RU2333804C1 - Rotor-pulse device - Google Patents

Rotor-pulse device Download PDF

Info

Publication number
RU2333804C1
RU2333804C1 RU2007106184/28A RU2007106184A RU2333804C1 RU 2333804 C1 RU2333804 C1 RU 2333804C1 RU 2007106184/28 A RU2007106184/28 A RU 2007106184/28A RU 2007106184 A RU2007106184 A RU 2007106184A RU 2333804 C1 RU2333804 C1 RU 2333804C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
ring
holes
openings
Prior art date
Application number
RU2007106184/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Петраков (RU)
Александр Дмитриевич Петраков
Олег Павлович Яковлев (RU)
Олег Павлович Яковлев
Original Assignee
Александр Дмитриевич Петраков
Олег Павлович Яковлев
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 Александр Дмитриевич Петраков, Олег Павлович Яковлев filed Critical Александр Дмитриевич Петраков
Priority to RU2007106184/28A priority Critical patent/RU2333804C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333804C1 publication Critical patent/RU2333804C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2712Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with ribs, ridges or grooves on one surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2713Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator the surfaces having a conical shape

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention is related to mixing, homogenising and dispersing equipment for emulsification of immiscible materials and may be used in chemical, fuel and energy, food and pulp and paper industries, in construction, mining and other industries. Rotor-pulse device of pulsating, hydropercussion and cavitation action contains casing with nozzles, rotor, stator, which have end contiguous working surfaces, in which stator ring under effect of pressure springs automatically selects clearance, which is created as a result of abrasive-cavitation wear. Rotor-pulse device has openings of different length and incline in rotor and stator, and openings of small diameter are arranged in rows. Besides, openings in rotor ring are arranged either perpendicularly to contiguous surface, or at the angle to it.
EFFECT: increase of capacity with simultaneous reduction of power inputs in technological processes of dispersion, emulsification, preparation of suspensions, acceleration of multiple physico-chemical reactions with simultaneous pasteurisation and sterilisation of colloidal solutions.
12 dwg

Description

Область техники.The field of technology.

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде, смешивания в системах «жидкость-жидкость», «жидкость-твердое тело» и может быть использовано в химической, нефтяной, фармацевтической, машиностроительной, горно-добывающей и других отраслях промышленности для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов (например, для приготовления водоугольного топлива, водоуглеводородного топлива и т.д.).The invention relates to a device for creating pulsed oscillations in a flowing liquid medium, mixing in liquid-liquid, liquid-solid systems and can be used in chemical, oil, pharmaceutical, engineering, mining and other industries and intensification of various physicochemical, hydromechanical and heat and mass transfer processes (for example, for the preparation of water-coal fuel, water-hydrocarbon fuel, etc.).

Известно устройство, роторно-импульсный аппарат, патент RU №2179896, в котором коаксиально установлены в корпусе ротор и статор с двумя цилиндрическими боковыми стенками, в которых выполнены радиальные каналы, причем каналы во внешней стенке статора соосны вдоль радиальной оси с каналами во внутренней стенке статора, а каналы во внешней стенке ротора выполнены со сдвигом относительно каналов во внутренней стенке ротора с интервалом (а/4-3а/4) в окружном направлении в сторону вращения ротора, где а - ширина каналов ротора и статора.A device is known, patent RU No. 2179896, in which the rotor and the stator are coaxially mounted in the housing with two cylindrical side walls in which the radial channels are made, the channels in the outer wall of the stator being aligned along the radial axis with the channels in the inner wall of the stator and the channels in the outer wall of the rotor are made with a shift relative to the channels in the inner wall of the rotor with an interval (a / 4-3a / 4) in the circumferential direction in the direction of rotation of the rotor, where a is the width of the channels of the rotor and stator.

Недостатком известного устройства является, то что выбранная форма отверстий ротора и статора недостаточно эффективна для возникновения гидродинамической кавитации.A disadvantage of the known device is that the selected shape of the holes of the rotor and stator is not effective enough for the occurrence of hydrodynamic cavitation.

Известно устройство, акустический излучатель, патент России №2149713, в котором в корпусе, имеющем входные и выходные патрубки с установленными в нем коаксиально цилиндрические ротор и статор с каналами на боковых стенках, причем статор установлен внутри ротора, а обрабатываемая жидкость подается со стороны наружной поверхности ротора, число каналов статора и ротора равно друг другу и каналы в роторе выполняются к радиусу ротора под угломA device, an acoustic emitter, is known from Russian patent No. 2149713, in which a housing having input and output nozzles with coaxially mounted cylindrical rotor and stator with channels on the side walls, the stator is installed inside the rotor, and the processed fluid is supplied from the outer surface rotor, the number of stator and rotor channels is equal to each other and the channels in the rotor are made to the radius of the rotor at an angle

Figure 00000002
Figure 00000002

где ω - угловая скорость ротора (рад./сек);where ω is the angular velocity of the rotor (rad./sec);

Rср - средний радиус ротора (м);R cf - the average radius of the rotor (m);

а - ширина прямоугольного канала ротора (м);a - the width of the rectangular channel of the rotor (m);

h - высота канала ротора (м);h is the height of the rotor channel (m);

Q - расход жидкости через излучатель (м3/сек).Q - fluid flow through the emitter (m 3 / s).

Недостатком известного устройства является то, что для протекания суспензии через устройство необходимо на входном отверстии повысить давление в суспензии до пределов, превышающих противодавление, оказываемое суспензией, отбрасываемой под действием центробежной силы из отверстий ротора к отверстиям статора. Применение подобного устройства значительно повысит удельные энергозатраты на единицу обрабатываемой суспензии.A disadvantage of the known device is that for the suspension to flow through the device, it is necessary to increase the pressure in the suspension at the inlet to limits exceeding the back pressure exerted by the suspension, which is expelled by centrifugal force from the rotor openings to the stator openings. The use of such a device will significantly increase the specific energy consumption per unit of the processed suspension.

Известно устройство, высокочастотный многорядный роторно-импульсный аппарат, патент России №2179895, в котором в корпусе с кольцевой рабочей камерой установленные концентрично с зазором, выполненные в виде тел вращения полые статор и ротор, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы, расположенные рядами с количеством рядов не менее одного, при этом каналы ротора и статора выполнены таким образом, что в положении когда каналы первого ряда ротора совмещены с каналами первого ряда статора, каналы других рядов ротора сдвинуты в окружном направлении относительно каналов соответствующих рядов статора на величину, определяемую из соотношенияA device is known, a high-frequency multi-row rotary-pulse apparatus, Russian patent No. 2179895, in which the hollow stator and rotor are installed concentrically with a gap in the case with the annular working chamber, made in the form of bodies of revolution, through channels made in rows located in rows with the number rows of at least one, while the channels of the rotor and stator are made in such a way that in the position when the channels of the first row of the rotor are aligned with the channels of the first row of the stator, the channels of the other rows of the rotor are shifted around direction relative to the channels of the respective rows of the stator by an amount determined from the relation

Figure 00000003
Figure 00000003

где dn - сдвиг в окружном направлении каналов ротора в ряду с номером n относительно каналов статора в ряду с номером n при таком расположении ротора и статора, когда каналы первого ряда ротора и статора совмещены;where d n is the shift in the circumferential direction of the rotor channels in the row with the number n relative to the stator channels in the row with the number n for such an arrangement of the rotor and stator when the channels of the first row of the rotor and stator are combined;

а - ширина канала;a - channel width;

K1 - коэффициент, который выбирается из диапазона 0,9<K1<1,1K 1 - coefficient, which is selected from the range of 0.9 <K 1 <1,1

Недостатками известного устройства является то, что для эффективной работы устройства необходимо избыточное давление на входе в аппарат в пределах 3÷10 атм, при котором формируются импульсы суспензии известной интенсивности и диапазона частот.The disadvantages of the known device is that for the effective operation of the device requires excess pressure at the inlet of the apparatus within 3 ÷ 10 atm, at which suspension pulses of known intensity and frequency range are formed.

Известно устройство, гидродинамический излучатель, патент России №2205073, имеющее сопло и резонансное колебательное устройство с прорезями, снабженное корпусом, состоящим из двух дисков, в каждом из которых выполнены центральное отверстие, торцевая кольцевая канавка и внутренняя, сделанная на проход до кольцевой канавки кольцевая проточка, диски обращены друг к другу торцами, образующими из торцевых кольцевых канавок кольцевую полость и из кольцевых проточек внутренне круговое сопло, резонансное колебательное устройство которого выполнено в виде установленной в центральном отверстии напротив внутреннего кругового сопла кольцевой резонансной пластины, в которой в радиальном направлении выполнены прорези.A device is known, hydrodynamic emitter, Russian patent No. 2205073, having a nozzle and a resonant oscillating device with slots, equipped with a housing consisting of two disks, each of which has a central hole, an end annular groove and an inner ring groove made to pass to the annular groove , the disks face each other with their ends forming an annular cavity from the end annular grooves and from the annular grooves, the resonant oscillating device of which It is used in the form of an annular resonance plate mounted in the central hole opposite the inner circular nozzle, in which slots are made in the radial direction.

Положительным в известном устройстве является то, что отсутствуют вращающиеся рабочие органы.Positive in the known device is that there are no rotating working bodies.

Недостатком известного устройства является то, что подобное устройство может найти применение только в системах «жидкость-жидкость», а при наличии в суспензии твердых компонентов кольцевая резонансная пластина будет очень быстро изнашиваться, а затем и прекращать излучение из-за нарушения частоты.A disadvantage of the known device is that such a device can only be used in liquid-liquid systems, and if there are solid components in the suspension, the ring resonance plate will wear out very quickly and then cease radiation due to frequency violation.

Известно устройство, акустический роторно-пульсационный аппарат (варианты), патент RU №2146170, содержащий корпус с валом, диском ротора и диском статора, на которых устанавливаются упругие элементы в виде лопаток или стоек, имеющие различные пазы, образованные выступами или проделанные в дисках.A device, an acoustic rotor-pulsation apparatus (options), patent RU No. 2146170, comprising a housing with a shaft, a rotor disk and a stator disk, on which elastic elements are installed in the form of blades or racks having various grooves formed by protrusions or made in the disks, is known.

Недостатками названного устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- сравнительно невысокая механическая прочность гибких элементов, препятствующая диспергированию твердых тел в жидкости;- a relatively low mechanical strength of flexible elements, preventing the dispersion of solids in a liquid;

- отсутствие устройства для регулирования зазора между рабочими органами.- lack of a device for regulating the gap between the working bodies.

Известно устройство, роторно-пульсационный акустический аппарат (варианты), патент России №2146967, содержащий корпус с валом, диск ротора и диск статора, на которых имеются радиальные пазы, а также упругие лопатки и коаксиальные цилиндры с проточными каналами ротора и статора.A device, rotary-pulsating acoustic apparatus (options), Russian patent No. 2146967, comprising a housing with a shaft, a rotor disk and a stator disk, on which there are radial grooves, as well as elastic blades and coaxial cylinders with flow channels of the rotor and stator, is known.

Недостатками названного устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- невысокая механическая прочность гибких элементов, препятствующая диспергированию твердых тел в жидкости;- low mechanical strength of flexible elements, preventing the dispersion of solids in a liquid;

- большой износ коаксиальных цилиндров от механических примесей, изменяющий радиальные размеры выступов дисков ротора и статора;- large wear of coaxial cylinders from mechanical impurities, changing the radial dimensions of the protrusions of the disks of the rotor and stator;

- отсутствие устройства для регулирования зазора между рабочими органами.- lack of a device for regulating the gap between the working bodies.

Известно устройство, роторно-импульсный аппарат, патент России №2252826, имеющий полый корпус со всасывающим патрубком для подвода суспензий и нагнетательным патрубком для отвода обрабатываемых суспензий, расположенные внутри корпуса ротор в виде центробежного колеса с отверстиями по периферии и статор с отверстиями, установленными коаксиально ротору с отверстиями в роторе в виде плоских прямоугольных труб, а отверстия в статоре в виде уступом расширяющихся прямоугольных плоских труб.A device, a rotary-pulse apparatus, patent of Russia No. 2252826 is known, having a hollow body with a suction pipe for supplying suspensions and a discharge pipe for removing processed suspensions located inside the body of the rotor in the form of a centrifugal wheel with holes around the periphery and a stator with holes mounted coaxially to the rotor with holes in the rotor in the form of flat rectangular pipes, and holes in the stator in the form of a ledge of expanding rectangular flat pipes.

Недостатками названного устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- ускоренный абразивно-кавитационный износ сопрягаемых деталей, а именно периферийной поверхности ротора и внутренней поверхности статора;- accelerated abrasive-cavitation wear of the mating parts, namely the peripheral surface of the rotor and the inner surface of the stator;

- увеличение зазора между ротором и статором приводит к резкому снижению плотности гидродинамической кавитации, а в результате к снижению производительности и ухудшению качества измельчения.- an increase in the gap between the rotor and the stator leads to a sharp decrease in the density of hydrodynamic cavitation, and as a result to a decrease in productivity and a deterioration in the quality of grinding.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства, в котором длительное время сохраняются условия возникновения и «схлопывания» кавитационных пузырьков, увеличение межремонтного ресурса изнашиваемых деталей ротора и статора при торцевом соприкосновении рабочих поверхностей путем продвижения под действием пружин, кольца статора к вращающемуся кольца ротора, для которого размеры частиц обрабатываемого материала соизмеримы с размерами отверстий в кольцах ротора и статора.The technical problem to which the invention is directed is to create a device in which the conditions for the occurrence and "collapse" of cavitation bubbles are preserved for a long time, an increase in the overhaul life of the wearing parts of the rotor and stator at the end contact of the working surfaces by moving under the action of the springs, the stator ring to the rotating rotor rings, for which the particle sizes of the processed material are commensurate with the size of the holes in the rotor and stator rings.

Техническим результатом изобретения является устройство кавитационного измельчения твердых тел в жидкости, обеспечивающее равномерный помол на всем протяжении абразивно-кавитационного износа приливов на торцах колец ротора и статора.The technical result of the invention is a device for cavitation grinding of solids in a liquid, providing uniform grinding throughout the abrasive-cavitation wear of the tides at the ends of the rings of the rotor and stator.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из корпуса - 1, установленного на вращающемся валу - 2 ротора - 9, имеющего лопатки, кольца ротора - 5, установленного на роторе - 9, имеющего отверстия параллельные оси вала, кольца статора - 3 с лопастями - 8, торцом прилегающего, под действием пружин - 4, к кольцу ротора с отверстиями аналогичными отверстиям кольца статора, разделительного диска - 6 и крышки с напорным патрубком - 7.The technical result is achieved by the fact that in the known device, consisting of a housing - 1 mounted on a rotating shaft - 2 rotors - 9, having blades, rotor rings - 5, mounted on the rotor - 9, with holes parallel to the axis of the shaft, stator rings - 3 with blades - 8, an end face adjacent, under the action of springs - 4, to the rotor ring with holes similar to the holes of the stator ring, spacer disk - 6 and the cover with pressure port - 7.

Лопатки ротора, имеющие радиальное или под углом к радиусу исполнение, подхватывают поступающую суспензию и, сообщающая ей кинетическую энергию, направляют ее к периферии ротора, где расположено кольцо ротора - 5. Под действием давления, образовавшегося на периферии ротора и в кольце ротора, суспензия направляется в отверстия кольца ротора, а затем, при совмещении отверстий, в кольцо статора, в полость крышки и через напорный патрубок по назначению.The rotor blades, having a radial or angular angle to the radius, pick up the incoming suspension and, giving it kinetic energy, direct it to the periphery of the rotor, where the rotor ring is located - 5. Under the influence of pressure formed on the periphery of the rotor and in the rotor ring, the suspension is directed into the holes of the rotor ring, and then, when combining the holes, into the stator ring, into the lid cavity and through the discharge pipe as intended.

Сущность кавитационного воздействия заключается в следующем.The essence of cavitation is as follows.

Образование зон кавитации как в кольце статора, так и в кольце ротора способствуют интенсификации процессов диспергации и эмульгации обрабатываемой среды, чередующиеся, образованные пересечением струй суспензии гидравлические удары в отверстиях ротора и статическое давление в полости крышки обеспечат схлопывание кавитационных пузырьков. Ударные волны и кумулятивные струйки, образующиеся при «схлопывании» кавитационных пузырьков, обладающие высокой энергией (температура до 1500°С, давление до 1500-2000 кг/см2) обеспечивают тонкодисперсное диспергирование твердых частиц и создание устойчивых к расслоению эмульсий.The formation of cavitation zones both in the stator ring and in the rotor ring contributes to the intensification of the processes of dispersion and emulsification of the medium being processed, the alternating hydraulic shocks formed by the intersection of the suspension jets in the rotor holes and the static pressure in the lid cavity will ensure the collapse of cavitation bubbles. Shock waves and cumulative jets formed during the “collapse” of cavitation bubbles, having high energy (temperature up to 1500 ° C, pressure up to 1500-2000 kg / cm 2 ) provide fine dispersion of solid particles and the creation of emulsion resistant to delamination.

На фиг.1 изображен роторно-импульсный аппарат, его продольный разрез, состоящий из следующих основных деталей:Figure 1 shows a rotary-pulse apparatus, its longitudinal section, consisting of the following main parts:

1 - корпус;1 - housing;

2 - приводной вал;2 - a power shaft;

3 - кольцо статора;3 - stator ring;

4 - пружинный механизм крепления кольца статора;4 - spring mounting mechanism of the stator ring;

5 - кольцо ротора;5 - a rotor ring;

6 - разделительный диск;6 - a separation disk;

7 - крышка с напорным патрубком;7 - a cover with a pressure head branch pipe;

8 - лопасть кольца статора;8 - the stator ring blade;

9 - ротор.9 - rotor.

На фиг.2 изображен поперечный разрез ротора и его вид сбоку.Figure 2 shows a cross section of the rotor and its side view.

На фиг.3 изображено кольцо ротора и вид сбоку.Figure 3 shows the rotor ring and side view.

На фиг.4 изображено кольцо статора с лопастями.Figure 4 shows the stator ring with blades.

На фиг.5 изображено кольцо статора с наклонными отверстиями под углом к радиусу в 40°.Figure 5 shows the stator ring with inclined holes at an angle to a radius of 40 °.

На фиг.6 изображено кольцо ротора с наклонными отверстиями под углом к радиусу в 40°.Figure 6 shows the rotor ring with inclined holes at an angle to a radius of 40 °.

На фиг.7 изображено расположение отверстий в кольцах ротора и статора при противоположных наклонах.Figure 7 shows the location of the holes in the rings of the rotor and stator with opposite inclinations.

На фиг.8 изображено радиальное расположение отверстий в кольце ротора и наклонное в кольце статора.On Fig shows a radial arrangement of holes in the rotor ring and inclined in the stator ring.

На фиг.9 изображено «попутное» расположение отверстий в кольцах ротора и статора при их количественном несовпадении.Figure 9 shows the "associated" location of the holes in the rings of the rotor and stator with their quantitative mismatch.

На фиг.10 изображено радиальное расположение отверстий в кольцах ротора и статора с разным их количеством.Figure 10 shows the radial arrangement of the holes in the rings of the rotor and stator with different numbers.

На фиг.11 изображено кольцо ротора с радиальными рядами круглых отверстий небольшого диаметра.11 shows a rotor ring with radial rows of round holes of small diameter.

На фиг.12 изображено кольцо статора с радиальными рядами отверстий небольшого диаметра.On Fig shows a stator ring with radial rows of holes of small diameter.

Работает предлагаемый роторно-импульсный аппарат следующим образом.The proposed rotary-pulse apparatus operates as follows.

Приводной вал - 2, установленный в корпусе - 1, вращая ротор - 9, с установленным на нем кольцом ротора - 5, закачивает обрабатываемую суспензию через отверстие в разделительном диске - 6, лопастями ротора передает кинетическую энергию обрабатываемой суспензии, которая устремляется к периферии ротора и кольцу ротора.The drive shaft - 2, mounted in the housing - 1, rotating the rotor - 9, with the rotor ring - 5 mounted on it, pumps the processed suspension through the hole in the separation disk - 6, the rotor blades transfers the kinetic energy of the processed suspension, which rushes to the periphery of the rotor and rotor ring.

Под действием создаваемого на периферии ротора давления суспензия направляется в отверстия кольца ротора - 5, а затем при совпадении отверстий в кольцо статора и полость крышки с напорным патрубком - 7, затем через напорный патрубок по назначению. От вращения в полости крышки суспензия удерживается лопастями кольца статора - 8.Under the influence of pressure created on the periphery of the rotor, the suspension is directed into the holes of the rotor ring - 5, and then, when the holes coincide in the stator ring and the lid cavity with the discharge pipe - 7, then through the pressure pipe as intended. From rotation in the lid cavity, the suspension is held by the blades of the stator ring - 8.

Обладая большой кинетической энергией поток суспензии, эмульсии и коллоидной системы, проходя через плоские (имеющие определенное соотношение длины, ширины и высоты) или цилиндрические отверстия небольшого размера, но достаточно большой длины, образует в них зоны пониженного давления подобно насадкам Вентури или Борда.Possessing great kinetic energy, the flow of suspension, emulsion and colloidal system, passing through flat (having a certain ratio of length, width and height) or cylindrical holes of small size, but of sufficiently large length, forms low pressure zones in them like Venturi or Bord nozzles.

В отверстиях кольца ротора, не только в местах возникновения «водоворотных» зон, возникающих от сужения струек суспензии, но и все струи в пределах этих зон насыщаются кавитационными пузырьками, так как пределы этих областей характеризуются наличием вакуума. После прохода транзитных струек зон с пониженным давлением, когда сжатые струи расширяясь вновь коснутся стенок отверстий кольца ротора, давление в них повысится и часть кавитационных пузырьков, конденсируясь, «схлопнется», образуя первую волну кавитационных ударов. Ударные волны деформируют поверхности твердых частиц суспензий, а проникающая в микротрещины жидкость увеличивает их, откалывает от них частички или разрушает названные частицы.In the holes of the rotor ring, not only in the places where “whirlpool” zones arise from narrowing of the suspension jets, but all the jets within these zones are saturated with cavitation bubbles, since the limits of these regions are characterized by the presence of vacuum. After the passage of transit jets of zones with reduced pressure, when the compressed jets expanding expanding again touch the walls of the holes of the rotor ring, the pressure in them increases and part of the cavitation bubbles condense, “collapse”, forming the first wave of cavitation shock. Shock waves deform the surface of the solid particles of suspensions, and the liquid penetrating the microcracks increases them, breaks off particles from them, or destroys these particles.

Известно, что разрушение твердых частиц по естественным дефектам в режиме кавитационного воздействия требует значительно меньше энергозатрат по сравнению с мельничным помолом, так как прочность на растяжение на порядок меньше, чем на сжатие. Коме того, разрыв, например, по сросткам, или вдоль слоев является наиболее благоприятным и самым энергоэкономным.It is known that the destruction of solid particles by natural defects in the cavitation mode requires significantly less energy than mill grinding, since the tensile strength is an order of magnitude less than the compression. In addition, the gap, for example, by splices, or along the layers is the most favorable and most energy-efficient.

В момент совмещения отверстий ротора и статора суспензия, проходя через отверстия статора, образует в них зоны с пониженным давлением аналогичные зонам в кольцах ротора.At the moment of combining the rotor and stator openings, the suspension passing through the stator openings forms zones with reduced pressure in them similar to those in the rotor rings.

В момент перекрытия отверстий ротора торцевыми поверхностями кольца статора в перекрытых отверстиях происходит резкое повышение давления по всей длине плоских или круглых отверстий ротора (прямой гидравлический удар), который усиливается ударными волнами от «схлопывания» кавитационных пузырьков также по всей длине отверстий.At the moment of closing of the rotor holes by the end surfaces of the stator ring in the blocked holes, a sharp increase in pressure occurs along the entire length of the flat or round rotor holes (direct hydraulic shock), which is amplified by shock waves from the “collapse” of cavitation bubbles along the entire length of the holes.

В отверстиях кольца статора, перекрытых торцевыми поверхностями кольца ротора, интенсивное «схлопывание» кавитационных пузырьков обеспечивается от избыточного статического давления в патрубке отвода обрабатываемой суспензии, а также от импульсных волн, возникающих при совмещении соседних отверстий ротора и статора.In the openings of the stator ring, overlapped by the end surfaces of the rotor ring, intensive “collapse” of cavitation bubbles is ensured from excessive static pressure in the branch pipe of the processed suspension, as well as from pulsed waves arising from the combination of adjacent rotor and stator openings.

Повышение интенсивности диспергирования, эмульгирования за счет последовательного кавитационного воздействия на частицы суспензии или эмульсии в отверстиях ротора, а затем и статора способствует повышению производительности роторного аппарата. Роторно-импульсный аппарат позволяет получать тонкодисперсную суспензию из горных пород, приготавливать водоугольное топливо, различные эмульсии, в том числе из несмешивающихся жидкостей, проводить в процессе кавитационной обработки пастеризацию и стерилизацию коллоидных смесей.Increasing the intensity of dispersion, emulsification due to the sequential cavitation effect on the particles of the suspension or emulsion in the holes of the rotor, and then the stator, improves the performance of the rotor apparatus. A rotary-pulse apparatus makes it possible to obtain a finely dispersed suspension from rocks, prepare water-coal fuel, various emulsions, including from immiscible liquids, and pasteurize and sterilize colloidal mixtures during cavitation treatment.

Тепловая энергия, выделяющаяся в результате «схлопывания» кавитационных пузырьков, позволяет обходиться без предварительного разогрева компонентов суспензий в зимнее время.The thermal energy released as a result of the “collapse” of cavitation bubbles makes it possible to do without preliminary heating of the suspension components in the winter.

ЛитератураLiterature

1. Патент России №2146170, B01F 7/12 от 10.03.2000 г.1. Patent of Russia No. 2146170, B01F 7/12 dated 03/10/2012

2. Патент России №2146967, B01F 7/12 от 27.03.2000 г.2. Patent of Russia No. 2146967, B01F 7/12 dated 03/27/2000

3. Патент России №2161062, B01F 7/12 от 22.12.2000 г.3. Patent of Russia No. 2161062, B01F 7/12 from 12.22.2000

4. Патент России №2206380, B01F 7/00 от 20.06.2003 г.4. Patent of Russia No. 2206380, B01F 7/00 dated 06/20/2003

5. Патент Советского Союза №1586754 от 23.08.1990 г.5. Patent of the Soviet Union No. 1586754 of 08/23/1990

6. Е.И.Забабахин, И.Е.Забабахин. «Явления пограничной кумуляции». М., Наука - 1988 г., стр.3...19, 20...23, 125...135.6. E.I. Zababakhin, I.E. Zababakhin. "The phenomena of borderline cumulation." M., Science - 1988, pp. 3 ... 19, 20 ... 23, 125 ... 135.

7. А.М.Курганов, Н.Ф.Федоров. «Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации». Л., «Стройиздат», 1973 г., стр.56...92, 185...200.7. A.M. Kurganov, N.F. Fedorov. "Handbook of hydraulic calculations of water supply and sewage systems." L., Stroyizdat, 1973, p. 56 ... 92, 185 ... 200.

8. Т.М.Башта. «Машиностроительная гидравлика». М., Машиностроение, 1971 г., стр.44...49, 118, 349, 375, 379...381, 509...512.8. T.M. Bashta. "Engineering hydraulics." Moscow, Mechanical Engineering, 1971, pp. 44 ... 49, 118, 349, 375, 379 ... 381, 509 ... 512.

9. Л.И.Богомолов, К.А.Михайлов. «Гидравлика». М., Стройиздат, Москва, 1972 г., стр.87...92, 142...150, 398...405.9. L.I. Bogomolov, K.A. Mikhailov. "Hydraulics". Moscow, Stroyizdat, Moscow, 1972, p. 87 ... 92, 142 ... 150, 398 ... 405.

10. Р.Р.Чугаев. «Гидравлика». М., Энергия, Ленинградское отделение, 1971 г., стр.14...17, 28...33, 64...74, 85...88, 135...140, 163...167, 277...286, 307...314.10.R.R. Chugaev. "Hydraulics". Moscow, Energy, Leningrad Branch, 1971, p. 14 ... 17, 28 ... 33, 64 ... 74, 85 ... 88, 135 ... 140, 163 ... 167, 277 ... 286, 307 ... 314.

11. И.Пирсол. «Кавитация», пер. с английского к.т.п. Ю.Ф.Журавлева. М., Мир, 1975 г., стр.9...20, 22...25, 36...50, 69...89.11. I. Pirsol. "Cavitation", trans. from English Ph.D. Yu.F. Zhuravleva. Moscow, Mir, 1975, pp. 9 ... 20, 22 ... 25, 36 ... 50, 69 ... 89.

12. М.А.Лаврентьев, Б.В.Шабат. «Проблемы гидродинамики и их математические модели». М., Наука, 1973 г., стр.350, 352...357.12. M.A. Lavrentiev, B.V. Shabat. "Problems of hydrodynamics and their mathematical models." Moscow, Nauka, 1973, p. 350, 352 ... 357.

13. В.В.Майер. «Кумулятивный эффект в простых опытах». М., 1989 г., стр.44, 47, 92...97, 175...177.13. V.V. Mayer. "The cumulative effect in simple experiments." M., 1989, pp. 44, 47, 92 ... 97, 175 ... 177.

Claims (1)

Роторно-импульсный аппарат кавитационного действия, содержащий корпус, разделительный диск со всасывающим отверстием, приводной вал с закрепленным на нем ротором и кольцом ротора, кольцом статора с прижимными механизмами, крышку с напорным патрубком, отличающийся тем, что отверстия в кольцах ротора и статора расположены параллельно оси вала, зазор между кольцом ротора и кольцом статора выбирается автоматически пружинными механизмами, соприкасающиеся поверхности колец ротора и статора выполнены с приливами, увеличивающими межремонтный срок.A rotary-pulse apparatus of cavitation action, comprising a housing, a separating disk with a suction hole, a drive shaft with a rotor and a rotor ring fixed to it, a stator ring with clamping mechanisms, a cover with a discharge pipe, characterized in that the holes in the rotor and stator rings are parallel shaft axis, the gap between the rotor ring and the stator ring is automatically selected by spring mechanisms, the contacting surfaces of the rotor and stator rings are made with tides that increase the overhaul a second term.
RU2007106184/28A 2007-02-19 2007-02-19 Rotor-pulse device RU2333804C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106184/28A RU2333804C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Rotor-pulse device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106184/28A RU2333804C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Rotor-pulse device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2333804C1 true RU2333804C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39867864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007106184/28A RU2333804C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Rotor-pulse device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333804C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785966C1 (en) * 2021-08-02 2022-12-15 Александр Дмитриевич Петраков Rotary pulse apparatus with a divided stator ring

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785966C1 (en) * 2021-08-02 2022-12-15 Александр Дмитриевич Петраков Rotary pulse apparatus with a divided stator ring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3455821A (en) Apparatus for treating slurries or gases with screen or filter surfaces under pressure
US3786996A (en) Axial flow unit
US20160339400A1 (en) Cavitation Device
RU2333804C1 (en) Rotor-pulse device
RU2357791C1 (en) Rotor hydrodynamic cavitation apparatus
RU2346733C1 (en) Cavitation generator
US2360893A (en) Method and apparatus for effecting sonic pulverization and dispersion of materials
RU2433873C1 (en) Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2785966C1 (en) Rotary pulse apparatus with a divided stator ring
RU2252826C1 (en) Rotary-pulse apparatus
CA2687904C (en) Centrifugal impeller/propeller pump system
RU2591974C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU150505U1 (en) SELF-CLEANING FILTER
RU2600049C1 (en) Rotary hydrodynamic apparatus
CA2937398C (en) Cavitation device
RU2359763C1 (en) Hydraulic cavitating device
RU2393391C1 (en) Rotor cavitation vortex pump-heat generator
RU2350856C1 (en) Heat and mass and energy exchange method and device for realisation thereof
RU2354461C2 (en) Generator of cavitation processes
RU2248847C1 (en) Apparatus for disintegrating hard materials and producing finely divided systems and emulsions
RU2149680C1 (en) Device for dissolving, emulsification and dispersing of various materials
WO2012005631A2 (en) Hydrodynamic reactor
RU2515770C1 (en) Method of water activation and device for its realisation
RU2304019C2 (en) Cavitation mixer
RU2550609C1 (en) Mixing-activating device for liquid media

Legal Events

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

Effective date: 20090220