RU2287360C2 - Device for physico-chemical treatment of liquid medium - Google Patents
Device for physico-chemical treatment of liquid medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287360C2 RU2287360C2 RU2004133696/15A RU2004133696A RU2287360C2 RU 2287360 C2 RU2287360 C2 RU 2287360C2 RU 2004133696/15 A RU2004133696/15 A RU 2004133696/15A RU 2004133696 A RU2004133696 A RU 2004133696A RU 2287360 C2 RU2287360 C2 RU 2287360C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- liquid
- medium
- channels
- additional
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для обработки жидких сред и может быть использовано для проведения различных физико-химических, гидродинамических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость».The invention relates to devices for processing liquid media and can be used for various physicochemical, hydrodynamic and heat and mass transfer processes in the liquid-liquid and solid-liquid systems.
Известен роторно-импульсный аппарат, включающий корпус, коаксиально расположенные с выполненными в них продольными прорезями ротор и статор с вертикальными каналами и в торцевой поверхности ротора выполнены вертикальные каналы, соосные с каналами статора. В аппарате предусмотрено применение нескольких обрабатываемых компонентов (А.с. СССР № 725691, МКИ B 01 F 7/28, БИ №13, 1980 г.). Недостатком устройства является то, что в нем смешиваются только жидкие компоненты, т.е. согласно изобретению, не предусмотрены подача и отбор газообразного компонента. Кроме того, для подачи каждого компонента необходимо отдельное нагнетательное устройство, т.к. в аппарате создается повышенное давление за счет прокачки основного потока обрабатываемой среды.A rotary-pulse apparatus is known, including a housing, a rotor and a stator with vertical channels arranged coaxially with longitudinal slots made in them, and vertical channels are made in the end surface of the rotor, coaxial with the stator channels. The apparatus provides for the use of several processed components (AS USSR No. 725691, MKI B 01 F 7/28, BI No. 13, 1980). The disadvantage of this device is that only liquid components are mixed in it, i.e. according to the invention, the supply and selection of the gaseous component is not provided. In addition, a separate discharge device is required to supply each component, as increased pressure is created in the apparatus due to pumping of the main flow of the processed medium.
Наиболее близким к изобретению по получаемому эффекту является устройство для диспергирования жидких пищевых продуктов, включающее заключенные в корпус коаксиально расположенные кольца ротора и статора, на валу ротора установлены два диска с отверстиями для прохода продукта, соединенные лопастями, ротор закреплен на одном из дисков, при этом на противоположных стенках корпуса имеются смещенные относительно друг друга отверстия для поочередного впуска продукта в рабочую камеру, отверстия в корпусе могут снабжаться дисковыми заслонками (А.с. СССР № 460884, МКИ B 01 F 3/00, A 23 L 1/02, БИ №7, 1975 г.). Недостаток устройства: увеличение гидравлического сопротивления проходу обрабатываемой среды в рабочую камеру из-за того, что она проходит перфорацию в одном из дисков и, следовательно, повышение энергоемкости. В устройстве не предусмотрены подача и отбор свободного газа, для оптимизации скорости проводимого технологического процесса в кавитационной области.The closest to the invention in terms of the effect obtained is a device for dispersing liquid food products, including coaxially arranged rotor and stator rings enclosed in a housing, two disks with holes for product passage connected by vanes are mounted on the rotor shaft, the rotor is mounted on one of the disks, while on opposite walls of the casing there are openings displaced relative to each other for alternate inlet of the product into the working chamber; openings in the casing may be provided with disk shutters mi (A.S. USSR No. 460884, MKI B 01 F 3/00, A 23 L 1/02, BI No. 7, 1975). The disadvantage of this device is an increase in hydraulic resistance to the passage of the processed medium into the working chamber due to the fact that it undergoes perforation in one of the disks and, consequently, an increase in energy consumption. The device does not provide for the supply and selection of free gas to optimize the speed of the process in the cavitation area.
Техническая задача изобретения - повышение эффективности проведения технологических процессов в жидкой проточной среде, ведущее к снижению времени обработки сырья в роторном аппарате и получения более качественного продукта за счет оптимизации импульсного гидродинамического и акустического воздействия на обрабатываемую проточную среду.The technical task of the invention is to increase the efficiency of technological processes in a liquid flowing medium, leading to a reduction in the processing time of raw materials in a rotary apparatus and to obtain a better product by optimizing the pulsed hydrodynamic and acoustic effects on the processed flowing medium.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в устройстве для физико-химической обработки жидкой среды, содержащем корпус с патрубками входа и выхода среды, коаксиально установленные в нем ротор и статор, с каналами в боковых стенках, камеру озвучивания и привод, отличающийся тем, что во входном патрубке установлен дополнительный патрубок и насадок в виде трубы Вентури с отверстиями, равномерно расположенными на боковой поверхности суженой части, а расстояние между центрами отверстий и началом сужения не более диаметра суженой части, для подачи свободного газа в жидкую проточную среду или его отбора из нее, в статоре выполнены дополнительные каналы, входы которых соединены с каналами в боковой стенки статора со стороны линейной скорости боковой рабочей поверхности ротора.The stated technical problem is achieved in that in a device for physicochemical processing of a liquid medium, comprising a housing with inlet and outlet nozzles of the medium, a rotor and a stator coaxially mounted in it, with channels in the side walls, a sounding chamber and a drive, characterized in that the inlet nozzle has an additional nozzle and nozzles in the form of a venturi with holes uniformly located on the side surface of the narrowed part, and the distance between the centers of the holes and the beginning of the narrowing is not more than the diameter of the narrowed Asti, supply of free gas in the liquid working fluid or a selection thereof, in a stator made additional channels whose inputs are connected to the channels in the side wall of the stator by the linear velocity of the side of the working surface of the rotor.
Роторный аппарат, отличающийся тем, что дополнительный патрубок и коллектор соединены насосом.Rotary apparatus, characterized in that the additional nozzle and manifold are connected by a pump.
Роторный аппарат, отличающийся тем, что дополнительный патрубок и коллектор соединены компрессором.Rotary apparatus, characterized in that the additional pipe and manifold are connected by a compressor.
На фиг.1 показан продольный разрез устройства для физико-химической обработки жидкой среды; на фиг.2 изображен продольный разрез статора; на фиг.3 изображен модулятор в разрезе, образованный отверстиями ротора и статора, и положение каналов в статоре для подвода или отвода газа из обрабатываемой среды.Figure 1 shows a longitudinal section of a device for physico-chemical processing of a liquid medium; figure 2 shows a longitudinal section of a stator; figure 3 shows a modulator in section, formed by the holes of the rotor and stator, and the position of the channels in the stator for supplying or removing gas from the medium to be treated.
Устройство для физико-химической обработки жидкой среды содержит корпус 1 с патрубком выхода среды 2 и регулировочным вентилем 3, крышку 4 с патрубком входа 5 и регулировочным вентилем 6, ротором 7 с каналами 8 в боковых стенках, статор 9 с каналами в боковых стенках 10 и дополнительными каналами 11, камеру озвучивания 12, образованную корпусом 1, крышкой 4 и статором 9, коллектор 13 с вентилем 14, дополнительный патрубок 15 с вентилем 16 и насадок в виде трубы Вентури 17 с отверстиями 18.A device for physicochemical processing of a liquid medium comprises a housing 1 with a medium outlet 2 and an adjustment valve 3, a cover 4 with an inlet 5 and an adjustment valve 6, a rotor 7 with channels 8 in the side walls, a
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая среда поступает через патрубок 5 в полость ротора 7, откуда под действием внешнего давления и давления центробежных сил она движется через периодически перекрывающиеся каналы 8 ротора 7 и каналы 10 статора 9, образующие модулятор - нелинейное гидравлическое сопротивление потоку обрабатываемой жидкой проточной среды. При этом в процессе изменения проходного сечения потока при движении жидкости из каналов ротора в каналы статора возникают переменные импульсы давления и периодическое сужение площади проходного сечения - трубы Вентури с переменной площадью проходного сечения сужающейся части трубы. Переменные импульсы давления возбуждают импульсную акустическую кавитацию, а труба Вентури - гидродинамическую кавитацию в каналах 10 статора 9 и камере озвучивания 12. Дополнительная интенсификация технологического процесса осуществляется за счет тангенциальных напряжений в полости ротора и в зазоре между ротором и статором.The device operates as follows. The medium to be processed enters through the nozzle 5 into the cavity of the rotor 7, from where, under the influence of external pressure and the pressure of centrifugal forces, it moves through periodically overlapping channels 8 of the rotor 7 and
Критерий кавитации, характеризующий протекание процесса кавитации, зависит от скорости жидкости или объемного расхода, регулируемого вентилем 6 на входном патрубке 5; давления жидкости в камере озвучивания 12, которое регулируется вентилем 3 на выходном патрубке 2. Они же определяют величину отрицательного ускорения жидкости в каналах 10 статора 9. Для оптимизации интенсивности кавитации и, следовательно, эффективности проведения технологического процесса необходимо регулировать концентрацию свободного (нерастворенного) газа в жидкой среде. Для этого во входной патрубок 5 помещается насадок в виде трубы Вентури 17, с отверстиями в узкой части 18, и дополнительный патрубок 15 с вентилем 16, а также выполняются каналы 11 в статоре 10, соединяющиеся с коллектором 13 и каналами в боковой стенке статора 10 со стороны направления линейной скорости боковой рабочей поверхности ротора 7. Концентрация свободного газа изменяется с помощью вентилей 14 и 16.The cavitation criterion characterizing the course of the cavitation process depends on the fluid velocity or volumetric flow rate controlled by valve 6 at the inlet pipe 5; the liquid pressure in the sounding chamber 12, which is regulated by the valve 3 on the outlet pipe 2. They also determine the value of the negative acceleration of the liquid in the
Жидкая среда, проходя через насадок в виде трубы Вентури 17, образует в наиболее узкой части паровоздушную кольцевую полость, начинающуюся от начала суженой части и имеющую центр примерно на расстоянии, равном диаметру от входа в сужение, в которой наблюдается вакуум (Чугаев P.P. Гидравлика. - Л.: Энергоиздат.1982, с.119). В паровоздушную полость можно подавать или отбирать из нее через отверстия 18 свободный газ, т.е. увеличивать или уменьшать концентрацию свободного газа в жидкости. Расстояние между центрами отверстий и началом сужения не более диаметра суженой части трубы Вентури. Отверстия располагаются равномерно по поверхности суженой части насадка. Отметим, что в случае необходимости добавлять свободный газ в обрабатываемую среду, он подается без дополнительных устройств за счет вакуума, образующегося в паровоздушной полости. В отверстиях статора также можно регулировать концентрацию свободного газа в обрабатываемой среде, отбирая или подавая газ в паровоздушную полость, образующуюся у боковой стенке канала 10 статора 9 со стороны минимального давления, через коллектор 13 и дополнительные каналы 11.The liquid medium passing through the nozzles in the form of a Venturi
Предложенное устройство позволяет при обработке жидкой среды поддерживать оптимальное кавитационное воздействие на скорость технологического процесса. При недостатке свободного газа его подают в обрабатываемую среду через дополнительный патрубок во входном патрубке устройства и через коллектор и дополнительные каналы в статоре во все каналы статора с помощью компрессора. Если концентрация газа в обрабатываемой среде избыточная, то его откачивают насосом через те же элементы конструкции.The proposed device allows the processing of a liquid medium to maintain optimal cavitation effects on the speed of the process. If there is a lack of free gas, it is supplied to the medium to be processed through an additional pipe in the inlet pipe of the device and through the collector and additional channels in the stator to all stator channels using a compressor. If the concentration of gas in the medium being processed is excessive, then it is pumped out by the pump through the same structural elements.
Таким образом, независимо от концентрации свободного газа в обрабатываемой среде гидродинамическая и акустическая кавитации оказывают максимальное воздействие на проводимый технологический процесс.Thus, regardless of the concentration of free gas in the medium being treated, hydrodynamic and acoustic cavitation exert maximum influence on the technological process.
Для подтверждения эффективности предложенного устройства для обработки жидкой среды были проведены экспериментальные исследования. Использовался роторный аппарат с конструкцией согласно фиг.1. В таблице 1 приведен пример по диспергированию жидкой дробленой массы томата, полученной на ножевых дробилках или устройствах типа мясорубки без отделения кожи и семян. Пробы брались при четырехкратном прохождении дисперсии через аппарат.To confirm the effectiveness of the proposed device for processing a liquid medium, experimental studies were conducted. A rotary apparatus with the construction according to FIG. 1 was used. Table 1 shows an example of the dispersion of a liquid crushed mass of tomato obtained on knife crushers or meat grinder-type devices without separating the skin and seeds. Samples were taken with four passage of the dispersion through the apparatus.
В таблице 2 приведены результаты получения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в роторном аппарате. Концентрация эмульсола УКРИНОЛ-1 составляла 10%. Пробы брались после четырехкратного прохождения обрабатываемой среды через предлагаемое устройство.Table 2 shows the results of the production of cutting fluid (coolant) in a rotary apparatus. The concentration of emulsol UKRINOL-1 was 10%. Samples were taken after four times the passage of the processed medium through the proposed device.
Из этих таблиц следует, что среднеарифметический диаметр и максимально наблюдаемый в поле зрения окуляра микроскопа диаметр диспергированного томата, полученного при работе аппарата с оптимальным содержанием свободного газа, значительно меньше, чем когда газосодержание среды не соответствует оптимальному. Результаты получения СОЖ также показывают, что роторный аппарат работает наиболее эффективно в случае, когда газосодержание обрабатываемой жидкой среды оптимально. Оптимизация концентрации свободного газа проводилась по максимуму широкополосного кавитационного шума.From these tables it follows that the arithmetic mean diameter and the maximum diameter observed in the field of view of the microscope eyepiece of the dispersed tomato obtained when the apparatus was operated with the optimal free gas content is much smaller than when the gas content of the medium is not optimal. Coolant production results also show that the rotary apparatus works most efficiently when the gas content of the processed liquid medium is optimal. The concentration of free gas was optimized by the maximum of broadband cavitation noise.
Эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в интенсификации технологических процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость» по сравнению с известными способами при одновременном повышении качества получаемого продукта в возможности получения новых продуктов благодаря оптимизации воздействия гидродинамической и акустической импульсной кавитации на процесс.The effect of using the present invention consists in the intensification of technological processes in the "liquid-liquid" and "solid-liquid" systems compared to known methods while improving the quality of the resulting product in the possibility of obtaining new products by optimizing the effects of hydrodynamic and acoustic pulsed cavitation on the process.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133696/15A RU2287360C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Device for physico-chemical treatment of liquid medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004133696/15A RU2287360C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Device for physico-chemical treatment of liquid medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004133696A RU2004133696A (en) | 2006-04-27 |
RU2287360C2 true RU2287360C2 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=36655450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004133696/15A RU2287360C2 (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Device for physico-chemical treatment of liquid medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287360C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483794C2 (en) * | 2011-07-15 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО ТГТУ) | Rotor-type apparatus |
RU2509602C2 (en) * | 2011-08-02 | 2014-03-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Rotary-pulsation unit for preparation of water-fuel emulsion |
RU2521648C1 (en) * | 2010-06-22 | 2014-07-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Mixer for preparing dental material and system containing it |
-
2004
- 2004-11-18 RU RU2004133696/15A patent/RU2287360C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521648C1 (en) * | 2010-06-22 | 2014-07-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Mixer for preparing dental material and system containing it |
RU2483794C2 (en) * | 2011-07-15 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО ТГТУ) | Rotor-type apparatus |
RU2509602C2 (en) * | 2011-08-02 | 2014-03-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Rotary-pulsation unit for preparation of water-fuel emulsion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004133696A (en) | 2006-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10081559B2 (en) | Method and system for generating cavitation in a fluid | |
US2737857A (en) | Hydraulic apparatus | |
RU2287360C2 (en) | Device for physico-chemical treatment of liquid medium | |
US3533567A (en) | Apparatus for simultaneous oscillatory treatment of substances or mixtures thereof | |
RU2576056C2 (en) | Mass-transfer apparatus | |
RU2309791C2 (en) | Rotary-pulsed apparatus with guiding blades | |
RU2515770C1 (en) | Method of water activation and device for its realisation | |
RU2781455C1 (en) | Jet pump unit | |
RU2778961C1 (en) | Jet pump unit | |
RU2167704C2 (en) | Emulsifier | |
RU2091119C1 (en) | Horizontal sectional extractor for vegetal raw materials | |
RU2017100937A (en) | METHOD AND PUMP-EJECTOR SYSTEM FOR WATER-GAS INFLUENCE ON THE LAYER | |
RU2715297C1 (en) | Installation for surface pumping of gas-liquid mixture | |
RU2016250C1 (en) | Rotary channel pump-dispergator | |
RU2636486C1 (en) | Rotary pulsating machine | |
RU2386471C1 (en) | Reciprocation pump impeller | |
SU1611428A1 (en) | Powder disperser | |
SU952380A1 (en) | Acoustic irradiator | |
SU1741874A1 (en) | Rotary pulsation apparatus | |
RU113173U1 (en) | ROTARY DEVICE | |
SU1669484A1 (en) | Degassing unit | |
RU2600049C1 (en) | Rotary hydrodynamic apparatus | |
RU2578689C1 (en) | Mixer-emulsifier | |
SU1577811A1 (en) | Powder disperser | |
RU2397826C1 (en) | Rotor apparatus for generation of acoustic oscillations within flowing liquid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061119 |