RU2357791C1 - Rotor hydrodynamic cavitation apparatus - Google Patents

Rotor hydrodynamic cavitation apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2357791C1
RU2357791C1 RU2007143408/15A RU2007143408A RU2357791C1 RU 2357791 C1 RU2357791 C1 RU 2357791C1 RU 2007143408/15 A RU2007143408/15 A RU 2007143408/15A RU 2007143408 A RU2007143408 A RU 2007143408A RU 2357791 C1 RU2357791 C1 RU 2357791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
cavitation
collapse
cavitation bubbles
hydrodynamic
Prior art date
Application number
RU2007143408/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Петраков (RU)
Александр Дмитриевич Петраков
Сергей Михайлович Радченко (RU)
Сергей Михайлович Радченко
Олег Павлович Яковлев (RU)
Олег Павлович Яковлев
Original Assignee
Александр Дмитриевич Петраков
Сергей Михайлович Радченко
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, Сергей Михайлович Радченко, Олег Павлович Яковлев filed Critical Александр Дмитриевич Петраков
Priority to RU2007143408/15A priority Critical patent/RU2357791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357791C1 publication Critical patent/RU2357791C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention is related to devices for creation of flow cavitation with collapse of cavitation bubbles in treated liquid, emulsion, suspension and may be used for mixing of immiscible liquids, preparation of coal-water fuel, fine-dispersed crushing of rocks, rocks for decontamination and sterilisation of treated products, preparation of feeding slops from cereals, etc. Rotor hydraulic cavitation apparatus includes body, driving shaft with fixed rotor, in radial openings of which composite hydrodynamic cavitators are installed from rotor blades to its periphery. In hydrodynamic cavitators there are serially installed circular cylindrical Venturi tubes, resonating chambers, circular cylindrical Venturi tubes, quick-expanding Borda mouthpieces that create four sections of cavitation bubbles generation. Invention provides for increased efficiency of apparatus due to continuous creation of cavitation bubbles with their collapse in treated liquid to protect apparatus parts against hard effect in case of their collapse.
EFFECT: apparatus is simple in design and repair and may be used in machine building enterprise.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для образования потоковой кавитации для тонкодисперсного эмульгирования, диспергирования и смешивания в системах «жидкость-жидкость», «жидкость-твердое тело». Может быть использовано в химической, нефтяной, фармацевтической, машиностроительной, горнодобывающей и других отраслях промышленности, а также для приготовления обеззараженных кормов для сельскохозяйственных животных. С целью повышения производительности аппарата, а также повышения количественного образования кавитационных пузырьков в роторе аппарата предусмотрено непрерывное, в отличие от роторно-импульсных аппаратов, ступенчатое образование кавитационных пузырьков, «схлопывание», исчезновение которых предусматривается в обрабатываемой жидкости, суспензии.The invention relates to devices for the formation of flow cavitation for finely dispersed emulsification, dispersion and mixing in liquid-liquid, liquid-solid systems. It can be used in the chemical, petroleum, pharmaceutical, engineering, mining and other industries, as well as for the preparation of disinfected feed for farm animals. In order to increase the productivity of the apparatus, as well as to increase the quantitative formation of cavitation bubbles in the rotor of the apparatus, continuous, in contrast to rotary-pulse apparatuses, step-by-step formation of cavitation bubbles, “collapse”, the disappearance of which is envisaged in the processed liquid, suspension is provided.

Известно устройство, многоступенчатый роторно-импульсный аппарат, патент России № 2206380, в котором у ротора со сквозными отверстиями с обеих сторон расположены два статора с радиальными пазами. Отверстия ротора и пазы статора образуют между собой ступени роторно-пульсационных пар.A device is known, a multi-stage rotary-pulse apparatus, Russian patent No. 2206380, in which at the rotor with through holes on both sides there are two stators with radial grooves. The rotor holes and stator slots form steps of rotor-pulsating pairs.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- прерывистое движение обрабатываемой жидкости по ступеням аппарата, что препятствует образованию большого количества кавитационных пузырьков.- intermittent movement of the processed fluid along the steps of the apparatus, which prevents the formation of a large number of cavitation bubbles.

Известно устройство, роторно-импульсный аппарат, авторское свидетельство № 829155, предназначенный для проведения гетерогенных процессов, интенсификация которых достигается чередованием роторов и статоров, снабженных прорезями, в котором расстояние между ротором и статором кратно полуволне возбуждаемых колебаний. Такое расположение ротора и статора способствует образованию стоячей волны с развитыми акустическими течениями.A device, a rotary-pulse apparatus, certificate of authorship No. 829155, designed to conduct heterogeneous processes, the intensification of which is achieved by alternating rotors and stators equipped with slots, in which the distance between the rotor and the stator is a multiple of the half-wave of excited oscillations, is known. This arrangement of the rotor and stator contributes to the formation of a standing wave with developed acoustic currents.

Недостатками известного устройства является импульсное образование колебаний в обрабатываемой среде.The disadvantages of the known device is the pulsed oscillation in the medium being processed.

Известно устройство, роторный кавитационный аппарат, патент России № 2174045, содержащий корпус с входными и выходными отверстиями и образующий рабочую камеру, в которой размещены статор и на приводном валу ротор. Статор и ротор состоят из дисков, установленных поочередно вдоль оси симметрии рабочей камеры в направлении вход выход, при этом первый от входа диск ротора снабжен радиальными лопатками, второй диск ротора, расположенный между дисками статора с радиальными прорезями и лопастями, один в виде клина, вторые - в виде параллелепипеда.A device is known, the patent of Russia No. 2174045, comprising a housing with inlet and outlet openings and forming a working chamber in which the stator and rotor are located on the drive shaft. The stator and rotor consist of disks mounted alternately along the axis of symmetry of the working chamber in the direction of the exit exit, the first rotor disk being provided with radial blades from the input, the second rotor disk located between the stator disks with radial slots and blades, one in the form of a wedge, the second - in the form of a parallelepiped.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- сложность устройства;- the complexity of the device;

- возможность обрабатывать только системы «жидкость-жидкость».- the ability to process only the liquid-liquid system.

Известно устройство, роторный диспергатор, патент России № 2040962, предназначенный для измельчения зернистых материалов в процессе диспергирования суспензий, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены ротор и статор с каналами в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора. Статор выполнен в виде соплового аппарата с сужающимися в направлении движения жидкости соплами, а ротор выполнен в виде рабочего центробежного колеса и периферийного кольца-активатора с системой каналов, оси которых перпендикулярны к направлению движения жидкости.A device of the Russian patent No. 2040962 is known for grinding granular materials in the process of dispersing suspensions, comprising a housing inside which the rotor and stator are concentrically mounted with channels in a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor. The stator is made in the form of a nozzle apparatus with nozzles tapering in the direction of fluid movement, and the rotor is made in the form of a centrifugal impeller and a peripheral activator ring with a system of channels whose axes are perpendicular to the direction of fluid motion.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- отверстия статора выполнены сужающимися, что приводит только к ускорению жидкости массового образования кавитационных пузырьков;- the stator holes are made tapering, which only leads to acceleration of the liquid mass formation of cavitation bubbles;

- исполнение отверстий ротора под углом 90-120° к отверстиям статора приводит к ударному измельчению зерен измельчаемого материала и также не способствует образованию в роторе большого количества кавитационных пузырьков.- the execution of the rotor holes at an angle of 90-120 ° to the stator holes leads to shock grinding of the grains of the crushed material and also does not contribute to the formation of a large number of cavitation bubbles in the rotor.

Известно устройство, кавитационный реактор, авторское свидетельство №1694196, которое относится к перемешиванию в кавитационных реакторах, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода, ротор которого выполнен в виде диска с закрепленными на нем кавитаторами клиновидной формы. В процессе вращения ротора за кавитаторами образуются пузырьки каверны, в хвостовой части которых происходит схлопывание кавитационных пузырьков. Оригинальное размещение кавитаторов позволяет использовать их и для прокачивания обрабатываемой жидкости.A device, a cavitation reactor, copyright certificate No. 1694196, which relates to mixing in cavitation reactors, containing a cylindrical body with inlet and outlet pipes, the rotor of which is made in the form of a disk with wedge-shaped cavitators fixed to it, is known. During the rotation of the rotor behind cavitators, cavity bubbles are formed, in the tail part of which cavitation bubbles collapse. The original placement of cavitators allows you to use them for pumping the processed fluid.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- слабое образование кавитационных пузырьков;- weak formation of cavitation bubbles;

- отсутствие гарантии, что вся обрабатываемая жидкость подвергается кавитационной обработке.- lack of guarantee that all processed fluid is subjected to cavitation treatment.

Известно устройство, мешалка, патент России № 2234974, которое относится к устройствам перемешивания и суспензирования материалов в жидкости. Мешалка содержит корпус с отражательными планками, установленными на его внутренней поверхности. На вертикальном валу закреплен дисковый ротор, на верхней периферийной поверхности которого установлены конфузоры, большим сечением обращенные в сторону вращения. Дисковый ротор по радиальной периферии имеет буртик, высота которого равна большему диаметру конфузора.A device, mixer, patent of Russia No. 2234974, which relates to devices for mixing and suspending materials in liquids, is known. The mixer contains a housing with reflective strips mounted on its inner surface. A disk rotor is fixed on a vertical shaft, on the upper peripheral surface of which confusers are installed, with a large section facing the direction of rotation. The disk rotor on the radial periphery has a shoulder, the height of which is equal to the larger diameter of the confuser.

Работает известное устройство следующим образом: исходная смесь, содержащая твердые частицы и жидкость, подается в центр вращающегося ротора и под действием центробежной силы смесь отбрасывается к конфузорам. Разогнавшись в конфузорах, смесь частиц и жидкости ударяется о поверхность отражательных планок.The known device operates as follows: the initial mixture containing solid particles and liquid is supplied to the center of the rotating rotor and under the action of centrifugal force the mixture is discarded to confusers. Having dispersed in the confusers, the mixture of particles and liquid hits the surface of the reflective bars.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- неправильное, с точки зрения использования центробежной силы, расположение конфузоров. Радиальное расположение конфузоров: большим диаметром к центру, а малым к периферии диска, намного улучшило бы эффективность устройства;- incorrect, from the point of view of using centrifugal force, location of confusers. The radial arrangement of confusers: a large diameter to the center, and a small one to the periphery of the disk, would greatly improve the efficiency of the device;

- если составить план скоростей смеси, выходящей из малого диаметра конфузора, то видно, что радиальная составляющая, которая должна ударить струю в отражательные планки, мала. Скорее всего, суспензия ударится в суспензию, находящуюся между ротором и корпусом, чем и обеспечивается перемешивание с одновременным диспергированием.- if you make a plan of the speeds of the mixture emerging from the small diameter of the confuser, it is clear that the radial component, which should hit the jet into the reflective strips, is small. Most likely, the suspension will hit the suspension located between the rotor and the housing, which ensures mixing with simultaneous dispersion.

Известно устройство, насос-теплогенератор, (прототип) патент России № 94029725, предназначенный для прямого преобразования механической энергии в тепловую энергию, включающий полый корпус со всасывающим патрубком для подвода нагреваемой и нагнетательными патрубком для отвода нагретой жидкости, консольно подвешенный внутри корпуса на валу привода вращения полый ротор. Роторы в известном устройстве выполнены в виде:A device, a pump-heat generator, (prototype), Russian patent No. 94029725, intended for direct conversion of mechanical energy into thermal energy, including a hollow body with a suction pipe for supplying a heated and discharge pipe for removing heated fluid, is cantilever suspended inside the housing on the shaft of the rotation drive hollow rotor. The rotors in the known device are made in the form of:

а) лопастей, оснащенных в периферийной части каналами (карманами), расположенными за каждой лопастью;a) blades equipped in the peripheral part with channels (pockets) located behind each blade;

б) в роторе выполнены каналы, в периферийной части которых расположены углубления (карманы), открытыми концами направленные в сторону вращения.b) channels are made in the rotor, in the peripheral part of which there are recesses (pockets), open ends directed in the direction of rotation.

Положительным в известном устройстве является то, что предпринята попытка создания эффективного устройства, все процессы которого по нагреву жидкости протекают в роторе.Positive in the known device is that an attempt has been made to create an effective device, all of which processes for heating the liquid proceed in the rotor.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- недостаточно эффективная форма, с точки зрения образовывания гидродинамической кавитации, формы отверстий, выполненных в виде прямолинейных каналов, в периферийной части которых находятся углубления (карманы), вызывающие колебания жидкости;- insufficiently effective form, from the point of view of the formation of hydrodynamic cavitation, the shape of the holes made in the form of rectilinear channels, in the peripheral part of which there are recesses (pockets) that cause fluid oscillations;

- в конструкции ротора с дугообразными каналами, хотя и снижается внутреннее гидросопротивление и повышается эксплуатационная надежность устройства, но это делается для уменьшения опасности кавитации.- in the design of the rotor with arched channels, although the internal hydraulic resistance is reduced and the operational reliability of the device is increased, this is done to reduce the risk of cavitation.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание простого, ремонтоспособного, эффективного и универсального устройства, в котором непрерывно и в большом количестве осуществляется процесс образования кавитационных пузырьков, «схлопывание» которых происходит в обрабатываемой жидкости, суспензии и т.д.The technical problem to which the invention is directed is to create a simple, repairable, efficient and universal device in which the process of formation of cavitation bubbles is continuously and in large quantities, which “collapse” occurs in the treated fluid, suspension, etc.

Техническим результатом изобретения является создание устройства, в котором в результате непрерывного и массового образования кавитационных пузырьков и создания условий их «схлопывания» в обрабатываемой жидкости или суспензии, происходит ускоренный разогрев жидкости или суспензии, уничтожение патогенной микрофлоры, создание устойчивых эмульсий, тонкодисперсное измельчение твердых тел в жидкости и т.д.The technical result of the invention is the creation of a device in which, as a result of continuous and mass formation of cavitation bubbles and the creation of conditions for their "collapse" in the treated liquid or suspension, accelerated heating of the liquid or suspension, the destruction of pathogenic microflora, the creation of stable emulsions, fine grinding of solids in liquids etc.

Далее сущность изобретения поясняется подробным описанием конструкций роторного гидродинамического кавитационного аппарата, порядка его работы со ссылками на прилагаемые чертежи, где изображены:Further, the invention is illustrated by a detailed description of the designs of a rotary hydrodynamic cavitation apparatus, the procedure for its operation with reference to the accompanying drawings, which show:

На Фиг.1 изображен заявляемый роторный гидродинамический кавитационный аппарат в продольном разрезе, включающий:Figure 1 shows the inventive rotary hydrodynamic cavitation apparatus in longitudinal section, including:

корпус аппарата 1;apparatus body 1;

приводной вал 2;drive shaft 2;

гидродинамические кавитаторы 3;hydrodynamic cavitators 3;

всасывающая полость 4.suction cavity 4.

На Фиг. 2 изображен поперечный разрез заявляемого устройства, включающий:In FIG. 2 shows a cross section of the inventive device, including:

лопатки ротора 5;rotor blades 5;

броневую защиту корпуса 6;armor protection of the hull 6;

регулятор избыточного давления 7;excess pressure regulator 7;

корпус ротора 8.rotor housing 8.

На Фиг.3 изображен продольный разрез гидродинамического кавитатора, включающий:Figure 3 shows a longitudinal section of a hydrodynamic cavitator, including:

корпус ротора 8;rotor housing 8;

круглоцилиндрические насадки Вентури 9, 11;Venturi round cylindrical nozzles 9, 11;

резонирующую камеру 10;a resonating chamber 10;

внезапно расширяющийся насадок Борда 12;the suddenly expanding nozzles of Bord 12;

кольцевые водоворотные зоны А, В, образующиеся в насадках Вентури;ring whirlpool zones A, B, formed in the venturi nozzles;

кольцевую водоворотную зону резонирующей камеры Б;annular whirlpool zone of the resonating chamber B;

кольцевую водоворотную зону насадка Борда Г;annular whirlpool zone nozzle Borda G;

do - внутренний диаметр насадка Вентури;d o - the inner diameter of the venturi nozzle;

dк - внутренний диаметр резонирующей камеры и насадка Борда;d to - the inner diameter of the resonating chamber and the nozzle Board;

lо =l - длина насадка Вентури;l o = l is the length of the venturi nozzle;

lк - длина резонирующей камеры;l to - the length of the resonating chamber;

lв.р - длина внезапно расширяющегося насадка Борда;l vp is the length of the suddenly expanding nozzle of the Board;

Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве, включающем; корпус аппарата 1, на приводном валу 2 закреплен ротор 8, в радиальных отверстиях которого от лопаток ротора 5, до периферии ротора установлены сборные гидродинамические кавитаторы 3, На внутренней поверхности корпуса, установлена ребристая бронезащита 6.The technical result is achieved by the fact that in the inventive device, including; the apparatus case 1, on the drive shaft 2, a rotor 8 is fixed, in the radial holes of which from the blades of the rotor 5, prefabricated hydrodynamic cavitators 3 are installed to the periphery of the rotor. On the inner surface of the case, ribbed armor protection 6 is installed.

В корпусе аппарата со стороны приводного устройства расположена всасывающая полость, а на выходном патрубке установлен регулятор избыточного давления 7. Гидродинамические кавитаторы включают круглоцилиндрические насадки Вентури 9, 11, резонирующие камеры 10, и внезапно расширяющие насадки Борда. Лопатки ротора 5, установленные под углом к радиусу, предназначены для сообщения обрабатываемой жидкости или суспензии кинетической силы инерции и направления ее в гидродинамические кавитаторы 3. Броневая защита корпуса 6 предназначена для защиты корпуса от воздействия «охлопывающихся» навигационных пузырьков, не успевших сомкнуться в обрабатываемой жидкости. Количество устанавливаемых гидродинамических кавитаторов зависит от размеров ротора и определяется из условий прочности ротора. Диаметры деталей и их длина находятся в определенной зависимости между собой и зависят от производительности заявляемого аппарата.A suction cavity is located in the apparatus housing from the side of the drive unit, and an overpressure regulator 7 is installed on the outlet pipe. Hydrodynamic cavitators include Venturi round cylindrical nozzles 9, 11, resonating chambers 10, and Borda suddenly expanding nozzles. The rotor blades 5, mounted at an angle to the radius, are designed to communicate the fluid being processed or the suspension of the kinetic inertia force and directing it to the hydrodynamic cavitators 3. The armor protection of the casing 6 is designed to protect the casing from the impact of “cooling” navigation bubbles that did not manage to close in the processed fluid . The number of installed hydrodynamic cavitators depends on the size of the rotor and is determined from the strength conditions of the rotor. The diameters of the parts and their length are in a certain relationship with each other and depend on the performance of the claimed apparatus.

Работает роторный гидродинамический кавитационный аппарат следующим образом.The rotary hydrodynamic cavitation apparatus operates as follows.

Приводной вал 2, с закрепленным на нем ротором 8, установлен в корпусе 1, получив от любого привода (электродвигатель, ДВС, ветродвигатель и. т.д.) энергию вращения лопатки ротора 5, закачивает жидкость или суспензию из всасывающей полости 4, передает ее частицам кинетическую энергию и отбрасывает ее в радиальном направлении к входным отверстиям гидродинамических кавитаторов 3. Входные отверстия гидродинамических кавитаторов выполнены как внезапное сужение трубопровода. (Т.М.Башта «Машиностроительная гидравлика». М., «Машиностроение.» - 1971 г., стр. - 82). Жидкость, проходя мимо прямоугольной кромки входного отверстия, благодаря силам инерции частиц жидкости, сжимается в круглоцилиндрическом насадке Вентури 9, с образованием кольцевой водоворотной зоны - А. Затем струя обрабатываемой жидкости расширяется и заполняет весь насадок.The drive shaft 2, with the rotor 8 mounted on it, is installed in the housing 1, receiving the rotational energy of the rotor blades 5 from any drive (electric motor, internal combustion engine, wind turbine, etc.), pumps the liquid or suspension from the suction cavity 4, transfers it particles kinetic energy and discards it in the radial direction to the inlet holes of the hydrodynamic cavitators 3. The inlet holes of the hydrodynamic cavitators are made as a sudden narrowing of the pipeline. (T.M. Bashta "Engineering Hydraulics". M., "Engineering." - 1971, p. 82). The liquid passing by the rectangular edge of the inlet, due to the inertia forces of the liquid particles, is compressed in the round-cylinder nozzle Venturi 9, with the formation of an annular whirlpool zone - A. Then the stream of the processed liquid expands and fills the entire nozzle.

Сама водоворотная зона А, как и транзитная струя, в пределах этой области характеризуется наличием вакуума, а значит создан первый участок образования кавитационных пузырьков.The whirlpool zone A itself, as well as the transit stream, within this region is characterized by the presence of vacuum, which means that the first section of the formation of cavitation bubbles is created.

Под действием силы инерции смесь жидкости и кавитационных пузырьков направляется в резонирующую камеру 10. Проходя через резонирующую камеру 10, транзитная струя жидкости образует вторую кольцевую водоворотную зону - Б.Under the action of inertia, the mixture of liquid and cavitation bubbles is sent to the resonating chamber 10. Passing through the resonating chamber 10, the transit stream of liquid forms a second annular whirlpool zone - B.

Поверхность раздела в резонирующей камере выражена нечетко. Она носит неустановившийся и неустойчивый характер. Периодически эта поверхность получает местные искривления, которые, попадая в транзитную струю, уносятся ею. Поверхность же раздела вновь восстанавливается с тем, чтобы в последующие моменты опять распасться, вызывая пульсацию скоростей, импульсы вакуума и давлений. Это второй участок образования кавитационных пузырьков.The interface in the resonating chamber is not clearly defined. It is unsteady and unstable. Periodically, this surface receives local curvature, which, falling into the transit stream, is carried away by it. The interface is again restored so that in subsequent moments it again disintegrates, causing pulsation of velocities, pulses of vacuum and pressure. This is the second site of formation of cavitation bubbles.

Далее транзитная струя жидкости попадает круглоцилиндрический насадок Вентури 11, работа которого аналогична насадку - 9, в котором образуется кольцевая водоворотная зона - В. Это - третий последовательно расположенный участок образования кавитационных пузырьков. Транзитная струя жидкости, прошедшая три участка насыщения кавитационными пузырьками, попадает во внезапно расширяющийся насадок Борда 12, в котором образуется четвертый участок с пониженным давлением, водоворотная зона - Г.Further, the liquid transit stream gets a round-cylinder Venturi nozzle 11, the operation of which is similar to nozzle-9, in which an annular whirlpool zone is formed B. This is the third sequentially located site for the formation of cavitation bubbles. The liquid transit stream, which has passed through three sections of saturation with cavitation bubbles, enters the suddenly expanding nozzles of Borda 12, in which the fourth section with reduced pressure forms, the whirlpool - G.

Из насадок Борда - 12 смесь жидкости и кавитационных пузырьков с большой скоростью влетает в слой обрабатываемой жидкости, расположенной между ротором 8 и броневой защитой корпуса - 6, давление в котором поддерживается регулятором избыточного давления.Of the Borda nozzles - 12, a mixture of liquid and cavitation bubbles flies at a high speed into the layer of the processed fluid located between the rotor 8 and the armor protection of the case - 6, the pressure of which is maintained by the overpressure regulator.

Наличие избыточного давления, а также ребристая поверхность бронедиска способствуют интенсивному «захлопыванию» - исчезновению навигационных пузырьков, сопровождающемуся резким повышением температур до 2000°С и давлений 10000 кг/см2, появлению ударных волн, обеспечивающих эмульгирование, обеззараживание жидкостей и диспергирование твердых тел.The presence of excess pressure, as well as the ribbed surface of the armored disk, contribute to intensive “collapse” - the disappearance of navigation bubbles, accompanied by a sharp increase in temperatures to 2000 ° C and pressures of 10,000 kg / cm 2 , the appearance of shock waves, providing emulsification, disinfection of liquids and dispersion of solids.

По мере износа деталей гидродинамических кавитаторов от абразивного износа и снижения плотности кавитации их заменяют на новые.As parts of hydrodynamic cavitators wear out from abrasive wear and cavitation density decreases, they are replaced with new ones.

Длина насадков Вентури выбирается по рекомендации (P.P. Чугаев, «Гидравлика», М. Энергия. Ленинградское отделение 1971 г., стр.310).The length of the Venturi nozzles is selected according to the recommendation (P.P. Chugaev, “Hydraulics”, M. Energia. Leningrad Branch 1971, p. 310).

(3,5÷4)do≤lo=l1≤(6÷7)do,(3,5 ÷ 4) d o ≤l o = l1≤ (6 ÷ 7) d o ,

гдеWhere

lo и l1 - длина насадков Вентури;l o and l 1 - the length of the venturi nozzles;

do - диаметр отверстия в насадке.d o - the diameter of the holes in the nozzle.

Длина резонансной камеры и ее диаметр определены экспериментально и равны:The length of the resonance chamber and its diameter are determined experimentally and are equal to:

dк=lк1=3do d k = l k1 = 3d o

Диаметр внезапно расширяющегося насадка Борда принят одинаковым с диаметром резонансной камеры, а ее длина lв.р=5do определена экспериментально.The diameter of the suddenly expanding Bord nozzle is assumed to be the same with the diameter of the resonant chamber, and its length l vp = 5d o is determined experimentally.

Пример № 1. Приготовление водоугольного топлива.Example No. 1. Preparation of coal-water fuel.

Исходные продукты: вода 40%, уголь фракции 0-10 мкм.Initial products: water 40%, coal fraction 0-10 microns.

В результате обработки получена желеобразная тиксотропная масса, размер частиц угля в которой составил:As a result of processing, a jelly-like thixotropic mass was obtained, the particle size of coal in which was:

до 200 мкм - 1,5%up to 200 microns - 1.5%

от 200 до 100 мкм - 12%from 200 to 100 microns - 12%

от 100 до 70 мкм - 15%from 100 to 70 microns - 15%

остальное <70 мкм 71,5%.the rest is <70 μm 71.5%.

Эмульсия не расслаивалась в течение 2 лет. Затраты энергии на приготовление 1 т продукта составляют 15-17 кВт.The emulsion did not exfoliate for 2 years. Energy costs for preparing 1 ton of product are 15-17 kW.

Пример № 2. Обеззараживание питьевой воды.Example No. 2. Disinfection of drinking water.

При 2-х кратном проходе через аппарат воды погибало 85% бактерий.With a 2-fold passage through the water apparatus, 85% of bacteria died.

После 4-5 кратного прохода через аппарат 100%.After 4-5 times passing through the apparatus 100%.

Пример № 3. «Мокрый» помол зерна в воде.Example No. 3. "Wet" grinding of grain in water.

С целью приготовления корма для свиней.In order to prepare feed for pigs.

Исходные продукты:Source Products: зерно пшеницыwheat grain 1 часть1 part водаwater 2 части2 parts

После 10 минутной обработки получена разогретая до 70°С желеобразная масса, которая продолжала загустевать, клейстеризоваться. В открытой емкости в условиях свинофермы корм не прокис.After 10 minutes of processing, a jelly-like mass was obtained, heated to 70 ° С, which continued to thicken and gelatinize. In an open container in a pig farm, the food is not sour.

Таким образом, заявляемый роторный гидродинамический кавитационный аппарат может найти применение для измельчения угля и горных пород, приготовления различного топлива, эмульсий, в том числе из несмешивающихся жидкостей, производить в процессе кавитационной обработки пастеризацию, стерилизацию и обеззараживание коллоидных смесей.Thus, the inventive rotary hydrodynamic cavitation apparatus can find application for grinding coal and rocks, the preparation of various fuels, emulsions, including from immiscible liquids, to pasteurize, sterilize and disinfect colloidal mixtures during cavitation processing.

Изготовление в роторе цилиндрических каналов, в которые поочередно вставляются детали гидродинамического кавитатора, изготовленные из высокопрочных и устойчивых к абразивному износу деталей, делает ремонт проточной части ротора простой операцией и ведет к увеличению ресурса непрерывной работы агрегата.The manufacture of cylindrical channels in the rotor, into which the details of the hydrodynamic cavitator are made, made of high-strength and abrasion-resistant parts, makes repairing the flow part of the rotor a simple operation and leads to an increase in the service life of the unit.

Изобретение может быть осуществлено на любом машиностроительном предприятии.The invention can be carried out at any engineering enterprise.

Источники информацииInformation sources

1. Патент России № 2306380, B01F 7/00, 2003 г.1. Russian Patent No. 2306380, B01F 7/00, 2003

2. Авторское свидетельство № 829155, B01F 7/28, 1981 г.2. Copyright certificate No. 829155, B01F 7/28, 1981

3. Патент России № 2174045, B01F 7/00, 11/02, 2001 г.3. Patent of Russia No. 2174045, B01F 7/00, 11/02, 2001

4. Патент России № 2040962, B01F 7/00, 1997 г.4. Patent of Russia No. 2040962, B01F 7/00, 1997

5. Авторское свидетельство № 1694196, B01F 7/16, 1991 г5. Copyright certificate No. 1694196, B01F 7/16, 1991

6. Патент России № 2234974, B01F 7/26, 5/16, В28С 5/16, 2004 г.6. Patent of Russia No. 2234974, B01F 7/26, 5/16, B28C 5/16, 2004

7. Патент России № 94029725, F24J 3/00.7. Patent of Russia No. 94029725, F24J 3/00.

8. Т.М.Башта «Машиностроительная Гидравлика». М.: Машиностроение, 1971 г., стр.44…49, 78…91, 115…117.8. T. M. Bashta "Engineering Hydraulics". M.: Engineering, 1971, p. 44 ... 49, 78 ... 91, 115 ... 117.

9. P.P.Чугаев «Гидравлика», М.: Энергия. Ленинградское отделение 1971 г., стр.14…15, 134…143, 298…313.9. P.P. Chugaev "Hydraulics", M .: Energy. Leningrad branch of 1971, p. 14 ... 15, 134 ... 143, 298 ... 313.

Claims (1)

Роторный гидравлический кавитационный аппарат, включающий корпус, приводной вал с закрепленным на нем ротором, в радиальных отверстиях которого от лопаток ротора до его периферии установлены сборные гидродинамические кавитаторы, на внутренней поверхности статора расположена ребристая бронезащита, а на выходном патрубке - регулятор избыточного давления, отличающийся тем, что в гидродинамических кавитаторах последовательно расположены круглоцилиндрические насадки Вентури, резонирующие камеры, круглоцилиндрические насадки Вентури, внезапно расширяющиеся насадки Борда, образующие четыре участка образования кавитационных пузырьков. Hydraulic rotary cavitation apparatus, comprising a housing, a drive shaft with a rotor mounted on it, in the radial openings of which from the rotor blades to its periphery prefabricated hydrodynamic cavitators are installed, ribbed armor protection is located on the inner surface of the stator, and an overpressure regulator is located on the outlet pipe, characterized in that in the hydrodynamic cavitators are sequentially located round-cylinder venturi nozzles, resonating chambers, round-cylinder venturi nozzles, nezapno expandable nozzle Borda forming four sections formation of cavitation bubbles.
RU2007143408/15A 2007-11-22 2007-11-22 Rotor hydrodynamic cavitation apparatus RU2357791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143408/15A RU2357791C1 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Rotor hydrodynamic cavitation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143408/15A RU2357791C1 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Rotor hydrodynamic cavitation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357791C1 true RU2357791C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=41024653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143408/15A RU2357791C1 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Rotor hydrodynamic cavitation apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357791C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553881C2 (en) * 2009-11-02 2015-06-20 Мэннкайнд Корпорэйшн Reactor and method of producing particles in process of precipitation
RU2563903C1 (en) * 2014-10-07 2015-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМГИДРОСЕТИ" Device for cleaning and recovery of serviceability of water-bearing and oil-and-gas wells
RU2600049C1 (en) * 2015-06-22 2016-10-20 Александр Алексеевич Поляков Rotary hydrodynamic apparatus
RU2694774C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Rotary pulsation device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553881C2 (en) * 2009-11-02 2015-06-20 Мэннкайнд Корпорэйшн Reactor and method of producing particles in process of precipitation
US11103847B2 (en) 2009-11-02 2021-08-31 Mannkind Corporation Reactor for producing pharmaceutical particles in a precipitation process
RU2563903C1 (en) * 2014-10-07 2015-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМГИДРОСЕТИ" Device for cleaning and recovery of serviceability of water-bearing and oil-and-gas wells
RU2600049C1 (en) * 2015-06-22 2016-10-20 Александр Алексеевич Поляков Rotary hydrodynamic apparatus
RU2694774C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Rotary pulsation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4118797A (en) Ultrasonic emulsifier and method
US20030147303A1 (en) Cavitation mixer
RU2357791C1 (en) Rotor hydrodynamic cavitation apparatus
WO2007136030A1 (en) Fine bubble generating apparatus
RU2325959C2 (en) Hydrodynamic generator of ultrasonic acoustic vibrations and method of its generating
BR202012000015Y1 (en) hydrodynamic and hydrosonic cavitation generator
CN111565829B (en) Nanometer microbubble generating device
RU2211856C1 (en) Method, apparatus, and plant for compounded fuel
CN113562807B (en) Rotary oscillation cavitation device based on collision impact
US3533567A (en) Apparatus for simultaneous oscillatory treatment of substances or mixtures thereof
WO1980001497A1 (en) Device for dispersing and homogenizing drilling mud
RU2139454C1 (en) Device for acting on fluid medium flow
RU2346733C1 (en) Cavitation generator
RU2359763C1 (en) Hydraulic cavitating device
KR102130543B1 (en) Apparatus for generating nano bubble
RU2335705C2 (en) Method of operating steam boilers and hydrodynamic generator to this effect
RU2248847C1 (en) Apparatus for disintegrating hard materials and producing finely divided systems and emulsions
RU2340656C2 (en) Method of obtaining nano-dispersed hydro-fuel emulsion and device to that end
RU2550609C1 (en) Mixing-activating device for liquid media
RU2393391C1 (en) Rotor cavitation vortex pump-heat generator
RU2600049C1 (en) Rotary hydrodynamic apparatus
RU2785966C1 (en) Rotary pulse apparatus with a divided stator ring
RU2138335C1 (en) Method of preparation of water-and-coal suspension and rotary hydraulic impact apparatus for realization of this method
WO2020026089A1 (en) Cavitation apparatus, configured to perform multiple simultaneous cavitations
RU2354445C1 (en) Acoustic method of treatment of fluid mediums and rotary pulsating acoustic device for implementation of this method

Legal Events

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

Effective date: 20091123