - дисперсность и гомогенность).
Сущность изобретения как технического решения заключается в решении задачи - расширении технологических возможностей - за счет обеспечения возможности обработки в диспергаторе и получения на выходе различных по составу многокомпонентных потоков жидкостей определенного качества, т.е. состоящего из однородных (гомогенных) частиц мелкодисперсной фракции.
Поставленная задача решается тем, что в гидродинамическом гомогенизирующем диспергаторе, содержащем цилиндрический корпус с рабочей камерой и, по крайней мере, два средства обеспечения ультразвуковой обработки, установленные последовательно друг за другом соответственно в зоне подвода и в зоне отвода обрабатываемого потока, каждое из которых выполнено в виде цилиндрического распределителя с установленным внутри него рассекателем с рабочей поверхностью, и излучателя с серповидными лопатками, имеющими форму части Архимедовой спирали, при этом на распределителе по его окружности в зоне расположения рассекателя выполнены тангенциальные отверстия, а излучатель установлен на распределителе с возможностью образования вихревой камеры, на рабочей поверхности рассекателя выполнен винтовой паз с возможностью завихрения потока в направлении, соответствующему направлению потока исходящего из тангенциальных отверстий распределителя, а на рабочей поверхности корпуса в зоне расположения распределителя выполнены радиальные пазы, при этом суммарная площадь тангенциальных отверстий каждого из распределителей составляет 0,45-0,55 от площади поперечного сечения камеры, образованной рабочей поверхностью корпуса и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, а расстояние между последними составляет 1,3-1,55 от диаметра выходного отверстия излучателя.
На фиг.1 - общий вид устройства в разрезе.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1
Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор содержит цилиндрический корпус 1, последовательно установленные в корпусе 1 средства обеспечения ультразвуковой обработки потока, каждое из которых выполнено в виде излучателя 2 с серповидными лопатками 3, имеющими форму части Архимедовой спирали и состыкованных с цилиндрическим распределителем 4, с возможностью образования вихревой камеры 5. На распределителе 4 по его окружности выполнены тангенциальные отверстия 6, а внутри цилиндрического распределителя 4 расположен конусный рассекатель 7, на рабочей поверхности которого выполнен винтовой паз 8.
На рабочей поверхности корпуса 1 в зоне расположения распределителя 4 выполнены радиальные пазы 9, за счет которых в совокупности с тангенциальными отверстиями 6 определенного размера и винтовым пазом 8 обеспечивается 100% активация ядер кавитации (в известном устройстве 40%).
Серповидные лопатки 3 образуют спиралевидные каналы 10.
Цилиндрический распределитель 4 образует с рабочей поверхностью корпуса 1 кавитационную камеру 11, при этом суммарная площадь тангенциальных отверстий каждого из распределителей 4 составляет 0,45-0,55 от площади поперечного сечения камеры 12, образованной рабочей поверхностью корпуса 1 и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, а расстояние L между средствами обеспечения ультразвуковой обработки потока составляет 1,3-1,55 от диаметра D выходного отверстия излучателя.
Работает универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор следующим образом.
Поток многокомпонентной жидкости, перемещаясь внутри корпуса 1, натекает на винтовой паз 8 конусного рассекателя 7, установленного вершиной навстречу потоку, вследствие чего поток линейно сужается, двигаясь по винтовому пазу от вершины конуса к основанию. Скорость потока при этом будет также линейно возрастать, но течение будет ламинарным. Натекая на тангенциальные отверстия 6, при условии, что их площадь составляет 0,45-0,55 от площади поперечного сечения камеры 12, ламинарный поток преобразуется в скоростные вихревые струйные потоки. Статическое давление жидкости в отверстиях резко падает до критического значения, из-за чего ядра кавитации активируются и начинают эволюцинировать. За тангенциальными окнами 6 в радиальных пазах 9 камеры 11 струйные потоки затормаживаются из-за резкого увеличения проходного сечения, течение из ламинарного переходит в турбулентное с взаимодействием потоков друг с другом и преобразованием струй в общий вихревой поток - возникает процесс кавитационной обработки.
Общий вихревой поток, потерявший часть собственной энергии на гидравлическое сопротивление при торможении и турбулентном взаимодействии струй, натекает на серповидные лопатки 3 и через спиралевидные каналы 10, рассекаясь на два потока, попадает в вихревую камеру 5. В камере 5 также происходит кавитационно-турбулентно-ультразвуковая обработка потока жидкости со всеми сопутствующими эффектами диспергирования и гомогенизации. Двухструйный поток вновь преобразуется в общий поток, который вновь затормаживается при выходе из излучателя 2 и попадании в камеру 12. В вихревой камере 5 и в камере 12 за счет схлопывания пузырьков с генерацией микроударных волн и акустических колебаний определенных энергий происходит процесс диспергирования и перемешивания (разрушения и гомогенизации) компонентов.
Во втором средстве обеспечения ультразвуковой обработки циклы кавитационной обработки повторяются.
Экспериментально установлено, что заявленные интервалы конструктивных параметров диспергатора оптимальны для решения поставленной задачи, а именно расстояние L между средствами обеспечения ультразвуковой обработки должно составлять 1,3-1,55 от диаметра D выходного отверстия излучателя, а суммарная площадь тангенциальных отверстий каждого из распределителей должна составлять 0,45-0,55 от площади поперечного сечения камеры, образованной рабочей поверхностью корпуса и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, поскольку выходя за рамки этих интервалов поставленная задача не достигается, а именно:
- при расстоянии L меньше 1,3 D не происходит 100% активирования ядер кавитации, и в последующее средство ультразвуковой обработки многокомпонентный поток попадает необработанным;
- при расстоянии L больше 1,55 D многокомпонентный поток тормозится и попадает в последующее средство ультразвуковой обработки под недостаточным давлением;
- при суммарной площади тангенциальных отверстий каждого из распределителей меньше 0,45 от площади поперечного сечения камеры, образованной рабочей поверхностью корпуса и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, резко возрастает гидравлическое сопротивление;
- при суммарной площади тангенциальных отверстий каждого из распределителей больше 0,55 от площади поперечного сечения камеры, образованной рабочей поверхностью корпуса и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, резко уменьшается эффект кавитации.
Теплотехнические испытания предложенного диспергатора показали, что благодаря совокупности заявленных признаков, изложенных в формуле изобретения, в предложенном универсальном гидродинамическом гомогенизирующем диспергаторе можно осуществлять обработку многокомпонентных жидкостей различных по составу, физико-механическим и химическим свойствам (спирт, бензин, молоко, мазут, лакокрасочные изделия и т.д.).
Claims (1)
- Гидродинамический гомогенизирующий диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с рабочей камерой и, по крайней мере, два средства обеспечения ультразвуковой обработки, установленные последовательно друг за другом соответственно в зоне подвода и в зоне отвода обрабатываемого потока, каждое из которых выполнено в виде цилиндрического распределителя с установленным внутри него рассекателем с рабочей поверхностью и излучателя с серповидными лопатками, имеющими форму части Архимедовой спирали, при этом на распределителе по его окружности в зоне расположения рассекателя выполнены тангенциальные отверстия, а излучатель установлен на распределителе с возможностью образования вихревой камеры, отличающийся тем, что на рабочей поверхности рассекателя выполнен винтовой паз с возможностью завихрения потока в направлении, соответствующем направлению потока, исходящего из тангенциальных отверстий распределителя, а на рабочей поверхности корпуса в зоне расположения распределителя выполнены радиальные пазы, при этом суммарная площадь тангенциальных отверстий каждого из распределителей составляет 0,45-0,55 от площади поперечного сечения камеры, образованной рабочей поверхностью корпуса и средствами обеспечения ультразвуковой обработки, а расстояние между последними составляет 1,3-1,55 от диаметра выходного отверстия излучателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110709/15A RU2265478C1 (ru) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110709/15A RU2265478C1 (ru) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2265478C1 true RU2265478C1 (ru) | 2005-12-10 |
Family
ID=35868646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004110709/15A RU2265478C1 (ru) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2265478C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010132137A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Cavitation Technologies, Inc. | Multi-stage cavitation device |
US9126176B2 (en) | 2012-05-11 | 2015-09-08 | Caisson Technology Group LLC | Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same |
CN106382963A (zh) * | 2015-07-26 | 2017-02-08 | 江苏中农物联网科技有限公司 | 一种水产养殖用超声波流量传感器 |
-
2004
- 2004-04-08 RU RU2004110709/15A patent/RU2265478C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010132137A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Cavitation Technologies, Inc. | Multi-stage cavitation device |
US8042989B2 (en) | 2009-05-12 | 2011-10-25 | Cavitation Technologies, Inc. | Multi-stage cavitation device |
US9126176B2 (en) | 2012-05-11 | 2015-09-08 | Caisson Technology Group LLC | Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same |
US9682356B2 (en) | 2012-05-11 | 2017-06-20 | Kcs678 Llc | Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same |
CN106382963A (zh) * | 2015-07-26 | 2017-02-08 | 江苏中农物联网科技有限公司 | 一种水产养殖用超声波流量传感器 |
CN106382963B (zh) * | 2015-07-26 | 2023-08-08 | 江苏中农物联网科技有限公司 | 一种水产养殖用超声波流量传感器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8042989B2 (en) | Multi-stage cavitation device | |
US4701055A (en) | Mixing apparatus | |
US6935770B2 (en) | Cavitation mixer | |
US4474477A (en) | Mixing apparatus | |
US7708453B2 (en) | Device for creating hydrodynamic cavitation in fluids | |
WO2010051050A1 (en) | Cavitation generator | |
RU2265478C1 (ru) | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор | |
CN112755826B (zh) | 一种强化液-液乳化的装置和方法 | |
JP2011115674A (ja) | 微細化混合装置 | |
RU2600998C1 (ru) | Струйный гидравлический смеситель | |
JP2011105375A (ja) | 循環タンク及び液注入混合装置 | |
CN201906579U (zh) | 一种混合燃料的多级乳化装置 | |
US10639599B2 (en) | Method and device for cavitationally treating a fluid | |
RU2248251C1 (ru) | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор | |
JP2022184559A (ja) | 内部構造体、流体特性変化装置及びその利用装置 | |
JP5611387B2 (ja) | 微細化混合装置 | |
JP5294434B2 (ja) | 微細化混合装置 | |
EP2525901A1 (en) | Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component | |
RU2618883C1 (ru) | Гидродинамический смеситель | |
RU155460U1 (ru) | Механический смеситель с подвижным зернистым слоем | |
RU2248252C1 (ru) | Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор | |
RU129424U1 (ru) | Устройство для перемешивания | |
RU2075619C1 (ru) | Устройство для обработки жидкого топлива кавитацией | |
CN102527284A (zh) | 一种油水乳化装置 | |
KR20070096677A (ko) | 유체처리장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060409 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060409 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |