SU1672018A1 - Резонансный гидропульсатор - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность работы резонансного гидропульсатора путем расширени  диапазона регулировани , снижени  потерь и увеличени  коэффициента усилени . Цилиндрический корпус частично заполнен жидкостью. Упругий газонаполненный резонатор размещен в жидкости. Механический вибратор закреплен на днище 3 корпуса. Днище 3 выполнено в виде гибкой мембраны, вибратор - в виде эксцентрикового привода, подсоединенного к центральной части днища 3, резонатор - в виде свободно установленного торообразного элемента 8. Образованна  в гидравлической полости колебательна  система жидкость - газ обладает высокой чувствительностью и отсутствием гидропневмосопротивлений. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  создани  пульсирующего давлени  в жидкости и может быть использовано в химической , нефтехимической и других отрасл х промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности его работы путем расширени  диапазона регулировани , снижени  потерь и увеличени  коэффициента усилени .

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - узел креплени  ограничите- л  перемещений газонаполненного элемента на крышке камеры; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1,

Пульсатор содержит корпус, выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры 1, частично заполненной жидкостью , имеющей в верхней своей части герметично подстыкованную крышку 2, а в нижней -днище 3, выполненное в виде гибкой мембраны. Внутри камеры 1 размещаетс  газонаполненный резонатор, а по ее центру установлен регул тор положени  в виде вертикального трубчатого стержн  4, закрепленного в крышке 2 с возможностью вертикального перемещени . Дл  этого по центру крышки 2 установлена вертикальна  втулка 5, имеюща  наружную резьбу, в которой с возможностью скольжени  размещен стержень 4, жестко закрепленный, например , с помощью уплотнени  6 и накидной гайки 7, навернутой на втулку. На нижней части стрежн  4, размещенной вблизи днища 3 камеры, установлен газонаполненный резонатор, выполненный в виде торообразного элемента 8 из эластичной упругой, например резиновой, пленки 9,Торообразный элемент 8 свободно (с зазором) размещен на стержне 4, а высоту всплыти  его ограничивают радиальные ребра 10, закрепленные на стержне. Таким образом, стержень 4 с ребрами 10  вл етс  ограничителем вертикальных и горизонтальных перемещений тосо

С

о VI ю о

00

рообразного элемента 8. Камера 1 установлена на раме 11 вибратора, обеспечивающей возможность свободных колебаний ее гибкого днища 3, центральна  часть которого снабжена внешним упором 12, к которому шарнирно подсоединен шатун 13 эксцентрикового привода, другой конец которого св зан с эксцентриком, закрепленным на валу электродвигател  14 с регулируемым числом оборотов.

К жидкостной части камеры на уровне размещени  газонаполненного элемента 8 подсоединен разделитель 15, представл ющий собой дисковую камеру с двум  центральными патрубками, разделенную на две герметичные полости гибкой мембраной 16, закрепленной по периметру камеры 1.

Заполнение вертикальной камеры 1 жидкостью составл ет 80-85%, остальна  ее часть заполнена воздухом. Жидкость и размещенный в ней упругий газонаполненный элемент 8 образуют в камере 1 колебательную систему жидкость-газ, в которой газовый объем, заключенный в эластичную пленку 9,  вл етс  упругим элементом 8, а столб жидкости над ним - инерционным элементом. Динамический контакт между элементами колебательной системы жидкость-газ осуществл етс  через эластичную пленку 9. Эта колебательна  система обладает высокой чувствительностью (добротностью ) вследствие очень высоких упругих свойств газа и большой удельной поверхности его динамического контакта с жидкостью , обусловленной торообразной формой газонаполненного элемента 8.

При включении электродвигател  14 соединенный с его эксцентриком шатун 13 сообщает через упор 12 периодические колебани  гибкому днищу 3 камеры 1, В жидкости возбуждаютс  пульсации давлени  с частотой внешнего вибровоздействи , которые передаютс  наход щемус  в ней газу через эластичную пленку 9 - возбуждаютс  колебани  системы жидкость-газ. При этом в жидкости возникают турбулентные движени , а газонаполненный горообразный эле- мент 8, установленный с зазором на стержне 4, совершает объемные пульсации. Согласно экспериментальным данным, собственна  частота колебаний этой системы равна

fe-V

где п - коэффициент адиабаты;

р - давление над свободной поверхностью жидкости, дин /см ;

S - площадь горизонтального сечени  газонаполненного элемента, см2;

Q - объем газа в газонаполненном элементе , см ;

h - высота столба жидкости над газонаполненным элементом, см; р - плотность жидкости. При совпадении частоты колебаний днища камеры 1, что достигаетс  регулированием числа оборотов электродвигател  14, с собственной частотой системы жидкость-газ в камере 1 возникает резонансный режим колебаний этой системы, характеризующийс  репким усилением турбулизации

5 жидкости и увеличением амплитуды объемных пульсаций горообразного газонаполненного элемента 8. В камере 1 резко повышаетс  интенсивность пульсаций давлени  жидкости, амплитуда волн которого

0 увеличиваетс  в 8-10 раз. За счет высокой турбулизации жидкость захватывает газ, наход щийс  в верхней части камеры, кото-, рый разбиваетс  на множество мелких пузырьков, распределенных в объеме жид5 кости и совершающих хаотические интенсивные движени . В результате в камере 1 образуетс  гомогенна  аэрозоль, совершающа  интенсивные турбулентные пульсации и заполн юща  всю полость камеры 1.

0 При этом наличие газа в объеме жидкости дополнительно повышает чувствительность колебательной системы жидкость-газ и, как следствие, повышает интенсивность резонансных пульсаций этой системы.

5Получаемые в полости камеры 1 пульсации давлени  газожидкостной среды передаютс  потребителю колебаний давлени , например, через разделитель 15 за счет колебаний гибкой мембраны 16.

0Дл  изменени  частоты резонансных

пульсаций давлени , передаваемых потребителю , измен ют в соответствии с формулой (1) уровень размещени  газонаполненного элемента 8 в жидкости.

5 Дл  этого отворачивают гайку 7 на втулке 5 крышки 2 Камеры 1, зажимающую уплотнение 6, поднимают (в случае его исходного крайнего нижнего положени ) вертикальный стержень 4 на заданную высоту и снова

0 зажимают уплотнение 6 гайкой 7. При этом газонаполненный элемент 8 всплывает на новый уровень, определ емый уровнем расположени  в жидкости радиальных ребер 10. Затем в соответствии с новой резонанс5 ной частотой измен ют число оборотов электродвигател  14.

Предложенное техническое решение позвол ет значительно упростить конструкцию гидропульсатора: в отличие от известных решений он не содержит подвижных

механических частей, пневмомагистралей, переключающих и коммутирующих устройств . Значительно упрощаетс  работа гидропульсатора и настройка его на резонансный режим в пределах регулируемого частотного диапазона,

Образованна  в гидравлической полости колебательна  система жидкость-газ об- ладает высокой чувствительностью, а отсутствие гидропневмосопротивлений сводит к минимуму потери при работе гидропульсатора . Это позвол ет значительно увеличить коэффициент усилени  получаемых резонансных колебаний давлени  и значительно снизить энергозатраты при ра- боте гидропульсатора.

Резонансный гидропульсатор позвол ет получить значительный экономический эффект при осуществлении таких процессов , как смешивание компонентов, мойка,

растворение, тепломассообмен, диффузи , фильтраци .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Резонансный гидропульсатор, содержащий цилиндрический корпус, частично заполненный жидкостью, упругий газонаполненный резонатор, размещенный в жидкости, и механический вибратор, закрепленный на днище корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы путем расширени  диапазона регулировани , снижени  потерь и увеличени  коэффициента усилени , он снабжен регул тором положени  резонатора , днище корпуса выполнено в виде гибкой мембраны, вибратор - в виде эксцентрикового привода, подсоединенного к центральной части днища, а резонатор - в виде -свободно установленного торооб- разного элемента.

   /Л /7////////7//л

   v TTZv///////////// /

   Фиг.1

   Фиг.I

   Фиг.Ъ