SU1722563A1 - Гидродинамический излучатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидродинамическим излучател м и позвол ет повысить эффективность процессов диспергировани  и перемешивани . Гидродинамический излучатель содержит равное количество кон2 центрично расположенных с одинаковым зазором чередующихс  цилиндров, ротора 2 и статора 3 с равным количеством одинаковых прорезей, объединенных в равное количество групп прорезей, выполненных с наклоном под углом а at°rg 2nb+(2n-1)d В- РЗЗНЫе СТОР°НЫ с одинаковым количеством прорезей в группах и частотой генерации низкочастотных колебаний f DZ/ZI, где а - ширина прорезей в цилиндрах; b - толщина стенки цилиндров; а- зазор между цилиндрами; п - число цилиндров ротора или статора; ш - скорость вращени  ротора, об/с; z - число прорезей в роторе или статоре; zi - число прорезей в группе. 3 ил. -w Ј

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  перемешивани , гомогенизации и диспергировани  суспензий, виброперемешивани  при завалке стальных изделий и может быть использовано в машиностроительной , химической, нефтеперерабатывающей , пищевой и других отрасл х промышленности.

Известен роторно-пульсационный аппарат дл  перемешивани , содержащий статор с пазами, наклоненными под отрицательным углом к оси аппарата, и ротор с пазами, наклоненными под положительным углом или наоборот.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  гидродинамический излучатель, содержащий равное количество концент- рично расположенных с одинаковым зазором чередующихс  цилиндров ротора и статора с равным количеством одинаковых прорезей, выполненных в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны под углом а - atcrg 2nb+()d образованным пересечением плоскости . сим1 /грии прорези с радиальной плоскостью на середине рассто ни  между наружным и внутренним цилиндрами, где а - ширина прорезей в цилиндрах; Ь - толщина стенки цилиндров; d - зазор между цилиндрами; п - число цилиндров в роторе или статоре.

Однако данным излучателем нельз  качественно диспергировать и перемешивать различные жидкие и в зкие вещества в большом объеме, так как радиальное направление колеблющихс  (вибрирующих) потоков не обеспечивает циркул цию веществ из различных застойных зон обраба- тываемого объема в зону обработки излучател .

Кроме того, при использовании данного излучател  дл  создани  вибрирующих масл ных потоков дл  интенсификации охлаждени  при закалке стальных изделий улучшение качества закалки наблюдаетс  в издели х, расположенных в ближних зонах от прорезей статора, так как колебани  генерируемого излучени  (пор дка 3-6 кГц) затухают в масле уже на рассто нии 200- 300 мм и распростран ютс  только в ради- альном направлении от излучател . Использование излучател  с низкой частотой дл  этих целей (пор дка 150-160 Гц) не обеспечивает высокодисперсного измельчени , что также снижает интенсивность ох- лаждени  и, как следствие, качество закалки.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса за счет одновременном генерации высокочастотных и низкочастотных колебаний под углами а к радиальным направлени м.

Повышение эффективности процессов

при использовании предлагаемого излучател  достигаетс  за счет создани  вибрирующих с низкой частотой заданного количества потоков, распростран ющихс  под заданным углом к радиальному направпению , что создает в обрабатываемом объеме непрерывно мен ющиес  во всех направлени х вибрирующие потоки, распростран ющиес  на большие рассто ни . Этим исключаетс  образование застойных

зон, что интенсифицирует перемешивание, гомогенизацию и диспергирование суспензий , а также процессы теплоотвода при закалке стальных изделий за счет равномерного и более интенсивного теплоотвода со всех поверхностей изделий,

На фиг. 1 изображен гидродинамический излучатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 при совмещении прорезей, обеспечивающих генерацию

высокочастотных колебаний; на фиг. 3 - то же, при совмещении прорезей, обеспечивающих генерацию низкочастотных вибрирующих и взаимно перекрывающихс  потоков.

Гидродинамический излучатель содержит корпус 1, концентрично расположенные с одинаковым зазором чередующиес  цилиндры ротора 2 и статора 3 с равным количеством одинаковых прорезей 4 и 5.

При этом прорези ротора и статора объединены в группы, где прорези наклонены под углом а в разные стороны. Цилиндры 2 ротора закреплены на валу 6 гидродинамического излучател . Вал 6 получает вращение

от вала 7 привода 8, с которым он соединен с помощью муфты 9. Внутри ротора на валу 6 установлены лопасти 10,

Гидродинамический излучатель работает следующим образом,

Крут щий момент от вала 7 привода 8 передаетс  через муфту 9 на вал 6 гидродинамического излучател . Вращением ротора обрабатываемые вещества засасываютс  внутрь излучател  и под воздействием центробежных сил и напора/создаваемого лопаст ми 10 ротора, проход т через прорези ротора 4 и статора 5, где подвергаютс  мощному акустическому и механическому воздействию, что обеспечивает диспергирование и дробление компонентов обрабатывамых веществ.

При вращении ротора происходит чередование совмещени  групп прорезей ротора с прорез ми статора. Когда прорези

ротора и статора при совмещении наклонены в противоположные стороны, происходит генераци  высокочастотных колебаний потока и, как правило, производитс  высокодисперсна  обработка веществ с выбро- сом их из рабочей зоны излучател  с формированием высокочастотных вибрирующих потоков шириной а/n в радиальных направлени х. Совмещение групп прорезей ротора и статора, когда прорези наклонены под углом а в одну сторону, обеспечивает генерацию высокочастотных потоков шириной а из каждой прорези под углом ак радиальным направлени м. Поэтому здесь дисперсность обработки (т.е. максимальные размеры) смешиваемых веществ не превышает ширину прорези. Одновременно в данном случае формируютс  и низкочастотные вибрирующие потоки под углом а к радиальным направлени м из зоны групп прорезей с наклонном в одну сторону и с частотой, определ емой по формуле fH. ftfc/zi. Каждый такой поток в период максимума амплитуды его колебаний состоит из zi потоков шириной а и сам вибрирую щий низкочастотный поток распростран етс  в виде расход щегос  пучка из каждой группы прорезей.

Зависимость частоты низкочастотных колебаний fH потока от общего числа проре- зей z, числа прорезей в группе zi и скорости вращени  ротора w получена из услови , что частота высокочастотных колебаний в гидродинамическом излучателе определ етс  формулой

f WZ.

Дл  низкочастотных вибрирующих потоков число групп прорезей, определ ющих их частоту колебаний, равно.о Z/ZL

Поэтому соответственно частота низко- частотных колебаний и определ етс  формулой fH-ft Z/Z1.

Таким образом, в предлагаемом излучателе за один цикл происходит генераци  трех типов вибрирующих потоков: шириной а/n в радиальном направлении и частотой u)z; шириной а под углом а к радиальному направлению и частотой шг расход щийс  пучок, состо щий из zi потоков, распростран ющихс  под углом а к радиальному на- правлению с частотой колебаний пучка

WZ/Z1.

Это обеспечивает предварительную обработку исходного вещества с частотой шг

-

и размерами конечного продукта, не превы

5 10 15 20 25 30 35

40 45 50

55

шающими а, окончательную обработку с частотой со z и размерами частиц конечного продукта, не превышающими а/n, а также интенсивное перемешивание всего обрабатываемого объема исходного вещества виб- рирующимис  потоками с частотой о) Z/ZL

Кроме того, при генерации радиальных потоков с частотой wz за счет неравномерных по ширине проходов путь пульсирующих потоков через пазы ротора и статора сопровождаетс  развитой кавитацией на выступах и углублени х щелей при совмещении пазов ротора и статора.

Все это вместе в значительной степени интенсифицирует процесс обработки и повышает качество конечного продукта.

В табл. 1 приведены данные сравнительных испытаний по использованию предлагаемого излучател  дл  приготовлени  СОЖ, а в табл. 2 - по интенсификации охлаждени  в масле молотовых штампов при их закалке,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гидродинамический излучатель, содержащий равное количество концентрично расположенных с одинаковым зазором чередующихс  цилиндров ротора и статора с равным количеством одинаковых прорезей выполнен в поперечном сечении с наклоном в противоположные стороны под углом a- atcrg 2nb+(n.1)d образованным пересечением плоскости. симметрии прорези с радиальной плоскостью на середине рассто ни  между наружным и внутренним цилиндрами, где а - ширина прорезей в цилиндрах; b - толщина стенки цилиндров; d - зазор между цилиндрами; п- число цилиндров ротора и статора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса за счет одновременной генерации высокочастотных и низкочастотных колебаний под углами а к радиальным направлени м, прорези на каждом цилиндре ротора и статора выполнены под углом а в разные стороны и расположены в равном количестве групп, причем число прорезей в группах с наклоном в одну сторону равно числу прорезей в группах с наклоном в другую сторону, а число групп прорезей, определ ющих частоту низкочастотных колебаний, равно m z/zi , где z - общее число прорезей в цилиндре ротора или статора; zi - число прорезей в группе.

   Таблица 1

   Фиг. 2

   Таблица 2

   Фиг.З