RU2304019C2 - Cavitation mixer - Google Patents
Cavitation mixer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304019C2 RU2304019C2 RU2004116897/15A RU2004116897A RU2304019C2 RU 2304019 C2 RU2304019 C2 RU 2304019C2 RU 2004116897/15 A RU2004116897/15 A RU 2004116897/15A RU 2004116897 A RU2004116897 A RU 2004116897A RU 2304019 C2 RU2304019 C2 RU 2304019C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- housing
- mixer
- cavity
- cavitation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям смесителей для различных жидкостей и их смесей.The invention relates to designs of mixers for various liquids and mixtures thereof.
Изобретение с наибольшим эффектом может быть использовано в различных технологических процессах для интенсификации процесса смешения различных жидкостей и их смесей, в том числе воды и водных растворов.The invention with the greatest effect can be used in various technological processes to intensify the process of mixing various liquids and their mixtures, including water and aqueous solutions.
Известна конструкция смесителя (А.с. СССР №1740035, МПК В01F 5/00, 1992 г.), который содержит вертикальный корпус с крышкой, с загрузочным и выгрузочным отверстиями, приводной вал с мешалкой, выполненной в виде перевернутого стакана с соплом, причем сопло размещено в нижней части стакана по его оси. В верхней части стакана выполнены отверстия с дугообразными щитками, причем дугообразные щитки расположены тангенциально над отверстиями, угол между осями которых 120°. Днище корпуса смесителя выполнено сферическим.The known design of the mixer (AS USSR No. 1740035, IPC
Достоинством данной конструкции смесителя является интенсификация процесса перемешивания жидких сред путем образования вихревого турбулентного течения по всему объему перемешиваемой жидкости.The advantage of this mixer design is the intensification of the mixing process of liquid media by the formation of a vortex turbulent flow throughout the volume of the mixed liquid.
Наряду с достоинством в этой конструкции мешалки есть и недостатки.Along with the advantage in this design of the mixer there are also disadvantages.
В силу пониженного давления в узкой части сопла в реактивной струе возникают пузырьки, которые на границе поверхности сферического днища, а также мешалки, очень быстро и с большой силой охлопываются, что сопровождается сильными ударами, вызывающими кавитационную эрозию, которая способствует постепенному разрушению поверхности твердых стенок смесителя.Due to the reduced pressure in the narrow part of the nozzle, bubbles appear in the jet stream, which at the boundary of the surface of the spherical bottom, as well as the mixers, very quickly and with great force collapse, which is accompanied by strong shocks causing cavitation erosion, which contributes to the gradual destruction of the surface of the solid walls of the mixer .
Известна конструкция кавитационного смесителя (А.с. СССР №117933, МПК В01F 7/04, БИ №33, 1985 г.), содержащего корпус с патрубками подачи обрабатываемого материала и реагента отвода полученной смеси, крыльчатки с лопастями кавитирующего профиля, установленные в корпусе с возможностью их осевого перемещения.A known design of a cavitation mixer (AS USSR No. 117933, IPC B01F 7/04, BI No. 33, 1985), comprising a housing with nozzles for supplying the processed material and a reagent for withdrawing the resulting mixture, an impeller with cavitation profile blades mounted in the housing with the possibility of their axial movement.
Достоинством данного смесителя является то, что с целью интенсификации процесса смешения по всему объему корпуса за счет создания касательных срезающих напряжений и снижения удельных затрат энергии он имеет снабженный кавитаторами кольцевой обтекатель, на внешней и внутренней поверхности которого закреплены лопасти крыльчаток, при этом последние имеют взаимно противоположное направление, патрубок подачи реагента имеет на выходной части его две установленные концентрично по оси корпуса трубы, образующие два выхода для реагента на материал, причем выход по ходу движения материала выполнен в виде конфузора, обтекатель подпружинен и установлен с возможностью осевого перемещения при помощи шариковой муфты на направленном против движения материала выходе с образованием кольцевой камеры и кавитаторы расположены в конфузере, кроме того, конфузор выполнен с образующей по форме кривой синуса.The advantage of this mixer is that in order to intensify the mixing process over the entire volume of the housing by creating tangential shear stresses and reduce specific energy costs, it has a ring cowl equipped with cavitators, the impeller blades are fixed on its outer and inner surface, while the latter have mutually opposite direction, the reagent supply pipe has on its output part two pipes mounted concentrically along the axis of the pipe body, forming two exits for the reagent terial, moreover, the output in the direction of movement of the material is made in the form of a confuser, the fairing is spring-loaded and installed with the possibility of axial movement with a ball coupling at the outlet directed against the movement of the material with the formation of an annular chamber and cavitators are located in the confuser, in addition, the confuser is made with a generatrix in shape sine curve.
Однако в заявленном кавитационном смесителе, наряду с достоинствами, имеются существенные недостатки, а именно:However, in the claimed cavitation mixer, along with the advantages, there are significant disadvantages, namely:
- сложность конструкции крыльчаток с лопастями кавитирующего профиля;- the complexity of the design of the impellers with blades cavitating profile;
- сложность конструкции подачи реагента.- the complexity of the design of the supply of the reagent.
Положительный эффект интенсификации процесса смешения по всему объему корпуса смесителя путем кавитационного процесса имеет и отрицательный эффект - кавитационную эрозию твердых стенок смесителя.The positive effect of the intensification of the mixing process throughout the volume of the mixer body by the cavitation process has a negative effect - cavitation erosion of the solid walls of the mixer.
В движущейся среде возникают пузырьки, которые на границе поверхностей лопастей крыльчаток очень быстро и с большой силой охлопываются, что являются одной из причин быстрого износа лопастей гребных винтов и гидротурбин, работающих с кавитацией (Иванов Б.Н. Законы физики. - М.: Высшая школа, 1986, стр.214, 215).Bubbles appear in a moving medium, which collapse very quickly and with great force at the border of the surfaces of the impeller blades, which is one of the reasons for the rapid wear of the propeller blades and hydraulic turbines operating with cavitation (Ivanov B.N. Laws of Physics. - M .: Higher School, 1986, pp. 214, 215).
Известны конструкции гидродинамических аппаратов с использованием эффекта кавитации для интенсификации различных технологических процессов (А.с. 821625 СССР Гидродинамический аппарат для обработки суспензий. К.С.Гордейчук, Е.Д.Малимон. - Опубл. В Б.И. - 1981, №14; Гордейчук К.С., Малимон Е.Д. Особенности обработки водно-волокнистых суспензий в кавитационно-гидродинамических аппаратах с вибраторами; Гидродинамика больших скоростей; КрПИ. - Красноярск, 1981. - С.35-40).Known designs of hydrodynamic apparatuses using the cavitation effect to intensify various technological processes (A.S. 821625 USSR Hydrodynamic apparatus for processing suspensions. K.S. Gordeychuk, E.D. Malimon. - Publ. In B.I. - 1981, No. 14; Gordeychuk K.S., Malimon E.D. Features of the treatment of water-fiber suspensions in cavitation-hydrodynamic apparatus with vibrators; High-velocity hydrodynamics; KrPI. - Krasnoyarsk, 1981. - P.35-40).
Использование конструкций, имеющих вибраторы со скошенными во взаимопересекающихся плоскостях площадками на торце, совершающими колебания под действием импульсных струй жидкости определенной частоты, приводят к существенному снижению удельных энергозатрат на единицу продукции за счет более полного использования кавитационных явлений. Оптимальная работа аппарата с такими вибраторами возможна при определенном соотношении частот собственных колебаний вибраторов с частотой заданных колебаний импульсными струями. Частота колебаний импульсных струй зависит от частоты перекрытия соответствующих отверстий статорного кольца, расположенного напротив торца вибратора, и от величин отверстий венца ротора (А.с. 821625 СССР. Гидродинамический аппарат для обработки суспензий. К.С.Гордейчук, Е.Д.Малимон - Опубл. В Б.И. 1981. - №4).The use of structures having vibrators with platforms at the end beveled in mutually intersecting planes, oscillating under the action of pulsed jets of a liquid of a certain frequency, leads to a significant reduction in specific energy consumption per unit of production due to a more complete use of cavitation phenomena. Optimum operation of the apparatus with such vibrators is possible with a certain ratio of the frequencies of natural vibrations of the vibrators to the frequency of the given oscillations by pulsed jets. The oscillation frequency of pulsed jets depends on the frequency of overlapping of the corresponding holes of the stator ring opposite the end of the vibrator and on the values of the holes of the rotor crown (A.S. 821625 USSR. Hydrodynamic apparatus for processing suspensions. K.S. Gordeychuk, E.D. Malimon - Published in B.I. 1981. - No. 4).
Это решение является наиболее близким по технической сущности и принято за прототип.This solution is the closest in technical essence and is taken as a prototype.
При вращении ротора импульсные струи, формируемые отверстиями, расположенными в шахматном порядке по образующей венца ротора 1, перекрывают отверстия статорного кольца 2 и поочередно воздействуют с усилием Р1 и Р2 соответственно то на одну, то на другую площадку вибратора 3, вызывая его колебания.When the rotor rotates, pulsed jets formed by staggered holes along the generatrix of the rotor 1 crown overlap the openings of the stator ring 2 and alternately act with force P1 and P2 respectively on one or the other platform of the
Особенность конструкции этих вибраторов состоит в том, что импульсные струи должны поочередно воздействовать на соответствующие площадки. Кроме того, при колебании вибратора каждая площадка, подвергающаяся воздействию импульсной струи при прохождении вибратором состояния равновесия, должна находиться в таком положении, чтобы воздействие струи поддерживало колебания вибратора (Малимон Е.Д. Особенности применения вибраторов в некоторых типах гидродинамических аппаратов, Межвузовский сборник "Гидродинамика больших скоростей"; КрПИ. - Красноярск, 1989. - С.133-136).The design feature of these vibrators is that the pulsed jets must alternately act on the respective sites. In addition, when vibrating a vibrator, each site exposed to a pulsed jet when the vibrator passes the equilibrium state must be in such a position that the action of the jet supports vibrations of the vibrator (Malimon E.D. Features of the use of vibrators in some types of hydrodynamic devices, Interuniversity collection "Hydrodynamics" high speeds "; KrPI. - Krasnoyarsk, 1989. - S.133-136).
Однако существенным недостатком данной конструкции является кавитационная эрозия торцевых площадок вибратора под действием импульсных струй. Разрушение торцевых площадок вибратора импульсными струями отрицательно влияет на работу гидродинамического аппарата, практически снижает его эффективность, т.к. с разрушением их торцовых площадок импульсные струи не вызывают колебания вибраторов.However, a significant drawback of this design is cavitation erosion of the end areas of the vibrator under the influence of pulsed jets. Destruction of the end sites of the vibrator by pulsed jets adversely affects the operation of the hydrodynamic apparatus, practically reduces its effectiveness, because with the destruction of their end sites, pulsed jets do not cause vibrations of vibrators.
Это связано с тем, что импульсные струи создают на торцевых площадках вибраторов значительные давления, а высокоскоростной характер истечения струй через формируемые отверстия венца ротора 1 и статорного кольца 2 сопровождается интенсивным кавитационным явлением.This is due to the fact that pulsed jets create significant pressures at the end sites of the vibrators, and the high-speed character of the outflow of jets through the formed openings of the rotor 1 crown and stator ring 2 is accompanied by an intense cavitation phenomenon.
Образовавшиеся пузырьки, достигнув поверхности препятствия, могут быстро схлопнуться, возбудить ударную волну, что повлечет за собой удар волны по поверхности. Многократные импульсные напряжения приводят к локальным усталостным напряжениям (Гегузин Я.Е. Пузыри. М, 1985. - С.154-158).The resulting bubbles, reaching the surface of the obstacle, can quickly collapse, excite a shock wave, which will entail a shock wave on the surface. Multiple pulsed stresses lead to local fatigue stresses (Geguzin Y.E. Bubbles. M, 1985. - S.154-158).
Другим недостатком конструкции является снижение упругих сил материала вибратора в силу усталости материала при продолжительной работе и снижение его эффективности, что требует замены изношенных вибраторов на новые, что экономически нецелесообразно.Another design flaw is a decrease in the elastic forces of the vibrator material due to material fatigue during continuous operation and a decrease in its efficiency, which requires replacement of worn vibrators with new ones, which is not economically feasible.
Целью настоящего изобретения является увеличение надежности работы конструкции и повышение интенсификации смешения различных жидкостей и их смесей путем эффекта взрывной кавитации импульсных струй по всему объему смесителя.The aim of the present invention is to increase the reliability of the design and increase the intensification of the mixing of various liquids and their mixtures by the effect of explosive cavitation of pulsed jets throughout the volume of the mixer.
Поставленная цель достигается тем, что корпус кавитационного смесителя имеет диаметрально расположенные два резьбовых отверстия, в которых вставлены разгонные форсунки, выходной срез которых выполнен заподлицо с внутренней цилиндрической полостью.This goal is achieved by the fact that the housing of the cavitation mixer has diametrically located two threaded holes in which accelerating nozzles are inserted, the output cut of which is made flush with the inner cylindrical cavity.
В нижней части цилиндрическая полость заканчивается коаксиальной канавкой, служащей лабиринтным уплотнением.In the lower part, the cylindrical cavity ends with a coaxial groove serving as a labyrinth seal.
Кроме того, в цилиндрической полости коаксиально с зазором установлен цилиндрический полый ротор, который имеет диаметрально расположенные два одинаковых отверстия, причем выходные одинаковые отверстия разгонных форсунок и два отверстия ротора расположены на одной диаметральной оси. Полость ротора выполнена сферической формы радиусом R, поверхность которого сопрягается с поверхностью конусной полости, имеющей телесный угол α корпуса смесителя, образуя полость каплевидной формы. Кроме того, отверстия ротора имеют угол β раскрытия симметрично оси вращения ротора.In addition, a cylindrical hollow rotor is installed coaxially with a gap in the cylindrical cavity, which has diametrically arranged two identical openings, the same output openings of the accelerating nozzles and two rotor openings located on the same diametrical axis. The rotor cavity is made of a spherical shape with a radius R, the surface of which mates with the surface of the conical cavity having a solid angle α of the mixer body, forming a drop-shaped cavity. In addition, the rotor holes have an opening angle β symmetrical to the axis of rotation of the rotor.
Ротор снабжен подшипниковым узлом, корпус которого герметично соединен с корпусом кавитационного смесителя при помощи фторопластового уплотнительного кольца. Кроме того, подшипниковый узел снабжен манжетой для герметизации полости корпуса кавитационного смесителя при вращении ротора. Нижний фланец подшипникового узла имеет коаксиальную канавку, идентичную коаксиальной канавке цилиндрической полости.The rotor is equipped with a bearing assembly, the housing of which is hermetically connected to the housing of the cavitation mixer using a fluoroplastic sealing ring. In addition, the bearing assembly is equipped with a cuff for sealing the cavity of the housing of the cavitation mixer during rotation of the rotor. The lower flange of the bearing assembly has a coaxial groove identical to the coaxial groove of the cylindrical cavity.
Цилиндрический полый ротор в нижней и верхней части заканчивается венцами, которые установлены с зазором в коаксиальные канавки цилиндрической полости и нижнего фланца подшипникового узла.The cylindrical hollow rotor in the lower and upper parts ends with crowns, which are installed with a gap in the coaxial grooves of the cylindrical cavity and the lower flange of the bearing assembly.
Для привода ротора с заданной угловой скоростью он имеет вал с подшипниками, на верхнем конце которого установлен шкив.To drive the rotor with a given angular velocity, it has a shaft with bearings, at the upper end of which a pulley is installed.
Для расширения области применения кавитационного смесителя в различных технологических процессах он снабжен эжектором.To expand the scope of the cavitation mixer in various technological processes, it is equipped with an ejector.
Сущность данного технического решения заключается в том, чтоThe essence of this technical solution lies in the fact that
- корпус кавитационного смесителя имеет диаметрально расположенные два резьбовых отверстия, в которые вставлены разгонные форсунки, выходной срез которых выполнен заподлицо с внутренней цилиндрической полостью;- the housing of the cavitation mixer has diametrically located two threaded holes into which the accelerating nozzles are inserted, the output cut of which is made flush with the inner cylindrical cavity;
- в цилиндрической полости коаксиально установлен цилиндрический полый ротор, который имеет диаметрально расположенные два отверстия, причем выходные отверстия разгонных форсунок и два отверстия ротора расположены на одной диаметральной оси;- in the cylindrical cavity, a cylindrical hollow rotor is installed coaxially, which has two diametrically arranged openings, and the outlet openings of the accelerating nozzles and two rotor openings are located on the same diametrical axis;
- полость ротора выполнена сферической формы, поверхность которого плавно сопрягается с поверхностью конусной полости корпуса смесителя, образуя полость каплевидной формы, которая заканчивается соплом;- the rotor cavity is made of a spherical shape, the surface of which smoothly mates with the surface of the conical cavity of the mixer body, forming a drop-shaped cavity that ends with the nozzle;
- для расширения области применения кавитационного смесителя в различных технологических процессах он снабжен эжектором.- to expand the scope of the cavitation mixer in various technological processes, it is equipped with an ejector.
Увеличение надежности работы конструкции достигается путем упрощения конструкции кавитационного смесителя без применения упругих вибраторов.Increasing the reliability of the design is achieved by simplifying the design of the cavitation mixer without the use of elastic vibrators.
Применение разгонных форсунок, расположенных диаметрально на одной оси с диаметрально расположенными отверстиями ротора, позволило решить сложную техническую задачу путем повышения интенсификации смешения различных жидкостей и их смесей за счет эффекта взрывной кавитации по всему объему смесителя.The use of accelerating nozzles located diametrically on the same axis as the diametrically located rotor openings made it possible to solve a complex technical problem by increasing the intensification of mixing of various liquids and their mixtures due to the effect of explosive cavitation throughout the entire volume of the mixer.
Эффект взрывной кавитации по всему объему смесителя достигается путем неизбежного встречного столкновения двух импульсных струй, создаваемых путем вращения ротора с определенной угловой скоростью.The effect of explosive cavitation over the entire volume of the mixer is achieved by the inevitable oncoming collision of two impulse jets created by rotating the rotor with a certain angular velocity.
При прохождении жидкостей через разгонные форсунки в струях образуются микропузырьки, а при столкновении скоростных импульсных струй происходит катастрофическое их разрушение по всему объему смесителя. При этом происходит схлопывание микропузырьков. При схлопывании микропузырьков образуются кумулятивные микроструи со скоростями порядка 200...1000 м/с и ударным местным давлением порядка 103 МПа, которые воздействуют на реагирующие компоненты на расстояниях, соизмеримых с размером молекул (Гидродинамика больших скоростей: Межвузовский сборник, КрПИ; Отв. ред. В.А.Кулагин. - Красноярск, 1989 г. - С.27-32).When liquids pass through accelerating nozzles, microbubbles are formed in the jets, and when high-speed impulse jets collide, their catastrophic destruction occurs over the entire volume of the mixer. In this case, microbubbles collapse. During the collapse of microbubbles, cumulative microjets are formed with velocities of the order of 200 ... 1000 m / s and local shock pressure of the order of 10 3 MPa, which act on the reacting components at distances commensurate with the size of the molecules (High-velocity hydrodynamics: Interuniversity collection, CRPI; Resp. Edited by V.A. Kulagin. - Krasnoyarsk, 1989 - P.27-32).
Таким образом, интенсивное перемешивание компонентов реагирующих жидкостей по всему объему смесителя создается путем взрывного эффекта встречного катастрофического столкновения кавитирующих импульсных струй.Thus, intensive mixing of the components of the reacting liquids throughout the entire volume of the mixer is created by the explosive effect of the oncoming catastrophic collision of cavitating impulse jets.
Кроме того, для достижения протекания оптимального технологического процесса кавитационного смешения различных жидкостей и их смесей кавитационный смеситель снабжен ротором со шкивом для привода ротора с заданной угловой скоростью.In addition, in order to achieve the optimum technological process of cavitation mixing of various liquids and their mixtures, the cavitation mixer is equipped with a rotor with a pulley for driving the rotor with a given angular velocity.
Выполнение внутренней полости кавитационного смесителя в виде полости каплевидной формы уменьшает кавитационную эрозию твердых стенок внутренней полости смесителя в силу идеальной сферической формы, не имеющей на своей поверхности других сложных форм поверхностей, провоцирующих отрицательный эффект разрушения.The implementation of the internal cavity of the cavitation mixer in the form of a teardrop-shaped cavity reduces cavitation erosion of the solid walls of the internal cavity of the mixer due to the ideal spherical shape, which does not have other complex shapes on its surface that provoke a negative effect of destruction.
На фиг.1 показан общий вид кавитационного смесителя; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2.Figure 1 shows a General view of a cavitation mixer; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a view of B in figure 2.
Кавитационный смеситель для перемешивания различных жидкостей и их смесей содержит корпус 1 с двумя резьбовыми отверстиями 2, диаметрально расположенными, в которые вставлены разгонные форсунки 3, выходной срез 4 которых выполнен заподлицо с внутренней цилиндрической полостью 5.The cavitation mixer for mixing various liquids and their mixtures contains a housing 1 with two threaded holes 2, diametrically arranged, into which accelerating
В нижней части цилиндрическая полость 5 заканчивается коаксиальной канавкой 6.In the lower part, the
Кроме того, в цилиндрической полости 5 коаксиально с зазором установлен цилиндрический полый ротор 7, который имеет диаметрально расположенные два одинаковых отверстия 8, причем выходные одинаковые отверстия 9 разгонных форсунок 3 и два одинаковых отверстия 8 ротора 7 расположены на одной диаметральной оси О-О1. Полость 10 ротора 7 выполнена сферической радиусом R, поверхность которой плавно сопрягается с поверхностью конусной полости, имеющей телесный угол α, корпуса 1 смесителя. Полости 10 и 11 образуют полость каплевидной формы, которая заканчивается соплом 12.In addition, in the
Кроме того, отверстия 8 ротора 7 имеют угол β раскрытия симметрично оси X-X1 вращения ротора 7 (фиг.2).In addition, the
Ротор 7 снабжен подшипниковьм узлом 13, корпус которого герметично соединен с корпусом 1 кавитационного смесителя при помощи уплотнительного кольца 14, например, из фторопласта. Кроме того, подшипниковый узел 13 снабжен манжетой 15 для герметизации полости корпуса 1 кавитационного смесителя при вращении ротора 7. Нижний фланец 16 подшипникового узла 13 имеет коаксиальную канавку 17, идентичную коаксиальной канавке 6 цилиндрической полости 5.The rotor 7 is equipped with a bearing assembly 13, the housing of which is hermetically connected to the housing 1 of the cavitation mixer using an o-ring 14, for example, made of fluoroplastic. In addition, the bearing assembly 13 is provided with a sleeve 15 for sealing the cavity of the housing 1 of the cavitation mixer during rotation of the rotor 7. The lower flange 16 of the bearing assembly 13 has a coaxial groove 17 identical to the coaxial groove 6 of the
Цилиндрический полый ротор 7 в нижней и верхней части заканчивается венцами 18 и 19, которые установлены с зазором в коаксиальные канавки 6 и 17 цилиндрической полости 5 и нижнего фланца 16 подшипникового узла 13. Венцы 18 и 19 ротора 7 и коаксиальные канавки 6 и 17 служат лабиринтным уплотнением для гашения импульсного давления на герметизирующие детали при работе кавитационного смесителя.The cylindrical hollow rotor 7 in the lower and upper part ends with crowns 18 and 19, which are installed with a gap in the coaxial grooves 6 and 17 of the
Для привода ротора 7 с заданной угловой скоростью ωi (фиг.2) он имеет вал 20 с подшипниками 21 и 22, на верхнем конце которого установлен шкив 23.To drive the rotor 7 with a given angular velocity ω i (figure 2), it has a shaft 20 with bearings 21 and 22, at the upper end of which a pulley 23 is installed.
Для расширения области применения кавитационного смесителя в различных технологических процессах он снабжен эжектором 24, корпус 25 которого герметично соединен с соплом 12 корпуса 1 кавитационного смесителя при помощи прокладки 26, например, из фторопласта. Корпус 25 эжектора 24 соединен с соплом 12 корпуса 1 смесителя при помощи резьбового соединения.To expand the scope of application of the cavitation mixer in various technological processes, it is equipped with an ejector 24, the housing 25 of which is hermetically connected to the nozzle 12 of the housing 1 of the cavitation mixer using gaskets 26, for example, of fluoroplastic. The housing 25 of the ejector 24 is connected to the nozzle 12 of the housing 1 of the mixer using a threaded connection.
Кроме того, эжектор 24 снабжен форсункой 27 и всасывающим патрубком 28, которые герметично соединены с подшипниковым узлом 13 при помощи резьбового соединения болтами 30. Подшипниковый узел 13 снабжен крышкой 31с сальниковым уплотнением 32. Крышка 31 соединена с подшипниковым узлом 13 при помощи резьбового соединения болтами 33. Шкив 23 закреплен на валу 20 при помощи резьбового соединения гайками 34. Подшипниковый узел 13 снабжен дистанционной втулкой 35.In addition, the ejector 24 is equipped with a nozzle 27 and a suction pipe 28, which are hermetically connected to the bearing assembly 13 by means of a threaded connection with bolts 30. The bearing assembly 13 is equipped with a cover 31 with an oil seal 32. The cover 31 is connected to the bearing assembly 13 by means of a threaded connection by bolts 33 The pulley 23 is mounted on the shaft 20 by means of a threaded connection with nuts 34. The bearing assembly 13 is provided with a spacer sleeve 35.
Кавитационный смеситель для перемешивания различных смесей и их жидкостей работает следующим образом.Cavitation mixer for mixing various mixtures and their liquids works as follows.
Перед работой кавитационный смеситель продувают сжатым воздухом, или чистой жидкостью, для проверки герметизации всех его соединений, а также для удаления оставшихся продуктов смешения. После этого приводят во вращение с заданной угловой скоростью ωi ротор 7 через шкив 23 клиноременной передачи от электродвигателя (не показано).Before operation, the cavitation mixer is purged with compressed air, or clean liquid, to check the sealing of all its compounds, as well as to remove the remaining mixing products. After that, the rotor 7 is driven into rotation with a given angular velocity ω i through a V-belt pulley 23 from an electric motor (not shown).
Затем по разгонным форсункам 3 подают жидкости, например пресную воду по одной разгонной форсунке, а морскую воду по другой разгонной форсунке. Путем поочередного перекрытия и поочередного открытия отверстий 8 и 7 создаются сильные встречные импульсные струи со скоростями, например, 100 м/с, которые неизбежно сталкиваются с удвоенной скоростью 200 м/с. При прохождении струй через форсунки 3 со скоростью 100 м/с в струях образуются кавитационные пузырьки. При столкновении двух таких импульсных струй, создающих значительное противодавление друг другу, кавитационный процесс приобретает катастрофически взрывной характер, в результате чего наблюдается распад жидкости по всему объему смесителя (фиг.3).Then, liquid is supplied through the accelerating
При схлопывании микропузырьков образуются кумулятивные микроструи со скоростями порядка 200...1000 м/с и ударным местным давлением порядка 103 МПа, которые воздействуют на реагирующие компоненты на расстояниях, соизмеримых с размером молекул.When microbubbles collapse, cumulative microjets are formed with velocities of the order of 200 ... 1000 m / s and local shock pressure of the order of 10 3 MPa, which act on the reacting components at distances commensurate with the size of the molecules.
Таким образом, взрывной кавитационный процесс позволяет ускорять смешения жидкостей в сотни раз быстрее и эффективнее по всему объему смесителя по сравнению с существующими кавитационными смесителями.Thus, the explosive cavitation process allows you to accelerate the mixing of liquids hundreds of times faster and more efficiently over the entire volume of the mixer compared to existing cavitation mixers.
Подбирая определенную частоту f импульсных встречных струй путем подбора определенной угловой скорости ωi ротора 7, а также создавая определенные давления Pi жидкостей в разгонных форсунках 3, можно добиться импульсных встречных течений струй жидкости с исключительно высокими скоростями и создавать катастрофически взрывной кавитационный процесс смешения различных жидкостей и их смесей.Selecting a certain frequency f of impulse oncoming jets by selecting a certain angular velocity ω i of the rotor 7, and also creating certain pressure P i of liquids in accelerating
Создавая катастрофически взрывной кавитационный процесс смешения различных жидкостей и их смесей, тем самым можно сокращать время на технологический процесс и увеличивать производительность, повышать эффективность производства.By creating a catastrophically explosive cavitation process of mixing various liquids and their mixtures, this can reduce the time for the technological process and increase productivity, increase production efficiency.
При смешении двух разных жидкостей в кавитационном смесителе можно к ним добавлять третью жидкость (газ) через эжектор 24 и тем самым придавать необходимые различные свойства смешиваемых сред (фиг.1).When mixing two different liquids in a cavitation mixer, you can add a third liquid (gas) to them through the ejector 24 and thereby give the necessary various properties of the mixed media (figure 1).
Кавитационный эффект можно увеличить путем катастрофического столкновения импульсных струй, температура которых различна, например температура одной импульсной струи равна t1=20°C, а другой импульсной струи равна t2=80°C. Кавитационный эффект носит взрывной характер процесса смешения, при котором достигаются значительные импульсные давления в смесителе по сравнению с давлениями впрыскиваемых жидкостей через разгонные форсунки 3; и далее через сопло 12 смешанные компоненты жидкостей удаляются на производство.The cavitation effect can be increased by a catastrophic collision of impulse jets, the temperature of which is different, for example, the temperature of one impulse jet is t 1 = 20 ° C, and the other of the impulse jet is t 2 = 80 ° C. The cavitation effect is explosive in nature of the mixing process, in which significant impulse pressures in the mixer are achieved in comparison with the pressures of the injected liquids through the accelerating
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116897/15A RU2304019C2 (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Cavitation mixer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116897/15A RU2304019C2 (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Cavitation mixer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004116897A RU2004116897A (en) | 2005-11-10 |
| RU2304019C2 true RU2304019C2 (en) | 2007-08-10 |
Family
ID=35865330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004116897/15A RU2304019C2 (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Cavitation mixer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304019C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178732U1 (en) * | 2017-09-29 | 2018-04-18 | Виталий Владимирович Ряшенцев | Reactor for water purification by oxidation of impurities |
| RU218231U1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-05-17 | Борис Семенович Ксенофонтов | EJECTOR-MIXER |
-
2004
- 2004-06-03 RU RU2004116897/15A patent/RU2304019C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178732U1 (en) * | 2017-09-29 | 2018-04-18 | Виталий Владимирович Ряшенцев | Reactor for water purification by oxidation of impurities |
| RU218231U1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-05-17 | Борис Семенович Ксенофонтов | EJECTOR-MIXER |
| RU222594U1 (en) * | 2023-09-12 | 2024-01-11 | Борис Семенович Ксенофонтов | EJECTOR-MIXER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004116897A (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2304019C2 (en) | Cavitation mixer | |
| RU2357791C1 (en) | Rotor hydrodynamic cavitation apparatus | |
| RU174991U1 (en) | TURBINE DISK MIXER | |
| RU138045U1 (en) | CAVITATION HYDRAULIC DISPERSANT | |
| RU180435U1 (en) | Rotary disc mixer | |
| RU2041395C1 (en) | Pump-dispergator | |
| US3233872A (en) | Acoustic processing method and means | |
| RU2215574C2 (en) | Device for dissolving, emulsification and dispersion of fluid media | |
| SU1694196A1 (en) | Cavitation reactor | |
| RU159457U1 (en) | ROTARY PULSE UNIT | |
| RU54816U1 (en) | DEVICE FOR PREPARING A WATER-MASSOUS EMULSION | |
| RU2016647C1 (en) | Rotary apparatus | |
| RU218521U1 (en) | VORTEX ROTARY DISC MIXER | |
| RU2016250C1 (en) | Rotary channel pump-dispergator | |
| SU1731264A1 (en) | Liquid treatment device | |
| RU185656U1 (en) | HYDRODYNAMIC OSCILLATOR GENERATOR | |
| SU1148638A1 (en) | Rotor pulser | |
| RU2429066C1 (en) | Apparatus for physico-chemical treatment of liquid medium | |
| RU2264850C2 (en) | Dispenser | |
| RU202940U1 (en) | ROTARY CRUSHING MIXER | |
| RU2215203C2 (en) | Fluid medium addition disperser | |
| RU2032325C1 (en) | Homogenizer for multi-component liquid products | |
| RU1723716C (en) | Rotor mixer | |
| RU2666418C1 (en) | Disk cavitational apparatus for liquid and viscous treatment | |
| RU2321448C2 (en) | Rotor milling-disperser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |