RU2305608C1 - Hydrodynamic generator of acoustic vibration - Google Patents

Hydrodynamic generator of acoustic vibration Download PDF

Info

Publication number
RU2305608C1
RU2305608C1 RU2006116555/28A RU2006116555A RU2305608C1 RU 2305608 C1 RU2305608 C1 RU 2305608C1 RU 2006116555/28 A RU2006116555/28 A RU 2006116555/28A RU 2006116555 A RU2006116555 A RU 2006116555A RU 2305608 C1 RU2305608 C1 RU 2305608C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflector
nozzle
jet forming
forming nozzle
generator
Prior art date
Application number
RU2006116555/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Рухман (RU)
Андрей Александрович Рухман
Александр Ильич Николаев (RU)
Александр Ильич Николаев
В чеслав Дмитриевич Плюснин (RU)
Вячеслав Дмитриевич Плюснин
Олег Александрович Мастеров (RU)
Олег Александрович Мастеров
Original Assignee
Андрей Александрович Рухман
Александр Ильич Николаев
Вячеслав Дмитриевич Плюснин
Олег Александрович Мастеров
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 Андрей Александрович Рухман, Александр Ильич Николаев, Вячеслав Дмитриевич Плюснин, Олег Александрович Мастеров filed Critical Андрей Александрович Рухман
Priority to RU2006116555/28A priority Critical patent/RU2305608C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2305608C1 publication Critical patent/RU2305608C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

FIELD: acoustics.
SUBSTANCE: generator comprises source of vibration made of a plate secured to the stands connected with the unmovable base and excited by cavitation caused by the fluid outflowing from the nozzle. The nozzle is made of a diaphragm.
EFFECT: enhanced efficiency.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано для интенсификации процессов очистки, эмульгирования, гомогенизации, дезинтеграции клеточных субстратов и экстракции в химической, пищевой, микробиологической отраслях промышленности, а также при производстве строительных материалов для дорожных покрытий.The invention relates to acoustic technology and can be used to intensify the processes of cleaning, emulsification, homogenization, disintegration of cellular substrates and extraction in the chemical, food, microbiological industries, as well as in the production of building materials for road surfaces.

Известны гидродинамические устройства, в которых источником акустических колебаний является тонкостенная пластина или диск [1, 2], возбуждаемые высокоскоростной струей жидкости, сформированной соплом. Указанные устройства имеют сложное конструктивное закрепление колеблющихся деталей диска или пластины, снижающие амплитуду и ограничивающие спектр и типы их собственных резонансных колебаний. Кроме того, отмечаются существенные потери энергии потоком жидкости, рассеивающиеся в виде тепла при трении потока о стенки сопла. Указанные причины помимо снижения эффективности преобразования энергии сокращают ресурс эксплуатации устройства.Hydrodynamic devices are known in which the source of acoustic vibrations is a thin-walled plate or disk [1, 2], excited by a high-speed jet of liquid formed by a nozzle. These devices have complex structural fastening of the oscillating parts of the disk or plate, reducing the amplitude and limiting the spectrum and types of their own resonant vibrations. In addition, there are significant energy losses by the fluid flow, dissipating in the form of heat during friction of the flow against the nozzle walls. These reasons, in addition to reducing the efficiency of energy conversion, reduce the life of the device.

Известны также устройства для создания акустических колебаний непосредственно в струе жидкости за счет взаимодействия вихревых потоков, сформированных специальными каналами или резонансными камерами и снабженные в отдельных случаях инжекционными отверстиями [3, 4, 5, 6, 7].Also known are devices for generating acoustic vibrations directly in a liquid stream due to the interaction of vortex flows formed by special channels or resonant chambers and equipped in some cases with injection holes [3, 4, 5, 6, 7].

Данные устройства имеют высокую эффективность смешивания жидкостей, позволяют при необходимости получать узкую частотную характеристику преобразования. Однако они не устраняют упомянутых ранее недостатков, кроме того, требуют более тщательного регулирования давления жидкости при настройке.These devices have a high efficiency of mixing liquids and, if necessary, provide a narrow frequency response of the conversion. However, they do not eliminate the previously mentioned disadvantages, in addition, they require more careful regulation of the fluid pressure during adjustment.

Наиболее близким по технической сущности решением является гидродинамический генератор для обработки суспензий [8], включающий корпус со струеформирующей насадкой и соосно с ней закрепленный в корпусе отражатель, расположенный нормально к потоку жидкости. Отражатель снабжен резонирующими элементами в виде пластин или стержней, закрепленных в корпусе вокруг отражателя по окружности, ось которой совпадает с осью струеформирующей насадки и отражателя. Поверхность отражателя со стороны струи имеет форму лунки для фокусировки отраженного потока в центр набегающего. Частота собственных колебаний резонирующих элементов настроена на частоту собственных колебаний обрабатываемой жидкой среды в кавитационной области. Резонирующие элементы закреплены консольно с двух сторон.The closest in technical essence solution is a hydrodynamic generator for processing suspensions [8], which includes a housing with a jet-forming nozzle and a reflector coaxially attached to the housing located normally to the liquid flow. The reflector is equipped with resonating elements in the form of plates or rods mounted in a housing around the reflector in a circle whose axis coincides with the axis of the jet forming nozzle and reflector. The surface of the reflector on the jet side is in the form of a hole for focusing the reflected flow to the center of the incident. The frequency of natural vibrations of the resonating elements is tuned to the frequency of natural vibrations of the processed liquid medium in the cavitation region. Resonant elements are fixed cantilever on both sides.

К основному недостатку указанного устройства, помимо наличия потерь энергии на трение в струеформирующей насадке и относительной сложности конструкции, следует отнести отсутствие непосредственного воздействия струи жидкости на резонирующие элементы. Для возбуждения резонирующих элементов предварительно создают навигационную область за счет неподвижно закрепленного отражателя, фокусирующего отраженный поток в центр набегающего, что приводит к дополнительным гидравлическим потерям в виде тепла.The main disadvantage of this device, in addition to the presence of energy losses due to friction in the jet forming nozzle and the relative complexity of the design, is the absence of a direct effect of the liquid jet on the resonating elements. To excite the resonating elements, a navigation region is preliminarily created due to the motionless fixed reflector focusing the reflected flow to the incident center, which leads to additional hydraulic losses in the form of heat.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности гидродинамического генератора акустических колебаний и упрощение (удешевление) конструкции устройства.The aim of the invention is to increase the efficiency of a hydrodynamic generator of acoustic vibrations and simplify (reduce the cost) of the design of the device.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем струеформирующую насадку, отражатель и резонирующие элементы, струеформирующая насадка выполнена в форме диафрагмы с отверстием, а отражатель одновременно является резонирующим элементом, выполненным в виде пластины, закрепленной на стойках к неподвижному основанию. В известных технических решениях совокупность признаков, указанных выше в качестве новых, не найдена. Поэтому заявляемое решение обладает существенными отличиями.This goal is achieved by the fact that in the proposed device containing a jet forming nozzle, a reflector and resonating elements, the jet forming nozzle is made in the form of a diaphragm with a hole, and the reflector is at the same time a resonating element made in the form of a plate mounted on racks to a fixed base. In the known technical solutions, the combination of features indicated above as new is not found. Therefore, the claimed solution has significant differences.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами: на фиг.1 представлен внешний вид двух вариантов исполнения генератора акустических колебаний, на фиг.2 представлена его схема.The invention is illustrated by drawings: figure 1 shows the appearance of two embodiments of a generator of acoustic vibrations, figure 2 presents its diagram.

К неподвижному основанию 1 на стойках 5 прикреплен отражатель 6. Соединение деталей узла может быть выполнено с помощью электродуговой сварки. Входной патрубок 2 с навинченной на резьбовом конце регулировочной контргайкой 3 ввинчивается в неподвижное основание 1 таким образом, чтобы на его конец можно было навернуть струеформирующую насадку 4. Зазор h между насадкой 4 и отражателем 6 устанавливают равным диаметру отверстия d, после чего фиксируют сборку регулировочной контргайкой 3.A reflector 6 is attached to the fixed base 1 on the uprights 5. Connection of the unit parts can be performed using electric arc welding. The inlet pipe 2 with the adjusting nut 3 screwed on the threaded end is screwed into the fixed base 1 so that the jet forming nozzle 4 can be screwed onto its end 4. The gap h between the nozzle 4 and the reflector 6 is set equal to the hole diameter d, after which the assembly is fixed with the adjusting lock nut 3.

Гидродинамический генератор акустических колебаний монтируется в технологической емкости ниже уровня жидкости с закреплением за патрубок 2 любым из известных способов.The hydrodynamic generator of acoustic vibrations is mounted in a technological tank below the liquid level with fastening to the pipe 2 by any of the known methods.

Устройство работает следующим образом. Рабочая жидкость, например моющий раствор, нагнетается насосом через патрубок 2 в струеформирующую насадку 4, где скорость потока скачкообразно увеличивается за счет меньшего диаметра отверстия d в диафрагме насадки. На выходе из отверстия образуется пульсирующая кавитационная область, взаимодействующая с отражателем 6. Отражатель возбуждается преимущественно на продольно-изгибном типе колебаний и является их источником, а максимальная эффективность возбуждения достигается, когда расстояние от насадки до отражателя h равно внутреннему диаметру выходного отверстия диафрагмы d.The device operates as follows. The working fluid, such as a washing solution, is pumped through the nozzle 2 into the jet forming nozzle 4, where the flow rate increases stepwise due to the smaller diameter of the hole d in the nozzle diaphragm. At the exit from the hole, a pulsating cavitational region is formed, which interacts with the reflector 6. The reflector is excited mainly on the longitudinal-bending type of oscillations and is their source, and the maximum excitation efficiency is achieved when the distance from the nozzle to the reflector h is equal to the inner diameter of the outlet of the diaphragm d.

ЛитератураLiterature

1. SU 281925 C1, 03.03.1969.1. SU 281925 C1, 03.03.1969.

2. RU 2205073 C1, 08.01.2002.2. RU 2205073 C1, 01/08/2002.

3. RU 2269386 C1, 05.05.2004.3. RU 2269386 C1, 05.05.2004.

4. RU 2156171 С2, 28.06.1995.4. RU 2156171 C2, 06/28/1995.

5. RU 2144440 C1, 24.08.1998.5. RU 2144440 C1, 08.24.1998.

6. RU 2161078 C1, 02.08.1999.6. RU 2161078 C1, 08/02/1999.

7. RU2248251 C1, 13.04.2004.7. RU2248251 C1, 04/13/2004.

8. RU 2169625 C1, 10.01.2000.8. RU 2169625 C1, 10.01.2000.

Claims (2)

1. Гидродинамический генератор акустических колебаний, включающий резонирующие элементы, струеформирующую насадку и соосно с ней закрепленный нормально к потоку жидкости отражатель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем уменьшения непроизводительных потерь энергии, а также удешевления конструкции, струеформирующая насадка выполнена в форме диафрагмы, а отражатель одновременно является резонирующим элементом и выполнен в виде пластины, закрепленной на стойках к неподвижному основанию.1. A hydrodynamic generator of acoustic vibrations, including resonating elements, a jet forming nozzle and a reflector coaxially attached to the fluid flow, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device by reducing unproductive energy losses, as well as cheapening the design, the jet forming nozzle is made in the form diaphragms, and the reflector is simultaneously a resonating element and is made in the form of a plate mounted on racks to a fixed base. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что отражатель возбуждается преимущественно на продольно-изгибном типе колебаний и является их источником, при этом расстояние от насадки до отражателя h равно внутреннему диаметру отверстия диафрагмы d.2. The generator according to claim 1, characterized in that the reflector is excited mainly on the longitudinal-bending type of vibration and is their source, while the distance from the nozzle to the reflector h is equal to the inner diameter of the aperture d.
RU2006116555/28A 2006-05-16 2006-05-16 Hydrodynamic generator of acoustic vibration RU2305608C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116555/28A RU2305608C1 (en) 2006-05-16 2006-05-16 Hydrodynamic generator of acoustic vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116555/28A RU2305608C1 (en) 2006-05-16 2006-05-16 Hydrodynamic generator of acoustic vibration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2305608C1 true RU2305608C1 (en) 2007-09-10

Family

ID=38598135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116555/28A RU2305608C1 (en) 2006-05-16 2006-05-16 Hydrodynamic generator of acoustic vibration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2305608C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463104C2 (en) * 2010-03-09 2012-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" Method and device for intensification of mass exchange gas- and liquid-phase processes by acoustic vibrations

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463104C2 (en) * 2010-03-09 2012-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" Method and device for intensification of mass exchange gas- and liquid-phase processes by acoustic vibrations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9011698B2 (en) Method and devices for sonicating liquids with low-frequency high energy ultrasound
US7673516B2 (en) Ultrasonic liquid treatment system
RU2325959C2 (en) Hydrodynamic generator of ultrasonic acoustic vibrations and method of its generating
RU2305608C1 (en) Hydrodynamic generator of acoustic vibration
JP2014198327A (en) Method and apparatus for producing fine bubble
CN103990409A (en) Complex frequency emulsified fluid power sounding device
US20060050605A1 (en) High-power sono-chemical reactor
JP2009022941A (en) Air-blowing-type ultrasonic irradiation apparatus and system for treating liquid material
RU2478438C2 (en) Method of combined device to generate pressure oscillation in fluid flow
RU2462301C1 (en) Device for heat-mass-power exchange
CN107899526B (en) Sonochemistry processing device for weakening standing wave effect based on reflecting plate topological structure
RU2296612C2 (en) Hydroacoustic homogenizer for multi-component and multi-phase media
WO2008051115A1 (en) Heat-mass-and-energy exchange method and a device for carrying out said method
RU74317U1 (en) HYDRODYNAMIC DISPERSANTER AND RESONANCE PLATE FOR HIM
RU2363528C1 (en) Ultrasonic device for treatment of liquid mediums
RU2063562C1 (en) Hydrodynamic radiator
RU2434674C1 (en) Device for physicochemical treatment of fluids
Kubo et al. Visualization of acoustically induced cavitation bubbles and microjets with the aid of a high-speed camera
US20060269458A1 (en) Hourglass-shaped cavitation chamber with spherical lobes
RU2625465C1 (en) Method of ultrasonic machining and installation for its implementation
RU185656U1 (en) HYDRODYNAMIC OSCILLATOR GENERATOR
RU2165292C1 (en) Rotor apparatus
RU2476261C1 (en) Method of exciting acoustic vibrations in fluid medium and apparatus (versions) for realising said method
US8187545B2 (en) Hourglass-shaped cavitation chamber with spherical lobes
JP2002085905A (en) Gas-liquid separating device

Legal Events

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

Effective date: 20080517