RU2801503C1 - Ultrasonic cavitation cell - Google Patents

Ultrasonic cavitation cell Download PDF

Info

Publication number
RU2801503C1
RU2801503C1 RU2022108775A RU2022108775A RU2801503C1 RU 2801503 C1 RU2801503 C1 RU 2801503C1 RU 2022108775 A RU2022108775 A RU 2022108775A RU 2022108775 A RU2022108775 A RU 2022108775A RU 2801503 C1 RU2801503 C1 RU 2801503C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
reactor
cell
cavitation
emitters
Prior art date
Application number
RU2022108775A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Михайлович Лебедев
Олег Юрьевич Лебедев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Новотех-ЭКО"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Новотех-ЭКО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Новотех-ЭКО"
Application granted granted Critical
Publication of RU2801503C1 publication Critical patent/RU2801503C1/en

Links

Abstract

FIELD: ultrasonic technology.
SUBSTANCE: invention relates to the high-intensity ultrasonic treatment of liquids, suspensions, liquid-solid phases, etc., both in flow and in stationary mode. The ultrasonic cavitation cell includes an ultrasonic reactor and a generator unit connected by a power cable. The ultrasonic reactor consists of a housing, ultrasonic emitters and mechanical seals. The geometric length of the housing of the ultrasonic reactor does not exceed the half-wave length of the ultrasonic emitters, which eliminates the appearance of longitudinal parasitic ultrasonic vibrations. End seals seal the attachment points of the ultrasonic cell to the pipeline or to the adjacent ultrasonic cell, and also create an acoustic decoupling.
EFFECT: increased productivity and reduced energy consumption in the processing and disinfection of liquids in flow and in stationary mode, as well as the possibility of using ultrasonic processing technology in various processes due to the cavitation force effect on complex molecules of hazardous substances with their subsequent splitting.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ультразвуковой техники, а именно для ультразвуковой обработки высокой интенсивности жидкостей, суспензий, фаз жидкое - твердое, и прочего, как в потоке, так и в стационарном режиме, и может быть использовано в различных технологических процессах для ускорения химических реакций, смешивания разнородных веществ, несмешивающихся при обычных условиях, а также для экстрагирования полезных веществ из природного сырья, а также для обеззараживания питьевой и сточной воды и нейтрализации опасных отравляющих веществ в различных жидкостях.The invention relates to the field of ultrasonic technology, namely for high-intensity ultrasonic treatment of liquids, suspensions, liquid-solid phases, and other things, both in flow and in stationary mode, and can be used in various technological processes to accelerate chemical reactions, mixing heterogeneous substances that are immiscible under normal conditions, as well as for the extraction of useful substances from natural raw materials, as well as for the disinfection of drinking and waste water and the neutralization of hazardous poisonous substances in various liquids.

В известном устройстве для ультразвуковой обработки жидкой среды, включающем реактор, имеющий входной и выходной патрубки для ввода и вывода жидкой среды, ультразвуковой генератор и подключенную к нему колебательную систему, содержащую излучатель с размещенным в реакторе волноводом, излучающий торец которого расположен напротив выходного патрубка, в отличие от известного, часть реактора, находящаяся между излучающим торцом волновода и выходным патрубком, выполнена сужающейся в сторону выходного патрубка. Часть реактора, находящаяся между излучающим торцом волновода и выходным патрубком, может быть выполнена в форме многоступенчатой трубы. В этом случае оптимальные размеры - когда расстояние между поверхностью излучающего торца волновода и ступенями кратно половине длины волны излучения в обрабатываемой жидкой среде. Другой вариант выполнения - часть реактора, находящаяся между излучающим торцом волновода и выходным патрубком, выполнена в форме конуса (RU 147795, МПК B01F 11/02, опубл. 20.11.2014).In a known device for ultrasonic processing of a liquid medium, including a reactor having inlet and outlet pipes for input and output of a liquid medium, an ultrasonic generator and an oscillatory system connected to it, containing an emitter with a waveguide placed in the reactor, the radiating end of which is located opposite the outlet pipe, in unlike the known, the part of the reactor, located between the radiating end of the waveguide and the outlet pipe, is made tapering towards the outlet pipe. The part of the reactor located between the radiating end of the waveguide and the outlet pipe can be made in the form of a multi-stage pipe. In this case, the optimal dimensions are when the distance between the surface of the radiating end of the waveguide and the steps is a multiple of half the radiation wavelength in the processed liquid medium. Another embodiment - the part of the reactor, located between the radiating end of the waveguide and the outlet pipe, is made in the form of a cone (RU 147795, IPC B01F 11/02, publ. 20.11.2014).

Недостатком известного решения является то, что излучающая поверхность ультразвукового преобразователя находится внутри камеры локально и направлена в одну сторону. Данное обстоятельство не позволяет равномерно обработать весь поступающий в реактор материал. При такой конструкции неизбежно возникают области с пониженной интенсивностью излучения. В результате материал обрабатывается неравномерно, что может привести к нестабильному результату и нарушению технологического процесса обработки.The disadvantage of the known solution is that the radiating surface of the ultrasonic transducer is located locally inside the chamber and is directed in one direction. This circumstance does not allow uniform processing of all material entering the reactor. With such a design, regions with reduced radiation intensity inevitably arise. As a result, the material is processed unevenly, which can lead to an unstable result and a violation of the technological process of processing.

Известно ультразвуковое устройство для обработки жидких сред, содержащее реактор, в котором установлен излучатель акустического блока. На цилиндрической поверхности реактора установлен входной патрубок, через который поступает обрабатываемая жидкость. Направление входного патрубка обеспечивает направление движения воды по касательной к излучателю и по спирали в сторону выходного патрубка, установленного в торцевой части реактора напротив торца излучателя. Выходной патрубок заканчивается фланцем, расположенным в реакторе, и снабжен резьбой, обеспечивающей установку выходного отверстия патрубка с фланцем на расстоянии, равном целому числу полуволн от торца излучателя (RU 2363528, МПК B01F 11/02, опубл. 10.08.2009).Known ultrasonic device for processing liquid media, containing a reactor in which the emitter of the acoustic unit. An inlet branch pipe is installed on the cylindrical surface of the reactor, through which the processed liquid enters. The direction of the inlet pipe ensures the direction of water movement tangentially to the radiator and in a spiral towards the outlet pipe installed in the end part of the reactor opposite the radiator end. The outlet pipe ends with a flange located in the reactor and is threaded to ensure that the outlet of the pipe with a flange is installed at a distance equal to an integer number of half-waves from the radiator end (RU 2363528, IPC B01F 11/02, publ. 10.08.2009).

Недостатком известного решения является то, что непосредственному воздействию высокой ультразвуковой интенсивности подвергается материал только в момент входа в реакционную камеру. После чего материал растекается по оставшемуся объему камеры и уже не подвергается ультразвуковому воздействию в той степени, которой он подвергся на входе. Таким образом, экспозиция силового деструктивного воздействия ультразвуковой кавитации слишком мала. После этого материал подвергается обработке кавитацией небольшой интенсивности, а в удалении от излучающей поверхности воздействие как таковое может и вовсе отсутствовать. Исходя из этого, нельзя говорить о равномерной обработке всего поступающего в реактор материала с одинаково высокой интенсивностью.The disadvantage of the known solution is that the material is directly exposed to high ultrasonic intensity only at the moment of entry into the reaction chamber. After that, the material spreads over the remaining volume of the chamber and is no longer subjected to ultrasonic action to the extent that it was subjected to at the inlet. Thus, the exposure to the force destructive impact of ultrasonic cavitation is too small. After that, the material is subjected to low-intensity cavitation, and at a distance from the radiating surface, the effect as such may be completely absent. Based on this, it is impossible to speak of uniform processing of all material entering the reactor with an equally high intensity.

В известной установке для обработки воды и водных растворов, содержащей кавитационный реактор с установленными в нем кавитаторами, промежуточными камерами, соединенными со входом и выходом кавитационного реактора, подающий насос и трубопроводы, кавитационный реактор выполнен в виде емкости с крышкой с установленными внутри не менее чем двумя последовательно соединенными кавитаторами различного принципа работы, разделенными промежуточными камерами, в первую из которых, выполненную цилиндрической формы и установленную горизонтально с осевым размещением на донышке эжектора для подвода дополнительных ингредиентов, введены электроды с возможностью осуществления импульсного высоковольтного электрогидравлического разряда с подачей напряжения от 35 кВ до 50 кВ при частоте импульсов от 0,1 Гц до 20 Гц, с объемом VК первой промежуточной камеры, определяемым из соотношения: VК=(GН·1000)/3600f, где GН - производительность насоса; f - частота импульсов высоковольтного разрядника, причем первая промежуточная камера выполнена с возможностью поступления воды или водного раствора от первого кавитатора в первую промежуточную камеру тангенциально и отведение воды или водного раствора через патрубок, установленный по оси донышка, противоположного эжектору, и соединенный со входом во вторую промежуточную камеру с установленным в ней ультразвуковым излучателем, выполненным с возможностью излучения ультразвуковых волн с частотой не менее 98 кГц и интенсивностью выше 105 Вт/м2, а кавитатор, подключенный к выходу второй промежуточной камеры, представляет собой кавитатор вихревого типа, установленный вертикально, содержащий входное устройство в виде сопла с суживающейся спиральной улиткой или сопла с тангенциальным подводом жидкости в конфузорный корпус с углом сужения от 0 до 10°, выходное устройство с регулируемым вентилем, соединенное трубопроводом с дренажной трубкой первой промежуточной камеры и выполненное с возможностью подачи воды или водного раствора через самоочищающийся фильтр и запорно-регулирующий клапан на линию всасывания подающего насоса, а выходной патрубок кавитатора вихревого типа, присоединенный к нижнему торцевому донышку по оси корпуса, имеет диаметр, составляющий 0,35-0,40 от среднего диаметра корпуса кавитатора вихревого типа, соединен с трубопроводами и запорно-регулирующими клапанами, выполненными с возможностью осуществлять циркуляцию обрабатываемой воды или водного раствора через подающий насос и кавитационный реактор или через самоочищающийся фильтр, ее прямоточное движение из входной емкости или водоема в приемную емкость потребителя очищенной воды или водного раствора (RU 2600353, МПК C02F 9/08, C02F 1/36, B01D 36/00, B01F 3/00, опубл. 20.10.2016).In a well-known installation for the treatment of water and aqueous solutions, containing a cavitation reactor with cavitators installed in it, intermediate chambers connected to the inlet and outlet of the cavitation reactor, a feed pump and pipelines, the cavitation reactor is made in the form of a container with a lid with installed inside at least two series-connected cavitators of various operating principles, separated by intermediate chambers, in the first of which, made of cylindrical shape and installed horizontally with axial placement on the bottom of the ejector for supplying additional ingredients, electrodes are introduced with the possibility of implementing a pulsed high-voltage electro-hydraulic discharge with a voltage supply from 35 kV to 50 kV at a pulse frequency from 0.1 Hz to 20 Hz, with a volume V K of the first intermediate chamber, determined from the relationship: V K = (G N ·1000)/3600f, where G N is the pump capacity; f is the pulse frequency of the high-voltage spark gap, the first intermediate chamber being configured to supply water or an aqueous solution from the first cavitator to the first intermediate chamber tangentially and to discharge water or an aqueous solution through a branch pipe mounted along the axis of the bottom opposite the ejector and connected to the inlet to the second an intermediate chamber with an ultrasonic emitter installed in it, configured to emit ultrasonic waves with a frequency of at least 98 kHz and an intensity above 10 5 W / m 2 , and the cavitator connected to the outlet of the second intermediate chamber is a vortex-type cavitator installed vertically, containing an inlet device in the form of a nozzle with a tapering spiral volute or a nozzle with a tangential supply of liquid into a confuser body with a narrowing angle from 0 to 10°, an outlet device with an adjustable valve connected by a pipeline to the drainage tube of the first intermediate chamber and configured to supply water or water solution through a self-cleaning filter and a shut-off and control valve to the suction line of the feed pump, and the outlet pipe of the vortex-type cavitator, connected to the lower end bottom along the body axis, has a diameter of 0.35-0.40 of the average diameter of the vortex-type cavitator body, connected to pipelines and shut-off and control valves made with the ability to circulate the treated water or aqueous solution through the supply pump and the cavitation reactor or through a self-cleaning filter, its direct-flow movement from the inlet tank or reservoir to the receiving tank of the consumer of purified water or aqueous solution (RU 2600353 , IPC C02F 9/08, C02F 1/36, B01D 36/00, B01F 3/00, publ. October 20, 2016).

Недостатком известного решения является то, что в конструкции используется так называемый гидроакустический кавитатор. Конструкция конфузора гидроакустического кавитатора сложна и металлоемка. Кроме того, для правильной и стабильной работы такого кавитатора необходим дорогостоящий насос высокого давления. Так как конструкция подразумевает в своем составе насос высокого давления - это накладывает определенные требования к исполнению самого реактора по обеспечению герметичности корпуса. Также применение гидроакустического кавитатора ведет к значительным затратам электроэнергии для питания насоса высокого давления.The disadvantage of the known solution is that the design uses the so-called hydroacoustic cavitator. The design of the hydroacoustic cavitator confuser is complex and metal-intensive. In addition, for the correct and stable operation of such a cavitator, an expensive high-pressure pump is required. Since the design includes a high-pressure pump in its composition, this imposes certain requirements on the design of the reactor itself to ensure the tightness of the vessel. Also, the use of a hydroacoustic cavitator leads to significant energy costs to power the high pressure pump.

Известно устройство для обработки жидких сред, содержащее излучатель ультразвуковых колебаний, который соединен с генератором ультразвуковых колебаний. Излучатель размещен в корпусе, в котором размещена реакционная камера со сплошной перегородкой для протекания жидкого продукта. Сплошная перегородка выполнена в виде змеевика с гранями, расположенными параллельно плоскостям излучателя ультразвуковых колебаний (RU 105197, МПК B01F 11/02, опубл. 10.06.2011).A device for processing liquid media is known, containing an emitter of ultrasonic vibrations, which is connected to a generator of ultrasonic vibrations. The emitter is located in the housing, which houses the reaction chamber with a solid baffle for the flow of the liquid product. The solid partition is made in the form of a coil with edges located parallel to the planes of the emitter of ultrasonic vibrations (RU 105197, IPC B01F 11/02, publ. 10.06.2011).

Недостатком известного решения является то, что воздействие ультразвука на материал передается не напрямую, а опосредовано через воду и перегородку, что ведет к неизбежной и значительной потере энергии и как следствие снижению коэффициента полезного действия системы в целом. Кроме того, значительные изгибы перегородки, по которой проходит обрабатываемый материал, ведет к избыточному гидравлическому сопротивлению устройства, что в итоге ведет к снижению пропускной способности реактора.The disadvantage of the known solution is that the effect of ultrasound on the material is not transmitted directly, but indirectly through water and a partition, which leads to an inevitable and significant loss of energy and, as a result, a decrease in the efficiency of the system as a whole. In addition, significant bends of the partition through which the processed material passes leads to excessive hydraulic resistance of the device, which ultimately leads to a decrease in the throughput of the reactor.

Известен реактор для кавитационной обработки жидкости, включающий корпус, в котором соосно установлены активное подвижное и реактивное неподвижное колеса с радиальными ячейками, выполненными на лицевых сторонах колес с образованием рабочей зоны между лицевыми сторонами колес, а также средства пропускания обрабатываемой жидкости через рабочую зону. Корпус с тыльной стороны реактивного колеса может иметь камеру, которая отделена от ячеек реактивного колеса герметичной перегородкой и выполнена с возможностью пропускания обрабатываемой жидкости через камеру. Активное колесо может быть установлено в корпусе с образованием камеры между корпусом и тыльной стороной активного колеса, которая соединена с рабочей зоной через отверстия в активном колесе. Корпус с тыльной стороны реактивного колеса может иметь первую камеру, а активное колесо может быть установлено в корпусе с образованием второй камеры. Технический результат состоит в повышении коэффициента преобразования потребляемой энергии в энергию кавитационных процессов (RU 2381061, МПК B01J 19/10, опубл. 10.02.2010).Known reactor for cavitation treatment of liquid, including a housing in which coaxially mounted active movable and reactive fixed wheels with radial cells made on the front sides of the wheels with the formation of the working area between the front sides of the wheels, as well as means for passing the treated liquid through the working area. The housing on the rear side of the jet wheel may have a chamber, which is separated from the cells of the jet wheel by a sealed partition and is configured to pass the treated fluid through the chamber. The active wheel can be installed in the housing to form a chamber between the housing and the back side of the active wheel, which is connected to the working area through the holes in the active wheel. The housing on the rear side of the jet wheel may have a first chamber, and the active wheel may be installed in the housing to form a second chamber. The technical result consists in increasing the coefficient of conversion of consumed energy into energy of cavitation processes (RU 2381061, IPC B01J 19/10, publ. 10.02.2010).

Недостатком известного решения является значительные энергозатраты на создание высокого давления жидкости внутри реактора при помощи насоса высокого давления. Кроме того, гидроакустические реакторы работают только на жидких продуктах, без каких бы то ни было примесей. Вязкие жидкости, жидкости с высоким содержанием взвеси, фазы жидкое - твердое обрабатывать в таких реакторах не представляется возможным.The disadvantage of the known solution is the significant energy consumption to create a high pressure liquid inside the reactor using a high pressure pump. In addition, hydroacoustic reactors operate only on liquid products, without any impurities. Viscous liquids, liquids with a high content of suspension, liquid-solid phases cannot be processed in such reactors.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является проточный реактор, который содержит проточную камеру и расположенный в ней и соединенный с источником ультразвуковых колебаний излучатель. Излучатель выполнен в виде цельного стержня переменного сечения, причем участки большего сечения расположены вдоль стержня так, что расстояния между центрами этих участков соответствуют половине длины волны ультразвуковых колебаний в материале стержня. Форма переходов между участками стержня большего и меньшего сечений может быть выбрана или линейной, или радиальной, или экспоненциальной из условий обеспечения заданного направления излучения ультразвуковых колебаний во внутренний объем проточной камеры. Проточная камера выполнена в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого, симметрично относительно участков стержня большего сечения, размещены отражатели ультразвука, выполненные в виде тел вращения (RU 2403085, МПК B01J 19/10, опубл. 10.11.2010).The closest technical solution to the claimed invention is a flow reactor, which contains a flow chamber and an emitter located in it and connected to a source of ultrasonic vibrations. The emitter is made in the form of a solid rod of variable cross section, and sections of a larger section are located along the rod so that the distances between the centers of these sections correspond to half the wavelength of ultrasonic vibrations in the rod material. The shape of the transitions between the sections of the rod of larger and smaller sections can be chosen either linear, or radial, or exponential from the conditions for providing a given direction of radiation of ultrasonic vibrations into the internal volume of the flow chamber. The flow chamber is made in the form of a hollow cylinder, on the inner surface of which, symmetrically with respect to sections of the rod of a larger cross section, ultrasound reflectors are placed, made in the form of bodies of revolution (RU 2403085, IPC B01J 19/10, publ. 10.11.2010).

Известное устройство обеспечивает равномерную ультразвуковую обработку жидкостей, однако данная конструкция позволяет обрабатывать только определенный ограниченный поток небольшой производительности. Это обусловлено достаточно сложной конструкцией реактора и реакционной камерой достаточно малого объема. Необходимость прокачки обрабатываемого материала в непосредственной близости к ультразвуковому излучателю делает невозможным создание проточной камеры большого объема, что ограничивает производительность системы в целом. Также в устройстве не решена проблема возникновения паразитных продольных колебаний вдоль стержня излучателя, что ведет к снижению коэффициента полезного действия системы в целом. Кроме того, конструкция реактора достаточно сложна в изготовлении и металлоемка и не позволяет увеличить производительность системы путем подключения нескольких реакторов в одну линию.The known device provides a uniform ultrasonic treatment of liquids, however, this design allows you to process only a certain limited stream of low productivity. This is due to the rather complex design of the reactor and the reaction chamber of a rather small volume. The need to pump the processed material in close proximity to the ultrasonic emitter makes it impossible to create a large-volume flow chamber, which limits the performance of the system as a whole. Also, the device has not solved the problem of the occurrence of parasitic longitudinal vibrations along the radiator rod, which leads to a decrease in the efficiency of the system as a whole. In addition, the design of the reactor is quite complicated to manufacture and metal-intensive and does not allow increasing the productivity of the system by connecting several reactors in one line.

Технический результат заключается в повышении производительности и снижении энергозатрат в процессах обработки и обеззараживания жидкостей в потоке и в стационарном режиме, а также возможности применения технологии ультразвуковой обработки в различных технологических процессах за счет силового кавитационного воздействия на сложные молекулы опасных веществ с последующим их расщеплением.The technical result consists in increasing productivity and reducing energy consumption in the processes of processing and disinfecting liquids in a stream and in a stationary mode, as well as the possibility of using ultrasonic processing technology in various technological processes due to the cavitation force effect on complex molecules of dangerous substances with their subsequent splitting.

Сущность изобретения заключается в том, ультразвуковая кавитационная ячейка включает ультразвуковой реактор и блок генератора, соединенные силовым кабелем. Ультразвуковой реактор состоит из корпуса, ультразвуковых излучателей и торцевых уплотнений. Геометрическая длина корпуса ультразвукового реактора не превышает длины полуволны ультразвуковых излучателей для исключения появления продольных паразитных ультразвуковых колебаний. Торцевые уплотнения герметизируют места крепления ультразвуковой ячейки к трубопроводу либо к соседней ячейке, а также создают акустическую развязку между соседними ультразвуковыми ячейками либо трубопроводом.The essence of the invention lies in the fact that the ultrasonic cavitation cell includes an ultrasonic reactor and a generator unit connected by a power cable. The ultrasonic reactor consists of a housing, ultrasonic emitters and mechanical seals. The geometric length of the body of the ultrasonic reactor does not exceed the half-wave length of the ultrasonic emitters to prevent the occurrence of longitudinal parasitic ultrasonic vibrations. End seals seal the attachment points of an ultrasonic cell to a pipeline or to an adjacent cell, and also create an acoustic decoupling between adjacent ultrasonic cells or a pipeline.

На фиг. 1 представлен ультразвуковой реактор, на фиг. 2 - блок генератора, на фиг. 3а показано последовательное соединение ультразвуковых ячеек, на фиг. 3б - последовательно-параллельное соединение ультразвуковых ячеек.In FIG. 1 shows an ultrasonic reactor, FIG. 2 - generator block, in Fig. 3a shows the serial connection of ultrasonic cells, FIG. 3b - series-parallel connection of ultrasonic cells.

Ультразвуковая кавитационная ячейка, являющаяся устройством проточного типа (может использоваться и в стационарном режиме), включает ультразвуковой реактор (фиг. 1) и блок генератора (фиг. 2). Ультразвуковой реактор состоит из корпуса 1, ультразвуковых излучателей 2 и торцевых уплотнений 3. Корпус 1 ультразвукового реактора рассчитан так, чтобы его геометрическая длина не превышала длины полуволны работы ультразвуковых излучателей 2. Таким образом, исключается возможность появления продольных колебаний корпуса 1 ультразвукового реактора и практически вся сообщенная ультразвуковыми излучателями 2 энергия передается непосредственно обрабатываемой среде. Торцевые уплотнения 3 герметизируют места крепления ультразвуковой ячейки к трубопроводу либо к соседней ультразвуковой ячейке, а также создают акустическую развязку между соседними ультразвуковыми ячейками либо трубопроводом. Ультразвуковой реактор и блок генератора соединены посредством силового кабеля.The ultrasonic cavitation cell, which is a flow type device (can also be used in stationary mode), includes an ultrasonic reactor (Fig. 1) and a generator unit (Fig. 2). The ultrasonic reactor consists of a body 1, ultrasonic emitters 2 and mechanical seals 3. The body 1 of the ultrasonic reactor is designed so that its geometric length does not exceed the half-wave length of the ultrasonic radiators 2. reported by ultrasonic emitters 2 energy is transferred directly to the processed medium. End seals 3 seal the attachment points of the ultrasonic cell to the pipeline or to the adjacent ultrasonic cell, and also create an acoustic decoupling between adjacent ultrasonic cells or the pipeline. The ultrasonic reactor and the generator unit are connected by means of a power cable.

Устройство работает следующим образом. Ультразвуковой реактор рассчитан таким образом, что при работе в нем создаются только радиальные ультразвуковые колебания, направленные от стенок ультразвуковой ячейки непосредственно к обрабатываемому материалу и исключается возможность возникновения паразитных продольных ультразвуковых колебаний вдоль корпуса ультразвукового реактора. Энергия, сообщенная ультразвуковыми излучателями ячейки, практически полностью сообщается обрабатываемому материалу, тем самым резко увеличивается коэффициент полезного действия устройства в целом. Ультразвуковые излучатели ультразвуковой ячейки выполнены с возможностью излучения ультразвуковых волн с частотой не менее 22 кГц и интенсивностью выше 2 Вт/м2.The device works as follows. The ultrasonic reactor is designed in such a way that during operation only radial ultrasonic vibrations are created in it, directed from the walls of the ultrasonic cell directly to the material being processed, and the possibility of parasitic longitudinal ultrasonic vibrations along the body of the ultrasonic reactor is excluded. The energy reported by ultrasonic emitters of the cell is almost completely transferred to the material being processed, thereby dramatically increasing the efficiency of the device as a whole. The ultrasonic emitters of the ultrasonic cell are configured to emit ultrasonic waves with a frequency of at least 22 kHz and an intensity above 2 W/m 2 .

При заявленной конструкции возможен набор последовательно соединенных ультразвуковых кавитационных ячеек для увеличения экспозиции обработки (фиг. 3а) либо последовательно-параллельное соединение ультразвуковых кавитационных ячеек для увеличения производительности системы (фиг. 3б).With the claimed design, a set of series-connected ultrasonic cavitation cells is possible to increase the exposure of the treatment (Fig. 3a) or a series-parallel connection of ultrasonic cavitation cells to increase the system performance (Fig. 3b).

Claims (1)

Ультразвуковая кавитационная ячейка, включающая ультразвуковой реактор и блок генератора, соединенные силовым кабелем, причем ультразвуковой реактор состоит из корпуса, ультразвуковых излучателей и торцевых уплотнений, геометрическая длина корпуса ультразвукового реактора не превышает длины полуволны ультразвуковых излучателей для исключения появления продольных паразитных ультразвуковых колебаний, а торцевые уплотнения герметизируют места крепления ультразвуковой ячейки к трубопроводу либо к соседней ультразвуковой ячейке, а также создают акустическую развязку.An ultrasonic cavitation cell, including an ultrasonic reactor and a generator unit connected by a power cable, the ultrasonic reactor consists of a body, ultrasonic emitters and end seals, the geometric length of the ultrasonic reactor body does not exceed the half-wave length of ultrasonic emitters to prevent the occurrence of longitudinal parasitic ultrasonic vibrations, and end seals they seal the attachment points of the ultrasonic cell to the pipeline or to the adjacent ultrasonic cell, and also create an acoustic decoupling.
RU2022108775A 2022-04-01 Ultrasonic cavitation cell RU2801503C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801503C1 true RU2801503C1 (en) 2023-08-09

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1401071A (en) * 1972-06-14 1975-07-16 Cottell E C Process of and apparatus for bruning liquid fuel
WO1998016304A1 (en) * 1996-10-14 1998-04-23 International Process Equipment & Technology, Inc. Rotating pulse apparatus
RU2363528C1 (en) * 2008-02-11 2009-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковая техника-инлаб" Ultrasonic device for treatment of liquid mediums
RU2381061C2 (en) * 2006-12-25 2010-02-10 Владимир Сергеевич Мартыненко Reactor for cavitation treatment of fluids
RU2403085C1 (en) * 2009-04-23 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Unltrasound flow reactor
RU105197U1 (en) * 2010-12-27 2011-06-10 Петр Петрович Дергачев LIQUID TREATMENT DEVICE
RU2487765C2 (en) * 2011-10-12 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Спецмаш" Device for ultrasound cleaning of working holders and fuel assemblies of nuclear reactors
RU147795U1 (en) * 2013-12-18 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковые ванны и диспергаторы" (ООО "УЗВД") DEVICE FOR ULTRASONIC TREATMENT OF LIQUID MEDIA
RU2600353C2 (en) * 2014-11-25 2016-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Рембурводстрой" Method of treating water and aqueous solutions and installation for its implementation

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1401071A (en) * 1972-06-14 1975-07-16 Cottell E C Process of and apparatus for bruning liquid fuel
WO1998016304A1 (en) * 1996-10-14 1998-04-23 International Process Equipment & Technology, Inc. Rotating pulse apparatus
RU2381061C2 (en) * 2006-12-25 2010-02-10 Владимир Сергеевич Мартыненко Reactor for cavitation treatment of fluids
RU2363528C1 (en) * 2008-02-11 2009-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковая техника-инлаб" Ultrasonic device for treatment of liquid mediums
RU2403085C1 (en) * 2009-04-23 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Unltrasound flow reactor
RU105197U1 (en) * 2010-12-27 2011-06-10 Петр Петрович Дергачев LIQUID TREATMENT DEVICE
RU2487765C2 (en) * 2011-10-12 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Спецмаш" Device for ultrasound cleaning of working holders and fuel assemblies of nuclear reactors
RU147795U1 (en) * 2013-12-18 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковые ванны и диспергаторы" (ООО "УЗВД") DEVICE FOR ULTRASONIC TREATMENT OF LIQUID MEDIA
RU2600353C2 (en) * 2014-11-25 2016-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Рембурводстрой" Method of treating water and aqueous solutions and installation for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160346758A1 (en) Systems and methods for processing fluids
CN101952207B (en) Liquid treatment system
US8246839B2 (en) Double-walled chamber for ultra violet radiation treatment of liquids
US8906242B2 (en) Transportable reactor tank
AU2007341626B2 (en) Method and device for treating a liquid
US20030234173A1 (en) Method and apparatus for treating fluid mixtures with ultrasonic energy
US8753505B2 (en) Liquid treatment apparatus and method for using same
RU2801503C1 (en) Ultrasonic cavitation cell
CN110921944A (en) Small-size integrated form oily waste water advanced oxidation combined treatment system
SI1862185T1 (en) Device for treating fluids using UV light and ultrasound
RU2304561C2 (en) Installation for purification and decontamination of the water
GB2548491A (en) Treatment of fluids
CN105948376A (en) Advanced wastewater treatment device
RU2600353C2 (en) Method of treating water and aqueous solutions and installation for its implementation
KR101007834B1 (en) Multi ozone mixer and water-treatment system employed same
RU2396216C1 (en) Device for water disinfection
RU179223U1 (en) Hydrodynamic cavitator for liquid disinfection
KR100796362B1 (en) Super Ultrasonic projectile educes processing and Systemic Provision Complexities of Cavitation
KR20130008829A (en) Decreasing device of waste water sludge using ultrasonic waves
RU2272670C1 (en) Ultrasonic chemical reactor
RU2769109C1 (en) Method for hydrodynamic water purification and device for hydrodynamic water purification
CN213771670U (en) Safe disinfection treatment device for urban domestic sewage
RU2704419C1 (en) Vortex sonoplasmochemical device
CN110092448B (en) Concentric circle double-electrode discharge plasma O/W emulsion breaking device
CN210367296U (en) Ultraviolet-chlorination-ultrasonic wave reinforced sterilization pretreatment device