RU96502U1

RU96502U1 - Роторный импульсный аппарат

Info

Publication number: RU96502U1
Application number: RU2010108804/22U
Authority: RU
Inventors: Максим Александрович Промтов
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-08-10

Abstract

1. Роторный импульсный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создания дополнительных пульсаций давления, отличающийся тем, что средство создания дополнительных пульсаций давления, выполненное в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса, находится на валу ротора, а направляющее устройство вставлено в корпус роторного импульсного аппарата, концентрично со средством создания дополнительных пульсаций. ! 2. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество лопаток средства создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса кратно количеству каналов в статоре. ! 3. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в роторею. ! 4. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в статоре. ! 5. Роторный импульсный аппарат по пп.1-4, отличающийся тем, что средство создания дополнительных пульсаций давления выполнено в виде двух или более рабочих лопастных колес центробежного насоса, находящихся на валу ротора, и такого же количества направляющих устройств, встроенных в корпус роторного импульсного аппарата.

Description

Изобретение относится к устройствам для создания акустических колебаний в жидкостях и может быть использовано для интенсификации физико-химических, химических, биологических и других процессов в различных отраслях промышленности.

Известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с нагнетательным патрубком и камерой ввода, в которой размещен всасывающий патрубок, установленные в корпусе ротор и статор в виде концентрических цилиндров с прорезями и средство создания дополнительных пульсаций, имеющее кинематическую связь с ротором аппарата, с передаточным отношением равным единице. Средство для создания дополнительных пульсаций соединено с камерой ввода трубопроводом и выполнено в виде соосных дисков с прорезями, и число прорезей во вращаемом диске кратно числу прорезей в цилиндрах, при этом всасывающий патрубок снабжен обратным клапаном (SU 1033169). Недостатком этого аппарата является дополнительные затраты энергии на приведение во вращение диска с прорезями, средства создания дополнительных пульсаций и на подачу под давлением газа. Так же дополнительная запорная и дозирующая арматура усложняет устройство и понижает его надежность.

Известны гидродинамический теплогенератор, выполненный с ускорителем жидкости в виде лопастного приводного рабочего колеса с гарантированным малым зазором, установленным в кольцевой втулке (RU 2247906) и резонансный насос-теплогенератор, ротор которого выполнен в виде одноступенчатой с двусторонним подходом потока турбины, лопатки которой имеют утолщение к периферии (RU 2142604). Недостатком этих устройств является то, что дополнительные пульсации давления, создаваемые в жидкости лопастным рабочим колесом не используются для увеличения амплитуды пульсаций давления в проточной жидкой среде.

Наиболее близким к заявленному устройству является роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создания дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса, соединенное кинематической связью с ротором аппарата с передаточным отношением, выбранным из ряда целых чисел больше единицы, причем число лопаток средства создания дополнительных пульсаций кратно числу каналов в роторе (SU 1768269).

Недостатком этого аппарата является потеря энергии в кинематической связи и сложность конструкции.

Техническая задача изобретения - повышение надежности и эффективности работы аппарата.

Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемой конструкции:

- роторный импульсный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создания дополнительных пульсаций давления, выполненное в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса, находится на валу ротора, а направляющее устройство вставлено в корпус роторного импульсного аппарата, концентрично со средством создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса;

- количество лопаток средства создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса кратно количеству каналов в статоре;

- количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в роторе;

- количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в статоре;

- средство создания дополнительных пульсаций давления выполнено в виде двух или более рабочих лопастных колес центробежного насоса, находящихся на валу ротора и такого же количества направляющих устройств, встроенных в корпус роторно-импульсного аппарата.

Данная конструкция роторного аппарата обеспечивает работу основного генератора колебаний и средства создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего колеса центробежного насоса в резонансном режиме, что в свою очередь обеспечивает более интенсивное воздействие рабочих органов аппарата на обрабатываемую жидкость.

На фиг.1 изображен роторный импульсный аппарат.

Роторный импульсный аппарат содержит корпус 1 с патрубком входа среды 2 и патрубком выхода среды 3, средство создания дополнительных пульсаций давления, выполненное в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса 4, посаженного на одном валу 8 с ротором 6, статор 7, камеру 9 и направляющее устройство 5.

Роторный импульсный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая жидкая среда подается средством создания дополнительных пульсаций давления, выполненным в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса 4, через входной патрубок 2 через направляющее устройство 5 в полость ротора 6, проходит через каналы ротора 6 и статора 7, затем попадает в камеру 9 и выводится из аппарата через выходной патрубок 3.

При перекрытии и совмещении каналов в полости ротора, в камере 9 в обрабатываемой жидкой среде распространяются упругие колебания. Основная частота этих колебаний определяется по формуле:

f₀=n·z_p,

где: n - число оборотов вала, об/сек;

z_p - число каналов в роторе.

Ротор и статор с каналами составляют основное средство создания пульсаций давления в проточной жидкой среде. Средство создания дополнительных пульсаций давления, выполненное в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса и подающее под давлением обрабатываемую среду в роторный импульсный аппарат, является источником дополнительных колебаний в жидкой проточной среде.

Колебания, генерируемые средством создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса, являются дискретными с частотой

f=n·z·k,

где: n - число оборотов вала, об/сек, z - число лопаток рабочего лопастного колеса, k=1, 2, 3…

При совпадении частоты колебаний в основном средстве создания пульсаций давления в проточной жидкой среде с одной из дискретных составляющих частоты средства создания дополнительных пульсации давления, выполненного в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса, наблюдается явление резонанса. Эффект резонанса позволяет более полно использовать акустическую энергию для интенсификации химико-технологических процессов, снижаются потери энергии колебаний, возрастает амплитуда пульсаций в жидкой среде.

Для того, чтобы повысить амплитуду пульсаций, генерируемых в основном средстве создания пульсаций давления в проточной жидкой среде, необходимо на валу ротора установить два или более рабочих лопастных колес с направляющими устройствами. Это позволит увеличить давление на входе в полость ротора и приведет к увеличению амплитуды пульсаций в основном средстве создания пульсаций давления в проточной жидкой среде. Увеличение амплитуды пульсаций позволит усилить кавитационные эффекты и интенсифицировать химико-технологические процессы.

Claims

1. Роторный импульсный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, привод и средство создания дополнительных пульсаций давления, отличающийся тем, что средство создания дополнительных пульсаций давления, выполненное в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса, находится на валу ротора, а направляющее устройство вставлено в корпус роторного импульсного аппарата, концентрично со средством создания дополнительных пульсаций.

2. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество лопаток средства создания дополнительных пульсаций давления в виде рабочего лопастного колеса центробежного насоса кратно количеству каналов в статоре.

3. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в роторею.

4. Роторный импульсный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество прорезей в направляющем устройстве кратно количеству каналов в статоре.

5. Роторный импульсный аппарат по пп.1-4, отличающийся тем, что средство создания дополнительных пульсаций давления выполнено в виде двух или более рабочих лопастных колес центробежного насоса, находящихся на валу ротора, и такого же количества направляющих устройств, встроенных в корпус роторного импульсного аппарата.