RU2740899C1 - Ultrasonic coagulation method of submicron particles - Google Patents

Ultrasonic coagulation method of submicron particles Download PDF

Info

Publication number
RU2740899C1
RU2740899C1 RU2020105317A RU2020105317A RU2740899C1 RU 2740899 C1 RU2740899 C1 RU 2740899C1 RU 2020105317 A RU2020105317 A RU 2020105317A RU 2020105317 A RU2020105317 A RU 2020105317A RU 2740899 C1 RU2740899 C1 RU 2740899C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
particles
oscillations
gas
vibrations
Prior art date
Application number
RU2020105317A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Александрович Голых
Виктор Александрович Нестеров
Павел Павлович Тертишников
Владимир Николаевич Хмелёв
Сергей Николаевич Цыганок
Андрей Викторович Шалунов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2020105317A priority Critical patent/RU2740899C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740899C1 publication Critical patent/RU2740899C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D51/00Auxiliary pretreatment of gases or vapours to be cleaned
    • B01D51/02Amassing the particles, e.g. by flocculation
    • B01D51/06Amassing the particles, e.g. by flocculation by varying the pressure of the gas or vapour
    • B01D51/08Amassing the particles, e.g. by flocculation by varying the pressure of the gas or vapour by sound or ultrasonics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of ultrasonic coagulation relates to technique of active action on gas-dispersed systems containing solid or liquid particles of submicron sizes (0.1–2.5 mcm), and is intended for cleaning of air and gas emissions, which are released during various production processes. Method of ultrasonic coagulation of submicron particles consists in formation of elastic oscillations of ultrasonic frequency, introduction of oscillations into gas-dispersed media, propagation of oscillations in them and action of elastic vibrations on foreign solid or liquid submicron particles in gaseous media, wherein effect is carried out on ultrasonic frequency by continuous oscillations or successive pulses, obtained by adding equal-amplitude counter-directed oscillations generated by ultrasonic emitters at multiple frequencies of 21 kHz and 42 kHz, non-lenticular distorted ultrasonic oscillations with sound pressure level of 165–175 dB are formed, in which the rarefaction areas differ by a pressure value not less than 10 times.
EFFECT: invention provides increased effect on submicron particles, which leads to acceleration of coagulation of submicron particles by not less than 2_5 times.
1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к технике активного воздействия на газодисперсные системы, содержащие твердые или жидкие частицы субмикронных размеров и предназначено для очистки воздуха и газовых выбросов, выделяющиеся в процессе различных производств (горнометаллургическая, химическая, теплоэнергетическая, пищевая промышленность).The invention relates to a technique for actively influencing gas-dispersed systems containing solid or liquid particles of submicron size and is intended for purifying air and gas emissions released in the process of various industries (mining and metallurgical, chemical, thermal power, food industry).

Одним из последствий быстрого роста промышленности является заметное ухудшение состояния атмосферного воздуха. Природные, техногенные и технологические выбросы различных отраслей промышленности сопровождаются выделением газодисперсных систем, которые загрязняют окружающую среду, а во многих случаях не только затрудняют протекание технологического процесса, но и ухудшают качество конечного продукта. Наряду с вредными выбросами, многие технологические процессы сопровождаются поступлением аэрозолей, которые содержат готовый продукт в виде дисперсных частиц субмикронного размера (получение конструкционных и функциональных наноматериалов, пищевая, химическая, горная промышленность). Поэтому не менее актуальной является необходимость создания способов улавливания микронных и субмикронных частиц готового продукта из газодисперсных систем.One of the consequences of the rapid growth of industry is a noticeable deterioration in the state of the atmospheric air. Natural, technogenic and technological emissions from various industries are accompanied by the release of gas-dispersed systems that pollute the environment, and in many cases not only complicate the flow of the technological process, but also worsen the quality of the final product. Along with harmful emissions, many technological processes are accompanied by the intake of aerosols that contain the finished product in the form of dispersed submicron particles (production of structural and functional nanomaterials, food, chemical, mining). Therefore, no less urgent is the need to create methods for capturing micron and submicron particles of the finished product from gas-dispersed systems.

Необходимость решения задачи привела к созданию универсальных и специализированных способов улавливания частиц из газодисперсных систем. Наиболее эффективные из них основаны на реализации инерционных и центробежных процессов [1]. Такие способы хорошо зарекомендовали себя при улавливании частиц, размером более 2,5-10 мкм. Однако, известные способы улавливание частиц малоэффективны при улавливании частиц размером менее 2,5 мкм.The need to solve the problem has led to the creation of universal and specialized methods for trapping particles from gas-dispersed systems. The most effective of them are based on the implementation of inertial and centrifugal processes [1]. Such methods are well proven for capturing particles larger than 2.5-10 microns. However, the known methods for capturing particles are ineffective when capturing particles smaller than 2.5 microns.

Наиболее перспективными способами улавливания частиц размерами менее 2,5-10 мкм являются способы коагуляции в ультразвуковых (более 20 кГц) полях высокой интенсивности [2-4]. Использование высокоинтенсивных (уровень звукового давления более 140-150 дБ) синусоидальных ультразвуковых колебаний на частотах в 20-25 кГц интенсифицирует процессы коагуляции и осаждения аэрозолей.The most promising methods for trapping particles less than 2.5-10 microns in size are methods of coagulation in ultrasonic (more than 20 kHz) high-intensity fields [2-4]. The use of high-intensity (sound pressure level more than 140-150 dB) sinusoidal ultrasonic vibrations at frequencies of 20-25 kHz intensifies the processes of coagulation and deposition of aerosols.

Причина ускорения коагуляции частиц заключается в том, что ультразвуковые (УЗ) колебания, распространяемые в газодисперсной среде, создают движения частиц среды относительно их положений равновесия. Перемещения частиц газа в направлении распространения колебаний создают внутри газа зоны пониженного и повышенного давления.The reason for the acceleration of particle coagulation lies in the fact that ultrasonic (US) vibrations propagated in a gas-dispersed medium create motion of the particles of the medium relative to their equilibrium positions. The movement of gas particles in the direction of propagation of oscillations creates zones of low and high pressure inside the gas.

Частицы газовой среды движутся относительно инородных частиц, воздействуя на них. Удары частиц газа, имеющих различные скорости, возникающие локальные уменьшения давления, приводят к возникновению потоков и локальных перепадов давления вокруг инородных частиц. Инородные частицы вовлекаются в колебательное движение, и на внешних сторонах частиц возникают силы радиационного давления, превышающие силы на внутренних поверхностях, т.е. возникает гидродинамическое взаимодействие полей обтекания частиц и частицы притягиваются.Particles of the gaseous medium move relative to foreign particles, acting on them. The impacts of gas particles having different velocities, resulting local pressure drops, lead to flows and local pressure drops around foreign particles. Foreign particles are involved in oscillatory motion, and radiation pressure forces appear on the outer sides of the particles, which exceed the forces on the inner surfaces, i.e. there is a hydrodynamic interaction of the fields of flow around the particles and the particles are attracted.

Кроме того, вовлекаемые в колебательное движение инородные частицы разных размеров или одинаковых размеров, но располагаемые в различных участках колебательного процесса, приобретают разные скорости движения, перемешаются вдоль распространения колебаний на разные расстояния, что способствует увеличению числа соударений и коагуляции частиц.In addition, foreign particles of different sizes or of the same size, involved in vibrational motion, but located in different parts of the vibrational process, acquire different speeds, mix along the propagation of vibrations at different distances, which contributes to an increase in the number of collisions and coagulation of particles.

Область, в которой происходит движение частиц относительно положения их равновесия и область пониженного давления, при распространении УЗ колебаний в газодисперсной среде, составляет половину длины волны распространяемых колебаний (на частоте 20 кГц это соответствует 8…9 мм) и значительно превышает размер коагулируемых частиц. Частицы субмикронного размера, имеющие очень малые размеры в сравнении с областью изменения давления, также вовлекаются в колебательное движение, однако все они движутся с одинаковыми скоростями, и не возникает дополнительных сил, способствующих их объединению. Из изложенного следует, что воздействие синусоидальными колебаниями на частицы с размером менее 2,5 мкм очень незначительно и такие частицы практически не объединяются.The area in which the particles move relative to their equilibrium position and the area of reduced pressure, when ultrasonic vibrations propagate in a gas-dispersed medium, is half the wavelength of propagated oscillations (at a frequency of 20 kHz this corresponds to 8 ... 9 mm) and significantly exceeds the size of coagulated particles. Particles of submicron size, which are very small in comparison with the region of pressure change, are also involved in oscillatory motion, but they all move at the same speed, and no additional forces arise that promote their unification. It follows from the above that the effect of sinusoidal vibrations on particles with a size less than 2.5 microns is very insignificant and such particles practically do not combine.

Частичное устранение этого недостатка и повышение эффективности коагуляции мелких частиц удается обеспечить применением способа ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц, принятого за прототип [5] и заключающегося в создании упругих колебаний ультразвуковой частоты, введении колебаний в газодисперсные среды, распространении колебаний в них и воздействии упругими колебаниями на инородные твердые или жидкие субмикронные частицы в газовых средах.Partial elimination of this drawback and an increase in the efficiency of coagulation of small particles can be achieved by using the method of ultrasonic coagulation of submicron particles, taken as a prototype [5] and consisting in creating elastic vibrations of ultrasonic frequency, introducing vibrations into gas-dispersed media, propagating vibrations in them and the effect of elastic vibrations on foreign solid or liquid submicron particles in gaseous media.

Особенностью способа ультразвуковой коагуляции по [5] является использование синусоидальных ультразвуковых колебаний повышенной частоты - до 100 кГц.A feature of the method of ultrasonic coagulation according to [5] is the use of sinusoidal ultrasonic vibrations of increased frequency - up to 100 kHz.

Прототип позволяет коагулировать более мелкие частицы потому, что размеры областей, в которых происходит изменение давления (зон формирования пониженного давления) при распространении УЗ колебаний в газодисперсной среде существенно уменьшаются (на частоте 100 кГц это соответствует размерам зон в 2-3 мм). При равных амплитудах колебаний частиц среды (интенсивностях УЗ воздействия) это обуславливает увеличение разности давлений и приводит к увеличению степени вовлечения мелких частиц в колебательное движение, появлению дополнительных различий в скоростях движения отдельных частиц малого размера и приводит к повышению вероятности объединения субмикронных частиц. Такой способ позволяет коагулировать до 20% субмикронных частиц от их общего числа в газовых выбросах.The prototype makes it possible to coagulate smaller particles because the dimensions of the regions in which the pressure changes (zones of formation of reduced pressure) during the propagation of ultrasonic vibrations in a gas-dispersed medium significantly decrease (at a frequency of 100 kHz, this corresponds to the size of zones of 2-3 mm). With equal amplitudes of oscillations of the medium particles (intensities of ultrasonic exposure), this causes an increase in the pressure difference and leads to an increase in the degree of involvement of small particles in oscillatory motion, the appearance of additional differences in the velocities of movement of individual small particles and leads to an increase in the probability of combining submicron particles. This method makes it possible to coagulate up to 20% of submicron particles of their total number in gas emissions.

Таким образом, способ ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц, принятый за прототип, имеет следующие недостатки:Thus, the method of ultrasonic coagulation of submicron particles, taken as a prototype, has the following disadvantages:

- низкая эффективность коагуляции субмикронных частиц размером менее 2,5 мкм и практически полное отсутствие коагуляции частиц с размерами менее 1 мкм. Обусловлено это тем, что область, в которой происходит изменение давления при распространении УЗ колебаний в газодисперсной среде, значительно превышает размер коагулируемых частиц и уменьшение размера этой области не представляется возможным;- low efficiency of coagulation of submicron particles with a size less than 2.5 microns and almost complete absence of coagulation of particles with sizes less than 1 micron. This is due to the fact that the area in which the pressure changes during the propagation of ultrasonic vibrations in a gas-dispersed medium significantly exceeds the size of the coagulated particles and a decrease in the size of this area is not possible;

- синусоидальный характер изменения давления в области воздействия на инородные частицы субмикронного размера обуславливает одинаковое колебательной движение таких частиц с малой скоростью, невозможность возникновения различий в скоростях их движения и невозможности возникновения перепадов давлений на их поверхностях, способных обеспечить их объединение;- the sinusoidal nature of the pressure change in the area of action on foreign particles of submicron size causes the same vibrational motion of such particles at a low speed, the impossibility of differences in the speeds of their movement and the impossibility of the occurrence of pressure drops on their surfaces, capable of ensuring their unification;

- реализация ультразвукового синусоидального воздействия на повышенных частотах требует значительных энергетических затрат и не может быть реализована в настоящее время из-за отсутствия мощных ультразвуковых излучателей повышенной частоты. Даже при наличии таких излучателей прототип не способен обеспечить высокую эффективность коагуляции на больших и открытых пространствах, а также в протяженных трубопроводах и при высокой концентрации частиц из-за высокого затухания колебаний высокой частоты, при распространении в газодисперсных средах.- the implementation of ultrasonic sinusoidal action at high frequencies requires significant energy consumption and cannot be implemented at present due to the lack of powerful ultrasonic emitters of high frequency. Even with such emitters, the prototype is not able to provide high efficiency of coagulation in large and open spaces, as well as in long pipelines and with a high concentration of particles due to the high attenuation of high-frequency oscillations, when propagating in gas-dispersed media.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание способа ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц, способного обеспечить повышение эффективности коагуляции субмикронных частиц размером менее 2,5 мкм и создать условия коагуляции частиц с размерами менее 1 мкм.The proposed technical solution is aimed at creating a method for ultrasonic coagulation of submicron particles capable of increasing the efficiency of coagulation of submicron particles less than 2.5 microns in size and creating conditions for coagulation of particles less than 1 micron.

Суть технического решения заключается в том, что в предлагаемом способе ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц, в котором создают упругие колебания ультразвуковой частоты, вводят колебания в газодисперсные среды, распространяют колебания в них и осуществляют воздействие упругими колебаниями на инородные твердые или жидкие субмикронные частицы в газовых средах. Создание, формирование и воздействие осуществляют непрерывными колебаниями или следующими друг за другом импульсами, в которых области разряжения и сжатия, формируемые и распространяемые в газодисперсной системе, отличаются по величине давления не менее, чем в 10 раз.The essence of the technical solution lies in the fact that in the proposed method of ultrasonic coagulation of submicron particles, in which elastic vibrations of ultrasonic frequency are created, vibrations are introduced into gas-dispersed media, propagate vibrations in them and effect elastic vibrations on foreign solid or liquid submicron particles in gaseous media. Creation, formation and impact are carried out by continuous oscillations or pulses following each other, in which the areas of vacuum and compression, formed and propagated in the gas-dispersed system, differ in pressure by at least 10 times.

Технический результат - представлен способ, обеспечивающий высокоэнергетические воздействия в газодисперсной среде, при которых существенно увеличивается действие колебаний на субмикронные частицы, приводящее к возникновению их дополнительных несимметричных перемещений с повышенными, но различными по величине, скоростями.EFFECT: presented a method providing high-energy effects in a gas-dispersed medium, in which the effect of oscillations on submicron particles is significantly increased, leading to the occurrence of their additional asymmetric displacements with increased, but different in magnitude, speeds.

Результат достигается за счет того, что зона эффективного воздействия на инородные частицы не уменьшается, но в пределах этой зоны формируются участки с увеличенным значением отрицательного давления, и в этих участках создаются увеличенные, в сравнении с синусоидальными колебаниями, градиенты изменения давлении и концентраций частиц газа.The result is achieved due to the fact that the zone of effective influence on foreign particles does not decrease, but within this zone, areas with an increased value of negative pressure are formed, and in these areas, increased gradients of pressure and concentration of gas particles are created in comparison with sinusoidal oscillations.

При формировании и распространении непрерывных колебаний или следующих друг за другом импульсов, в которых области разряжения и сжатия, формируемые и распространяемые в газодисперсной системе, отличаются по величине давления не менее, чем в 10 раз, осуществляются несимметричные воздействия за счет существенного увеличения значений перепадов давлений и скоростей изменения этих перепадов. Возникающие при этом изменения плотности газа в областях сжатия и разряжения отличаются по величине и суммарное за период колебаний изменение плотности отличатся от нулевого значения. Возникающие при этом силы радиационного давления существенно возрастают за счет нелинейного изменения плотности газа при распространении колебаний. Все это приводит к тому, что увеличивается вероятность объединения субмикронных частиц и возрастает степень их коагуляции.During the formation and propagation of continuous oscillations or pulses following one after another, in which the areas of vacuum and compression, formed and propagated in the gas-dispersed system, differ in pressure by at least 10 times, asymmetric effects are carried out due to a significant increase in the values of pressure drops and the rates of change of these drops. The resulting changes in gas density in the areas of compression and depression differ in magnitude and the total change in density over the period of oscillations will differ from zero. The forces of radiation pressure arising in this case increase significantly due to a nonlinear change in the gas density during the propagation of oscillations. All this leads to the fact that the probability of combining submicron particles increases and the degree of their coagulation increases.

Предлагаемое техническое решение позволяет не только повысить эффективность коагуляции субмикронных частиц размером 2,5 мкм и более, но и создать реальные условия коагуляции частиц с размерами менее 1 мкм.The proposed technical solution allows not only to increase the efficiency of coagulation of submicron particles with a size of 2.5 microns and more, but also to create real conditions for coagulation of particles with sizes less than 1 micron.

Практическая реализация предложенного способа ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц может быть реализована различными известными устройствами.The practical implementation of the proposed method for ultrasonic coagulation of submicron particles can be implemented by various known devices.

Для проверки эффективности предложенного способа коагуляции было реализовано формирование нелинейных акустических колебаний в ультразвуковом диапазоне частот путем использования встречно-направленных и синфазно колеблющихся на кратных частотах (21 кГц и 42 кГц) известных [2, 3] ультразвуковых излучателей, расположенных на резонансном расстоянии (кратном половине длины волны УЗ колебаний в воздухе для низшей из частот) друг от друга. Эффект искажения фронта волны при такой реализации способа обусловлен тем, что пространственные положения молекул несущей газовой фазы, которые находятся в зонах с повышенной скоростью газа, с течением времени приравниваются к пространственным положениям молекул, которые находились в зонах с пониженной скоростью газа (молекулы «догоняют друг друга»). В результате в зонах «пересечения» пространственных положений двух наборов молекул (имеющих повышенную и пониженную скорость) происходит дополнительное повышение плотности газовой фазы за счет разности скоростей, т.е. происходит перенос импульса.To check the effectiveness of the proposed method of coagulation, the formation of nonlinear acoustic oscillations in the ultrasonic frequency range was realized by using counter-directed and in-phase oscillating at multiple frequencies (21 kHz and 42 kHz) of known [2, 3] ultrasonic emitters located at a resonant distance (multiple of half wavelengths of ultrasonic vibrations in air for the lowest frequency) from each other. The effect of distortion of the wave front with such an implementation of the method is due to the fact that the spatial positions of the molecules of the carrier gas phase, which are in zones with an increased gas velocity, over time are equated to the spatial positions of molecules that were in zones with a reduced gas velocity (molecules “catch up with each other friend "). As a result, in the zones of "intersection" of the spatial positions of two sets of molecules (having an increased and reduced velocity), an additional increase in the density of the gas phase occurs due to the difference in velocities, i.e. momentum transfer occurs.

Это приводит к искажению фронта волны вплоть до образования разрыва (скачкообразного изменения давления вдоль координаты) и резонансное усиление в газовом промежутке между излучателями обеспечивает формирование нелинейно-искаженных ультразвуковых колебаний с уровнем звукового давления до 165-175 дБ. При этом, если устанавливать расстояние между излучателями меньше (не более чем на 1/2 длины волны УЗ колебаний в воздухе) или равным резонансному искажению, в большей степени подвергается фаза разряжения формируемых ультразвуковых колебаний.This leads to distortion of the wave front up to the formation of a discontinuity (abrupt change in pressure along the coordinate) and resonant amplification in the gas gap between the radiators provides the formation of nonlinearly distorted ultrasonic vibrations with a sound pressure level of up to 165-175 dB. At the same time, if the distance between the emitters is set less (not more than 1/2 wavelength of ultrasonic vibrations in air) or equal to the resonant distortion, the discharge phase of the generated ultrasonic vibrations is more exposed.

Воздействие такими колебаниями на субмикронные частицы приводит к ускорению (снижению счетной концентрации) процесса коагуляции до 2,5 раз, по сравнению с синусоидальным воздействием.The impact of such vibrations on submicron particles leads to an acceleration (decrease in the counting concentration) of the coagulation process by up to 2.5 times, compared with a sinusoidal effect.

Полученные экспериментальные результаты подтвердили эффективность воздействия на субмикронные аэрозоли в нелинейно-волновом режиме, а также его предельном случае - ударно-волновом режиме.The experimental results obtained have confirmed the effectiveness of the impact on submicron aerosols in the nonlinear wave mode, as well as its limiting case, the shock wave mode.

Возможны и другие варианты практической реализации предложенного способа.Other options for the practical implementation of the proposed method are also possible.

Предложенный способ коагуляции субмикронных частиц прошел успешные испытания в лаборатории акустических процессов и аппаратов Бийского технологического института (филиала) Алтайского государственного технического университета.The proposed method for coagulation of submicron particles has been successfully tested in the laboratory of acoustic processes and devices of the Biysk Technological Institute (branch) of the Altai State Technical University.

Работа выполнена в рамках гранта РНФ №19-19-00121.The work was carried out within the framework of the grant of the Russian Science Foundation No. 19-19-00121.

Список литературы, использованной при составлении заявкиList of literature used in the preparation of the application

1. Циклонный пылеотделяющий аппарат [Текст]: патент US 7422615 В2: МПК B01D 45/12 (2006.01) / Tak-Soo Kim; правообладатель - Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. (US), заявка: 11/1286262 от 13.05.2005. Опубликовано: 09.09.2008.1. Cyclone dust separating apparatus [Text]: US patent 7422615 B2: IPC B01D 45/12 (2006.01) / Tak-Soo Kim; copyright holder - Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. (US), application: 11/1286262 dated May 13, 2005. Published: 09.09.2008.

2. Ультразвуковая коагуляционная камера [Текст]: патент ПМ 102197 РФ: МПК B01D 51/08 (2006.1) / Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Шалунова К.В.; правообладатель - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU), заявка: 2010140035/05 от 29.09.2010. Опубликовано: 20.02.2011.2. Ultrasonic coagulation chamber [Text]: patent PM 102197 RF: IPC B01D 51/08 (2006.1) / Khmelev VN, Shalunov AV, Shalunova KV; copyright holder - State educational institution of higher professional education "Altai State Technical University named after II Polzunov" (Altai State Technical University) (RU), application: 2010140035/05 dated 09/29/2010. Published: 20.02.2011.

3. Улавливатель дисперсных частиц из газового потока [Текст]: патент ПМ 133432 РФ: МПК B01D 51/08 (2006.1) / B01D 45/12 (2006.1) / Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Галахов А.Н., Голых Р.Н.; правообладатель - Общество с ограниченной ответственностью «Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ», заявка: 2013123218/05 от 21.05.2013. Опубликовано: 20.10.2013.3. Catcher of dispersed particles from a gas stream [Text]: patent PM 133432 RF: IPC B01D 51/08 (2006.1) / B01D 45/12 (2006.1) / Khmelev V.N., Nesterov V.A., Shalunov A.V. ., Galakhov A.N., Naked R.N .; copyright holder - Limited Liability Company "Center for Ultrasonic Technologies AltSTU", application: 2013123218/05 dated 05.21.2013. Published: 20.10.2013.

4. Аппарат улавливания дисперсных частиц из газового потока [Текст]: патент ПМ 131307 РФ: МПК B01D 51/08 (2006.1) / Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Галахов А.Н., Голых Р.Н.; правообладатель - Общество с ограниченной ответственностью «Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ», заявка: 2013106573/05 от 14.02.2013. Опубликовано: 20.08.2013.4. Apparatus for trapping dispersed particles from a gas stream [Text]: patent PM 131307 RF: IPC B01D 51/08 (2006.1) / Khmelev VN, Nesterov VA, Shalunov AV, Galakhov AN. , Naked R.N .; copyright holder - Limited Liability Company "Center for Ultrasonic Technologies AltGTU", application: 2013106573/05 dated 02.14.2013. Published: 20.08.2013.

5. Селективная фильтрация табачного дыма путем повышения эффективности фильтрации [Текст]: патент US 4253508: МПК B01D 51/08 (2006.1) / Conrad A. Bodai, Balazars I. Bodai; правообладатель - Bodai Industries, Inc., Dallas, Tex (US), заявка: 4818 от 19.01.1979. Опубликовано: 03.03.1981 - прототип.5. Selective filtration of tobacco smoke by increasing filtration efficiency [Text]: US patent 4253508: IPC B01D 51/08 (2006.1) / Conrad A. Bodai, Balazars I. Bodai; copyright holder - Bodai Industries, Inc., Dallas, Tex (US), application: 4818 dated 01.19.1979. Published: 03.03.1981 - prototype.

Claims (1)

Способ ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц, заключающийся в создании упругих колебаний ультразвуковой частоты, введении колебаний в газодисперсные среды, распространении колебаний в них и воздействии упругими колебаниями на инородные твердые или жидкие субмикронные частицы размером менее 2,5 и более 0,1 мкм в газовых средах, отличающийся тем, что осуществляют воздействие на ультразвуковой частоте непрерывными колебаниями или следующими друг за другом импульсами, полученными путем излучения равноамплитудных встречно-направленных колебаний, создаваемых ультразвуковыми излучателями на кратных частотах 21 кГц и 42 кГц, формируют нелинейно-искаженные ультразвуковые колебания с уровнем звукового давления 165-175 дБ, в которых области разряжения и сжатия, формируемые и распространяемые в газодисперсной системе, отличаются по величине давления не менее чем в 10 раз.The method of ultrasonic coagulation of submicron particles, which consists in creating elastic vibrations of ultrasonic frequency, introducing vibrations into gas-dispersed media, propagating vibrations in them and affecting foreign solid or liquid submicron particles with a size of less than 2.5 and more than 0.1 micron in gaseous media, characterized in that they act at an ultrasonic frequency with continuous vibrations or pulses following each other, obtained by radiation of equal-amplitude counter-directed vibrations created by ultrasonic emitters at multiple frequencies of 21 kHz and 42 kHz, form nonlinearly distorted ultrasonic vibrations with a sound pressure level of 165 -175 dB, in which the areas of vacuum and compression, formed and spread in the gas-dispersed system, differ in pressure by at least 10 times.
RU2020105317A 2020-02-04 2020-02-04 Ultrasonic coagulation method of submicron particles RU2740899C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105317A RU2740899C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Ultrasonic coagulation method of submicron particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105317A RU2740899C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Ultrasonic coagulation method of submicron particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740899C1 true RU2740899C1 (en) 2021-01-21

Family

ID=74213146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105317A RU2740899C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Ultrasonic coagulation method of submicron particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740899C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11291939B1 (en) * 2021-07-13 2022-04-05 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration
US11938421B2 (en) 2016-03-06 2024-03-26 WindplusSonne GmbH Method and device for separating and/or cleaning aerosols and solid material particles and fibers from gases as well as solid material particles and fibers from liquid materials by acoustophoresis
US12005388B2 (en) 2022-07-26 2024-06-11 Smart Material Printing B.V. Apparatus and methods for air filtration of HVAC systems

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253508A (en) * 1979-01-19 1981-03-03 Bodai Industries, Inc. Selective filtering of tobacco smoke by enhanced filtration efficiency
JPH0647346A (en) * 1992-01-09 1994-02-22 Hiroyuki Yamane Ultrasonic generating source and floated particle collector using the same
US7422615B2 (en) * 2005-01-14 2008-09-09 Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. Cyclone dust-separating apparatus
RU102197U1 (en) * 2010-09-29 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) ULTRASONIC COAGULATION CAMERA
RU2447926C2 (en) * 2010-06-09 2012-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of coagulating foreign particles in gas flows
RU133432U1 (en) * 2013-05-21 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" GAS FLOW PARTICIPATOR
JP6047346B2 (en) * 2012-09-05 2016-12-21 セイコーエプソン株式会社 Biological information processing system, wearable device, server system, and program

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253508A (en) * 1979-01-19 1981-03-03 Bodai Industries, Inc. Selective filtering of tobacco smoke by enhanced filtration efficiency
JPH0647346A (en) * 1992-01-09 1994-02-22 Hiroyuki Yamane Ultrasonic generating source and floated particle collector using the same
US7422615B2 (en) * 2005-01-14 2008-09-09 Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. Cyclone dust-separating apparatus
RU2447926C2 (en) * 2010-06-09 2012-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of coagulating foreign particles in gas flows
RU102197U1 (en) * 2010-09-29 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) ULTRASONIC COAGULATION CAMERA
JP6047346B2 (en) * 2012-09-05 2016-12-21 セイコーエプソン株式会社 Biological information processing system, wearable device, server system, and program
RU133432U1 (en) * 2013-05-21 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" GAS FLOW PARTICIPATOR

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11938421B2 (en) 2016-03-06 2024-03-26 WindplusSonne GmbH Method and device for separating and/or cleaning aerosols and solid material particles and fibers from gases as well as solid material particles and fibers from liquid materials by acoustophoresis
US11291939B1 (en) * 2021-07-13 2022-04-05 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration
US11478742B1 (en) 2021-07-13 2022-10-25 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration
US20230012789A1 (en) * 2021-07-13 2023-01-19 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration
US12005388B2 (en) 2022-07-26 2024-06-11 Smart Material Printing B.V. Apparatus and methods for air filtration of HVAC systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2740899C1 (en) Ultrasonic coagulation method of submicron particles
Riera et al. Airborne ultrasound for the precipitation of smokes and powders and the destruction of foams
Riera et al. Ultrasonic agglomeration and preconditioning of aerosol particles for environmental and other applications
Sadhal Acoustofluidics 13: Analysis of acoustic streaming by perturbation methods
US2300761A (en) Aggregation of dispersoids
Clair Agglomeration of smoke, fog, or dust particles by sonic waves
RU2447926C2 (en) Method of coagulating foreign particles in gas flows
US3771286A (en) Method of coagulating aerosols
KR102264464B1 (en) System for condensing and eliminating fine particle using multi frequency sound wave
KR101732702B1 (en) Apparatus for reducing air pollutant
KR20090094293A (en) Ultrasonic method and device for treating a continuous flow of fluid
CN112020371A (en) Purifying device
US5769913A (en) Multifrequency acoustic chamber for the agglomeration and separation of particles suspended in gaseous effluents
Khmelev et al. Multifrequency ultrasonic transducer with stepped-plate disk
KR102274772B1 (en) Micro-Particles in Exhaust Gas Conglomerating Apparatus Having a Vibro-Acoustic System
Gubaidullin et al. Wave dynamics of gas suspensions and individual particles during resonance oscillations
Yang et al. Agglomeration of oil droplets assisted by low-frequency sonic pretreatment
RU2725584C1 (en) Device for ultrasonic coagulation of foreign particles in gas flows
KR102264465B1 (en) Method for condensing and eliminating fine particle using multi frequency sound wave
RU102197U1 (en) ULTRASONIC COAGULATION CAMERA
Khmelev et al. The acoustical coagulation of aerosols
RU2339888C1 (en) Method of steam deposition in cooling tower
RU2759506C1 (en) Ultrasonic coagulation method
JPS63503407A (en) Ultrasonic sound field generation method and device
US11925893B2 (en) Device for separating sub-micron particles in the air