WO2011122980A1 - Rotary universal cavitational generator and disperser - Google Patents

Rotary universal cavitational generator and disperser Download PDF

Info

Publication number
WO2011122980A1
WO2011122980A1 PCT/RU2010/000781 RU2010000781W WO2011122980A1 WO 2011122980 A1 WO2011122980 A1 WO 2011122980A1 RU 2010000781 W RU2010000781 W RU 2010000781W WO 2011122980 A1 WO2011122980 A1 WO 2011122980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
cavitation
generator
blades
rotary
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000781
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич ПЕТРАКОВ
Евгений Александрович ПЕТРАКОВ
Original Assignee
Petrakov Aleksandr Dmitrievich
Petrakov Evgeny Aleksandrovich
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 Petrakov Aleksandr Dmitrievich, Petrakov Evgeny Aleksandrovich filed Critical Petrakov Aleksandr Dmitrievich
Publication of WO2011122980A1 publication Critical patent/WO2011122980A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/007Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes provided with moving parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/60Pump mixers, i.e. mixing within a pump
    • B01F25/64Pump mixers, i.e. mixing within a pump of the centrifugal-pump type, i.e. turbo-mixers
    • 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
    • B01J19/008Processes for carrying out reactions under cavitation conditions

Definitions

  • the invention relates to a device for generating oscillations in a flowing liquid medium and can be used in the chemical, oil, engineering, food industries, agriculture for the preparation of high quality feed and good digestibility and disinfection of various wastes, for the preparation of food products in extreme conditions.
  • the invention is known (copyright certificate ⁇ "1586 759 dated 08/10/1996)" a rotary apparatus of hydrodynamic action ", comprising a housing inside which a rotor with variable cross-section channels and blades is installed, and a stator with holes in the side walls, and the rotor channels are made smoothly curved and located azimuthally to the axis of the rotor, while the walls of the channels are made in the form of resonators and are placed stepwise between the blades.
  • a prepared homogeneous suspension for example, consisting of slag and water in a ratio of 1: 2, through the inlet pipe enters the free space of the rotor.
  • the suspension accelerates and contributes to a better distribution of the heterogeneous hydrodynamic flow.
  • Channels are tuned to different frequencies.
  • the hydrodynamic flow moves along the channels of the rotor, its speed increases, reaching a maximum at the exit of the rotor.
  • Periodic, repeated overlapping of the rotor channels with stator bridges creates high gradient pressure pulses, the amplitude of which is significantly amplified in the stator channels. The resulting pressure is transferred to the solid particles of the crushed material.
  • the rotor channels are not made in accordance with the laws of hydrodynamic cavitation, the narrowing holes of the rotor are few correspond to the tasks of the occurrence of cavitation bubbles in the rotor;
  • stator holes could be suddenly expanding
  • the concentric arrangement of the rotor and stator does not contribute to the stable operation of the apparatus, as the gap between the rotor and stator increases, from abrasive and cavitation wear, the grinding efficiency drops sharply.
  • the invention is known (patent of Russia ⁇ 2 261 621 of 10.10.2005) "Method for the preparation of feed and installation for its implementation", including a chamber with inlet and outlet nozzles, in which a stator and rotor are connected to the drive, input and output nozzles, and the rotor is equipped with large tangentially evenly distributed blades dividing it into sectors in which small curved radial blades are located on the periphery, and both large and small blades have different heights, increasing from the center of the roto to its periphery and form channels of variable cross section, and the stator is equipped with channels in the form of nozzles, which are located radially and uniformly around its circumference.
  • the shape of the channels could be in the form of Venturi nozzles in order to create a whirlpool zone with reduced pressure in each channel, where cavitation bubbles formed in large numbers would collapse during the blocking of the rotor channel by the stator partition;
  • stator channels from the point of view of hydrodynamic cavitation, could be in the form of nozzles of the Board (Chugaev P.P. Hydraulics, 1971. - S. 135-136, 307-311);
  • the invention is known (Russian patent JN-> 2 185 898 dated 07/27/2002) "device for physico-chemical processing of liquid media", containing an axially located rotor and stator having an opening on the working surfaces.
  • a removable sleeve is installed between the cylindrical part of the rotor and the inner surface of the housing, which forms a sliding bearing, which in contact with the stator is pressed by the cover, while the rotor is endowed with additional holes (Prototype).
  • the device is intended for physico-chemical treatment of only liquid media
  • the gap between the rotor and the stator is regulated by the length of the spacer sleeve, which should decrease as the wear surfaces.
  • a cavitation dispersant comprising a housing, inside of which a rotor and a stator are installed with slots in the side walls and a working chamber, equipped with resonators adjustable in frequency of oscillations, fixed in the working chamber coaxially with the stator slots.
  • the slots in the rotor are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, and the stator slots are made expanding towards the body and have concave surfaces, while the number of slots in the rotor and stator is not the same.
  • the invention is known ( Russian patent jN-> 2096 694 dated 11/20/1997) "Jet heat generator” (prototype), containing an inlet nozzle and an outlet pipe, a heating chamber, a cylindrical mixing chamber. Moreover, the heating chamber is made in the form of a “torus” formed by the inlet and outlet bowls communicated respectively with the inlet nozzle and outlet nozzle. A cone of additional resistance is installed in the output bowl.
  • the disadvantages of the known invention are:
  • the invention is known ( Russian patent N ° 2336 470 of 10.20.2008), "Vortex shock type heat generator” comprising an inlet nozzle, cups with one and a half cavities, a mixing and separation chamber, diffusers.
  • the heat generator is equipped with an additional inlet nozzle located opposite the first and separated from it by a separation and mixing chamber connected with one and a half cavities by rectangular windows.
  • swirlers with the opposite direction of twisting are installed in the input nozzles and one and a half cavities.
  • Two diffusers are placed on a common axis, on one of the bowls with a 90 ° offset relative to the air coolers installed in one and a half cavities, and connected to one and a half cavities.
  • the invention is known cavitation reactor (Russian patent. Z 77475 from 12/27/2009), containing a housing having a cavity structure with nozzles for supplying and discharging liquid. Placed in the cavity structure of the housing parallel to the stator and rotor have holes that are compatible with the rotation of the rotor for fluid passage, the stator is connected to the housing, and the rotor is made in the form of a centrifugal wheel and is mounted on a rotating shaft. In addition, an oblique washer is installed on the rotor shaft, which has the ability to change the inclination relative to the vertical plane.
  • the generation of thermal energy in a cavitation reactor occurs due to the pulsation of the liquid in the holes of the rotor and stator, as well as due to the oscillations of the oblique washer in the heated fluid.
  • the cavitation reactor by design, is intended only for heating the liquid.
  • a well-known generator of cavitation processes (Russian patent N ° 2354461 from 05/10/2009), including a housing with inlet and outlet nozzles, located inside the housing rotor in the form of a disk with working blades mounted in the radial direction.
  • arcuate recesses are made on the cylindrical surface of the rotor, and the rotor blades are made in the form of spring-loaded plates placed in cups that are installed in radially directed slots of the rotor disk.
  • the generator housing is presented in the form of a casing, the walls of which are made with alternating cylindrical and straight surfaces, forming with the outer cylindrical surface of the rotor disk a working chamber with sections different in length of the chamber.
  • Power emitters are installed in the boundary zone of the straight and cylindrical surfaces of the housing.
  • the shape of the housing surfaces embedded in the design is such that each rotor blade in one revolution must pass 4 sections with a cylindrical surface and 4 sections with arcuate recesses, and the spring located under the blade should allow the blade to pass this complex profile.
  • the technical problem to which the invention is directed is to create a universal rotary cavitation dispersant generator in which the processed liquid, feed suspension, bones of birds and animals in water, the prepared bread dough is pumped independently, and the design of the dispersant generator would allow to install it in one and the same high-strength housing rotors, covers, spacer discs of various designs in order to obtain the maximum effect on heating the liquid or to obtain emulsions of cavitation liquid feed preparation of whole grains or cooking bread dough, flour passing phase by cavitation breakage of bones and bone meal preparation of comminuted to 0 - 10 mm bones of animals, birds, fish, cavitation disinfection of the processed products.
  • the design of the dispersant generator should include both a console version on the motor shaft, and with intermediate bearing bearings.
  • a cylindrical rotor or rotor blade which is rigidly mounted on the drive shaft with the possibility of rotation, a cover, a spacer disk , suction and discharge openings, on the periphery of a cylindrical or vane rotor are Levavasser emitters, the sharp edges of which are sharpened at an angle of 30 °, or pasta rotors, at the peripheral ends of which there are wedge-shaped tides, or a blade rotor with straight blades.
  • a round (cylindrical) rotor equipped with Levavasser emitters has pumping channels.
  • blade rotors can be made with straight blades, with blades equipped on the peripheral part of the Levavasser emitters, with one wedge-shaped tide on the periphery of the blade, with two wedge-shaped tides on the periphery of the blade and a lateral stiffener.
  • FIG - 1. shows a longitudinal section of a universal rotary cavitation generator-dispersant console design, including: 1 - housing generator-dispersant;
  • FIG - 2. - shows a longitudinal section of a generator-dispersant with intermediate bearing bearings, including:
  • FIG - 3. - shows a rotor-blade - 3, equipped at the peripheral ends of the blades with ultrasonic emitters Levavasser.
  • FIG - 4. depicted a blade rotor - 3 with straight blades.
  • FIG - 5. - shows the rotor - 3, equipped on the periphery of the blades with two wedge-shaped tides and a stiffener.
  • FIG - 6. - shows the rotor - 3 with one wedge-shaped tide at the peripheral ends of the blades.
  • FIG - 7. - shows a section of the rotor section - 3 with emitters of Levavasser - 6 of different tonality, located on the periphery of the rotor and equipped with pumping channels - 7, connecting individual emitters with a suction cavity and rods in the centers of the emitters.
  • FIG - 8. shows sections of ultrasonic emitters Levavasser a) without a rod, b) with a rod and the designation of the zones inside the emitters:
  • FIG - 9. shows the separation disk - 5 with input and output holes. 10 000781
  • the rotary, universal, cavitation dispersant generator consists of a fixed housing - 1, divided in half by a vertical partition into the input and output cavities, inside of which a rotor is located on the drive shaft of the electric motor - 4 or a shaft with bearing groups (bladed or circular cylindrical with Levavasser emitters) - 3
  • the case is closed by a cover - 2 (continuous for blade rotors and equipped with an inlet pipe for a cylindrical rotor with Levavasser radiators).
  • the rotary, universal, cavitation dispersant generator operates as follows:
  • the torque is transmitted through the shaft to the rotor - 3, placed between the cover - 2 and the separation disk - 5.
  • the mixture is discarded to the periphery of the blades, i.e. to the inner surface of the cover - 2. Behind the back of the rotor blade - 3 there is a zone of low pressure and the formation of cavitation bubbles.
  • the mixture carried away by the rotor blades, rushes along the surface of the lid and enters the space between the rotor blades under the action of hydrocline.
  • a sharp increase in pressure between the blades in the area of the outlet facilitates the collapse of cavitation bubbles and displaces part of the mixture into the outlet of the separation disk - 5, then into the outlet cavity (discharge zone), and then into the outlet pipe.
  • the cycles are repeated until the products or bones are ground, emulsions are created, or the liquid is heated to a predetermined temperature.
  • zone C Passing at high speed through zone C, cavitation bubbles and cavities are formed in the liquid, which disappear and “collapse” in zone B.
  • the liquid is compacted due to the disappearance of cavitation cavities, bubbles and discontinuities and past the opposite from the sharpened edge of the emitter at an angle of 90 ° to the liquid flowing onto the edge, thereby contributing to the amplification of ultrasonic cavitation oscillations in the liquid between the rotor and the housing .
  • temperatures up to 2000 ° C and pressures up to 25000 kg / cm 2 occur. This is the main factor ensuring the heating of the liquid.
  • FIG - 3 a blade rotor, equipped at the peripheral ends of the blades with Levavasser emitters, is most suitable for creating water-oil emulsions, for the preparation of oil-water emulsions, as well as for creating uniform emulsions from flooded oil spills;
  • FIG - 4 a blade rotor with straight blades, most suitable for the preparation of liquid feed from cereals, bypassing the stage of feed;
  • FIG - 5 a blade rotor with two wedge-shaped tides at the peripheral ends of the blades and a lateral stiffening rib is used to prepare bread dough from grain, bypassing the flour phase, due to the high pressures necessary for pumping thick dough;
  • FIG - 6 the blade rotor with one wedge-shaped tide at the peripheral ends of the blades is intended for the preparation of meat and bone paste from the bones of animals, birds and fish;
  • FIG - 7 a cylindrical rotor with Levavasser emitters of various keys equipped with pumping channels, as self-contained cavitation fluid heater, capable of simultaneously pumping fluid through the heating system.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

The invention relates to devices for generating oscillations in a flowing liquid medium, and can be used in the chemical, oil, mechanical engineering and food industries, as well as in agriculture for preparing high-quality, easily digestible feeds, and also for disinfecting various wastes. The invention solves the problem of unifying different working members, intended to perform different technical functions, in a single housing, thus increasing the technical capabilities of the generator and disperser.

Description

РОТОРНЫЙ, УНИВЕРСАЛЬНЫЙ, АВИТАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР-ДИСПЕРГАТОР  ROTARY, UNIVERSAL, AVITATION DISPERSANTER GENERATOR
Область техники Technical field
Изобретение относится к устройствам для генерации колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано в химической, нефтяной, машиностроительной, пищевой отраслях промышленности, сельском хозяйстве для приготовления кормов высокого качества и хорошей усвояемости и обеззараживания различных отходов, дл приготовления продуктов питания в экстремальных условиях. The invention relates to a device for generating oscillations in a flowing liquid medium and can be used in the chemical, oil, engineering, food industries, agriculture for the preparation of high quality feed and good digestibility and disinfection of various wastes, for the preparation of food products in extreme conditions.
Известен патент «SU» ( 1694 196 от 30.11.1991 года) « авитационный реактор», содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода, внутри которого размещены вал и кавитаторы, выполненные в виде лопастей клиновидной формы, размещенных на торцевой поверхности диска. При этом передние по направлению вращения поверхности кавитаторов расположены на поверхности, соответствующей рабочей поверхности лопатки центробежного насоса. В процессе работы реактора в хвостовой части лопастей образуются пузырьковые каверны, которые отрываются от лопастей и «схлопываются» в перемешиваемом материале, в результате чего, в локальных микрообластях возникают интенсивные пульсации давления (до 102- 103 МПа). Known patent "SU" (1694 196 from 11/30/1991) "reaction reactor" containing a cylindrical body with nozzles for supply and removal, inside of which are placed a shaft and cavitators made in the form of wedge-shaped blades placed on the end surface of the disk. In this case, the cavitator surfaces that are front in the direction of rotation are located on the surface corresponding to the working surface of the centrifugal pump blade. During the operation of the reactor, bubble caverns are formed in the tail of the blades, which are detached from the blades and “Collapse” in the mixed material, as a result of which intense pressure pulsations arise in local microregions (up to 10 2 - 10 3 MPa).
Недостатками известного изобретения являются:  The disadvantages of the known invention are:
- недостаточно интенсивное образование кавитационных пузырьков; - insufficiently intensive formation of cavitation bubbles;
- отсутствие зон повышенного давления, в которых происходило бы гарантированное интенсивное схлопывание кавитационных пузырьков. - the absence of zones of high pressure in which guaranteed intensive collapse of cavitation bubbles would occur.
Известно изобретение (авторское свидетельство Ν» 1586 759 от 10.08.1996 года) «роторный аппарат гидродарного действия», содержащий корпус, внутри которого концентрйчио установлены ротор с каналами переменного сечения и лопастями, и статор с отверстиями в боковых стенках, причем каналы ротора выполнены плавно изогнутыми и расположены азимутально к оси ротора, при этом стенки каналов вьшолнены в виде резонаторов и размещены между лопастями ступенчато. Подготовленная однородная суспензия, например, состоящая из шлака и воды в соотношении 1 :2, через входной патрубок поступает в свободное пространство ротора. С помощью выступающих изогнутых лопастей суспензия разгоняется и способствует лучшему распределению гетерогенного гидродинамического потока. Каналы настроены на различную частоту колебаний. По ' мере продвижения гидродинамического потока по каналам ротора его скорость увеличивается, достигая максимума на выходе из ротора. Периодическое, повторяющееся перекрывание каналов ротора перемычками статора создает высокоградиентные импульсы давления, амплитуда которых значительно усиливается в каналах статора. Возникающие давления передаются на твердые частицы измельчаемого материала. The invention is known (copyright certificate Ν "1586 759 dated 08/10/1996)" a rotary apparatus of hydrodynamic action ", comprising a housing inside which a rotor with variable cross-section channels and blades is installed, and a stator with holes in the side walls, and the rotor channels are made smoothly curved and located azimuthally to the axis of the rotor, while the walls of the channels are made in the form of resonators and are placed stepwise between the blades. A prepared homogeneous suspension, for example, consisting of slag and water in a ratio of 1: 2, through the inlet pipe enters the free space of the rotor. With the help of protruding curved blades, the suspension accelerates and contributes to a better distribution of the heterogeneous hydrodynamic flow. Channels are tuned to different frequencies. As the hydrodynamic flow moves along the channels of the rotor, its speed increases, reaching a maximum at the exit of the rotor. Periodic, repeated overlapping of the rotor channels with stator bridges creates high gradient pressure pulses, the amplitude of which is significantly amplified in the stator channels. The resulting pressure is transferred to the solid particles of the crushed material.
Недостатками известного устройства являются:  The disadvantages of the known device are:
- каналы ротора выполнены не в соответствии с законами гидродинамической кавитации, сужающиеся отверстия ротора мало соответствуют задачам возникновения кавитационных пузырьков в роторе; - the rotor channels are not made in accordance with the laws of hydrodynamic cavitation, the narrowing holes of the rotor are few correspond to the tasks of the occurrence of cavitation bubbles in the rotor;
- форма отверстий статора могла бы быть внезапно расширяющейся; - the shape of the stator holes could be suddenly expanding;
- концентричное расположение ротора и статора не способствует стабильной работе аппарата, по мере увеличения зазора между ротором и статором, от абразивного и кавитационного износа, эффективность измельчения резко падает. - the concentric arrangement of the rotor and stator does not contribute to the stable operation of the apparatus, as the gap between the rotor and stator increases, from abrasive and cavitation wear, the grinding efficiency drops sharply.
Известно изобретение (патент России ЗЧз2 261 621 от 10.10.2005 года) «Способ приготовления кормов и установка для его осуществления», включающее камеру с входными и выходными патрубками, в которой установлены статор и ротор, соединенный с приводом, входной и выходной патрубки, причем ротор снабжен большими тангенциально равномерно расположенными лопастями, делящими его на сектора, в которых по периферии расположены малые криволинейные радиальные лопасти, причем, как большие, так и малые лопасти имеют разную высоту, увеличивающуюся от центра ротора к его периферии и образуют каналы переменного сечения, а статор снабжен каналами в виде сопел, которые расположены радиально и равномерно по его окружности. The invention is known (patent of Russia ЗЧз2 261 621 of 10.10.2005) "Method for the preparation of feed and installation for its implementation", including a chamber with inlet and outlet nozzles, in which a stator and rotor are connected to the drive, input and output nozzles, and the rotor is equipped with large tangentially evenly distributed blades dividing it into sectors in which small curved radial blades are located on the periphery, and both large and small blades have different heights, increasing from the center of the roto to its periphery and form channels of variable cross section, and the stator is equipped with channels in the form of nozzles, which are located radially and uniformly around its circumference.
Недостатками известного устройства являются:  The disadvantages of the known device are:
- форма каналов могла бы быть в виде насадков Вентури для того, чтобы в каждом канале возникала водоворотная зона с пониженным давлением, где образующиеся в большом количестве кавитационные пузырьки схлопывались бы во время перекрытия канала ротора перегородкой статора;  - the shape of the channels could be in the form of Venturi nozzles in order to create a whirlpool zone with reduced pressure in each channel, where cavitation bubbles formed in large numbers would collapse during the blocking of the rotor channel by the stator partition;
- форма каналов статора, с точки зрения гидродинамической кавитации могла бы быть в виде насадков Борда (Чугаев P.P. Гидравлика, 1971. - С. 135-136, 307-311);  - the shape of the stator channels, from the point of view of hydrodynamic cavitation, could be in the form of nozzles of the Board (Chugaev P.P. Hydraulics, 1971. - S. 135-136, 307-311);
- концентричное расположение ротора и статора не способствует стабильной и продолжительной работе установки, так как увеличение зазора между ротором и статором от абразивного и кавитационного износа способствует резкому снижению эффективности измельчения зерна, нагреву корма, а, главное, снижению кавитационного обеззараживания корма. - concentric arrangement of the rotor and stator does not contribute to a stable and continuous operation of the installation, since the increase in the gap between the rotor and the stator from abrasive and cavitation wear contributes to a sharp decrease in the efficiency of grain grinding, heating of the feed, and, most importantly, to reduce cavitation disinfection of the feed.
Известно изобретение (патент России JN->2 185 898 от 27.07.2002 года) «устройство для физико-химической обработки жидких сред», содержащие аксиально расположенные ротор и статор, имеющие отверстие на рабочих поверхностях. Между цилиндрической частью ротора и внутренней поверхностью корпуса установлена съемная втулка, образующая подшипник скольжения, торцевой частью контактирующая со статором, поджатым крышкой, при этом ротор наделен дополнительными отверстиями, (Прототип). The invention is known (Russian patent JN-> 2 185 898 dated 07/27/2002) "device for physico-chemical processing of liquid media", containing an axially located rotor and stator having an opening on the working surfaces. A removable sleeve is installed between the cylindrical part of the rotor and the inner surface of the housing, which forms a sliding bearing, which in contact with the stator is pressed by the cover, while the rotor is endowed with additional holes (Prototype).
Достоинство изобретения:  Advantage of the invention:
- аксиальное расположение отверстий в роторе и статоре, что позволяет регулировать по мере износа зазор между ротором и статором, а также имеется возможность автоматически регулировать указанный зазор.  - the axial location of the holes in the rotor and stator, which allows you to adjust the gap between the rotor and the stator as you wear, and it is also possible to automatically adjust the specified gap.
Недостатки изобретения:  The disadvantages of the invention:
- устройство предназначено для физико-химической обработки только жидких сред;  - the device is intended for physico-chemical treatment of only liquid media;
- не отражена форма отверстий, ответственных за возникновение кавитационных пузырьков;  - the shape of the holes responsible for the occurrence of cavitation bubbles is not reflected;
- зазор между ротором и статором регулируется длиной распорной втулки, которая должна уменьшаться по мере износа рабочих поверхностей.  - the gap between the rotor and the stator is regulated by the length of the spacer sleeve, which should decrease as the wear surfaces.
Известно изобретение (патент России 2 203 738 от 10.05.2003 года) «Способ измельчения труднообогатимых руд и кавитационный диспергатор для его осуществления». Known invention (patent of Russia 2 203 738 from 05/10/2003) "Method for grinding refractory ores and cavitation dispersant for its implementation."
Кавитационный диспергатор, содержащий корпус, внутри которого установлены ротор и статор со щелями в боковых стенках и рабочую камеру, снаоженную регулируемыми по частоте колебаний резонаторами, закрепленными в рабочей камере соосно со щелями статора. Щели в роторе выполнены в виде дозвуковых сопл, сужающихся в сторону статора, а щели статора выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности, при этом количество щелей в роторе и статоре неодинаково. A cavitation dispersant comprising a housing, inside of which a rotor and a stator are installed with slots in the side walls and a working chamber, equipped with resonators adjustable in frequency of oscillations, fixed in the working chamber coaxially with the stator slots. The slots in the rotor are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, and the stator slots are made expanding towards the body and have concave surfaces, while the number of slots in the rotor and stator is not the same.
Достоинство изобретения:  Advantage of the invention:
- возможность использования резонансных колебаний для измельчения горных пород.  - the possibility of using resonant vibrations for grinding rocks.
Недостатки изобретения:  The disadvantages of the invention:
- концентричное расположение концов ротора и статора способствует быстрому увеличению зазора между ними, что ведет к понижению кавитацйонных процессов, снижению давления от гидравлического удара, а значит, и снижению эффективности диспергатора;  - the concentric arrangement of the ends of the rotor and stator contributes to a rapid increase in the gap between them, which leads to a decrease in cavitation processes, a decrease in pressure from water hammer, and, therefore, a decrease in the efficiency of the dispersant;
* установка резонаторов в камере в условиях гидравлических ударов и протекания высокоабразивного потока через камеры резонаторов способствует их повышенному износу. Подобная конструкция пригодна только для лабораторных установок;  * the installation of resonators in the chamber under conditions of hydraulic shock and the flow of a highly abrasive flow through the chambers of the resonators contributes to their increased wear. This design is only suitable for laboratory installations;
- дозвуковые профили сопл предназначены для прртекания газовых сред, а не пульп горных пород;  - subsonic nozzle profiles are designed for the flow of gaseous media, not rock pulps;
- сложность и небольшая эффективность форм отверстий ротора и статора, с точки зрения образования гидродинамической кавитации.  - the complexity and low efficiency of the shape of the holes of the rotor and stator, in terms of the formation of hydrodynamic cavitation.
Известно изобретение (патент России jN->2096 694 от 20.11.1997 года) «Теплогенератор струйного действия» (прототип), содержащий входное сопло и выходной патрубок, камеру нагрева, цилиндрическую камеру смешения. Причем, камера нагрева выполнена в форме «тора», образованного входной и выходной чашами, сообщенными соответственно с входным соплом и выходным патрубком. В выходной чаше установлен конус дополнительного сопротивления. Недостатками известного изобретения являются: The invention is known (Russian patent jN-> 2096 694 dated 11/20/1997) "Jet heat generator" (prototype), containing an inlet nozzle and an outlet pipe, a heating chamber, a cylindrical mixing chamber. Moreover, the heating chamber is made in the form of a “torus” formed by the inlet and outlet bowls communicated respectively with the inlet nozzle and outlet nozzle. A cone of additional resistance is installed in the output bowl. The disadvantages of the known invention are:
- большая часть потока жидкости проходит транзитом через теплогенератор без участия в преобразовании кинетической энергии струи жидкости в тепловую энергию;  - most of the fluid flow passes through the heat generator in transit without participating in the conversion of the kinetic energy of the liquid jet into thermal energy;
- для работы теплогенератора необходимо иметь насос для прокачки жидкости через теплогенератор;  - for the operation of the heat generator it is necessary to have a pump for pumping liquid through the heat generator;
- отсутствие возможности диспергировать жидкости с малым содержанием механических примесей из-за притупления острых кромок и снижения эффективности теплогенератора.  - the inability to disperse liquids with a low content of solids due to blunting of sharp edges and reducing the efficiency of the heat generator.
Известно изобретение (патент России N°2336 470 от 20.10.2008 года) «Теплогенератор ударно-вихревого типа», содержащий входное сопло, чаши с полуторовыми полостями, камеру смешени и разделения, диффузоры. Кроме того, теплогенератор снабжен дополнительным входным соплом, размещенным напротив первого и отделенным от него камерой разделения и смешения, связанной с полуторовыми полостями прямоугольными окнами. The invention is known (Russian patent N ° 2336 470 of 10.20.2008), "Vortex shock type heat generator" comprising an inlet nozzle, cups with one and a half cavities, a mixing and separation chamber, diffusers. In addition, the heat generator is equipped with an additional inlet nozzle located opposite the first and separated from it by a separation and mixing chamber connected with one and a half cavities by rectangular windows.
Во входных соплах и полуторовых полостях установлены завихрители с противоположным направлением закручивания. Два диффузора размещены на общей оси, на одной из чаш со смещением 90° относительно завйхрителей, установленных в полуторовых полостях, и соединены с полуторовыми полостями.  In the input nozzles and one and a half cavities, swirlers with the opposite direction of twisting are installed. Two diffusers are placed on a common axis, on one of the bowls with a 90 ° offset relative to the air coolers installed in one and a half cavities, and connected to one and a half cavities.
Установка в полуторовых полостях на выходе из камеры разделения и смешения завйхрителей по принципу, описанному выше, обусловлена теми же причинами. При выходе из обеих сторон камеры разделения и смешения образуются встречные спиралеобразные разнонаправленные потоки, при ударном столкновении которых происходит эффективный нагрев жидкости.  Installation in one and a half cavities at the outlet of the separation and mixing chamber of scavengers according to the principle described above is due to the same reasons. Upon exiting from both sides of the separation and mixing chamber, oncoming spiral-shaped multidirectional flows are formed, during the shock collision of which the liquid is heated effectively.
Недостатками известного изобретения являются:  The disadvantages of the known invention are:
- для работы теплогенератора необходимо иметь насос, который подавал бы жидкость в сопла и прокачивал бы жидкость по системе нагрева; - нагрев жидкости большей частью происходит за счет столкновения двух противоположно закрученных потоков, а не за счет организации образования и «схлопывания» кавитационных пузырьков. - for the operation of the heat generator it is necessary to have a pump that would supply fluid to the nozzles and pump the fluid through the heating system; - the heating of the liquid mostly occurs due to the collision of two oppositely swirling flows, and not due to the organization of the formation and “collapse” of cavitation bubbles.
Известно изобретение кавитационный реактор (патент России . З 77475 от 27.12.2009 года), содержащий корпус, имеющий полостную структуру с патрубками подвода и отвода жидкости. Размещенные в полостной структуре корпуса параллельно статор и ротор имеют совмещаемые при вращении ротора отверстия для прохода жидкости, статор соединен с корпусом, а ротор выполнен в виде центробежного колеса и закреплен на вращающемся валу. Кроме того, на валу ротора установлена косая шайба, имеющая возможность изменять наклон относительно вертикальной плоскости. The invention is known cavitation reactor (Russian patent. Z 77475 from 12/27/2009), containing a housing having a cavity structure with nozzles for supplying and discharging liquid. Placed in the cavity structure of the housing parallel to the stator and rotor have holes that are compatible with the rotation of the rotor for fluid passage, the stator is connected to the housing, and the rotor is made in the form of a centrifugal wheel and is mounted on a rotating shaft. In addition, an oblique washer is installed on the rotor shaft, which has the ability to change the inclination relative to the vertical plane.
Генерация тепловой энергии в кавитационном реакторе происходит за счет пульсации жидкости в отверстиях ротора и статора, а также за счет колебаний косой шайбы в нагреваемой жидкости.  The generation of thermal energy in a cavitation reactor occurs due to the pulsation of the liquid in the holes of the rotor and stator, as well as due to the oscillations of the oblique washer in the heated fluid.
Недостатками известного кавитационного реактора являются:  The disadvantages of the known cavitation reactor are:
- в кавитационном реакторе много усилий тратится на образование кавитационных пузырьков, в чем достигнут определенный прогресс, но вторая фаза жизни кавитационных пузырьков - «схлопывание» - протекает вяло, без организации резких всплесков давлений, обеспечивающих Гарантированное и интенсивное схлопывание кавитационных пузырьков с ударными волнами от забросов давлений и всплесками температур в точках их исчезновения;  - in the cavitation reactor, a lot of effort is spent on the formation of cavitation bubbles, in which some progress has been achieved, but the second phase of the life of cavitation bubbles - “collapse” - proceeds sluggishly, without organizing sharp bursts of pressure, ensuring guaranteed and intense collapse of cavitation bubbles with shock waves from refluxes pressure and temperature spikes at the points of their disappearance;
- кавитационный реактор, по исполнению, предназначен только дл нагрева жидкости.  - The cavitation reactor, by design, is intended only for heating the liquid.
Известен генератор кавитационных процессов (патент России N°2354461 от 10.05.2009 года), включающий корпус с входными и выходными патрубками, расположенный внутри корпуса ротор в виде диска с рабочими лопастями, установленными в радиальном направлении. Кроме того, на цилиндрической поверхности ротора выполнены дугообразные выемки, а рабочие лопасти ротора выполнены в виде подпружиненных пластин, размещенных в стаканах, которые установлены в радиально направленных прорезях диска ротора. A well-known generator of cavitation processes (Russian patent N ° 2354461 from 05/10/2009), including a housing with inlet and outlet nozzles, located inside the housing rotor in the form of a disk with working blades mounted in the radial direction. In addition, arcuate recesses are made on the cylindrical surface of the rotor, and the rotor blades are made in the form of spring-loaded plates placed in cups that are installed in radially directed slots of the rotor disk.
Корпус генератора представлен в виде кожуха, стенки которого выполнены с поочередно чередующимися цилиндрическими и прямыми поверхностями, образующими с наружной цилиндрической поверхностью диска ротора рабочую камеру с различными по длине камеры сечениями. В зоне границы прямой и цилиндрической поверхностей корпуса установлены силовые излучатели.  The generator housing is presented in the form of a casing, the walls of which are made with alternating cylindrical and straight surfaces, forming with the outer cylindrical surface of the rotor disk a working chamber with sections different in length of the chamber. Power emitters are installed in the boundary zone of the straight and cylindrical surfaces of the housing.
Недостатками известного генератора кавитационных процессов являются:  The disadvantages of the known generator of cavitation processes are:
- заложенная в конструкции форма поверхностей корпуса такова, что каждая лопасть ротора за его один оборот должна пройти 4 участка с цилиндрической поверхностью и 4 участка с дугообразными выемками, а находящаяся под лопастью пружина должна обеспечить прохождение лопаткой этого сложного профиля. При вращении ротора с числом оборотов 1440 об/мин ротор в одну секунду должен делать 24 об/с, а так как лопатка должна за один оборот преодолеть 4 дугообразных выемки, то число колебаний пластины составит: 24 об/с * 4 - 96 колебаний/с = 96 Гц; - the shape of the housing surfaces embedded in the design is such that each rotor blade in one revolution must pass 4 sections with a cylindrical surface and 4 sections with arcuate recesses, and the spring located under the blade should allow the blade to pass this complex profile. When the rotor rotates with a speed of 1440 rpm, the rotor must do 24 rpm in one second, and since the blade must overcome 4 arcuate grooves in one revolution, the number of plate vibrations will be: 24 rpm * 4 - 96 vibrations / c = 96 Hz;
А если учесть, что каждая лопасть ещё соударяется с перекрывателем, то добавится ещё 24 колебания лопасти: 96+24=120 колебаний в секунду, что возможно при наличии безынерционных лопастей ротора; And if you take into account that each blade still collides with the overlap, then another 24 oscillations of the blade will be added: 96 + 24 = 120 vibrations per second, which is possible in the presence of inertialess rotor blades;
- наличие силовых излучателей в виде свечей зажигания, которые вроде бы должны инициировать в жидкости эффект Юткина, потребуют наличие высоковольтного оборудования, а также беспрецедентных мер безопасности при обслуживании данного генератора. Самое печальное заключается в том, что энергия, расходуемая на образование кавитации в эффекте Юткина, на порядок выше, чем, например, в гидродинамической кавитации. - the presence of power emitters in the form of spark plugs, which seem to initiate the Yutkin effect in the liquid, will require the presence of high-voltage equipment, as well as unprecedented safety measures when servicing this generator. The saddest thing is that energy, spent on the formation of cavitation in the Yutkin effect is an order of magnitude higher than, for example, in hydrodynamic cavitation.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание универсального роторного кавитационного генератора- диспергатора, в котором обрабатываемая жидкость, кормовая суспензия, кости птиц и животных в воде, приготавливаемое хлебное тесто самостоятельно прокачивалось, причем конструкция генератора-диспергатора позволяла бы устанавливать в один и тот же высокопрочный корпус различные по конструкции роторы, крышки, разделительные диски с целью получения максимального эффекта по нагреву жидкости или получения эмульсий, по кавитационному приготовлению жидких кормов из цельного зерна или приготовления хлебного теста, минуя фазу муки, по кавитационному измельчению костей и приготовлению костной муки из измельченных до 0 - 10 мм костей животных, птиц, рыб, кавитационное обеззараживание всех перерабатываемых продуктов.  The technical problem to which the invention is directed is to create a universal rotary cavitation dispersant generator in which the processed liquid, feed suspension, bones of birds and animals in water, the prepared bread dough is pumped independently, and the design of the dispersant generator would allow to install it in one and the same high-strength housing rotors, covers, spacer discs of various designs in order to obtain the maximum effect on heating the liquid or to obtain emulsions of cavitation liquid feed preparation of whole grains or cooking bread dough, flour passing phase by cavitation breakage of bones and bone meal preparation of comminuted to 0 - 10 mm bones of animals, birds, fish, cavitation disinfection of the processed products.
Технический результат, который может быть получен в результате реализации изобретения:  The technical result that can be obtained as a result of the implementation of the invention:
- универсальная конструкция кавитационного генератора- диспергатора с различными рабочими органами, адаптированными для осуществления различных технологий, а также длительно и высокопроизводительно работающая в условиях абразивно- кавитационного износа;  - the universal design of the cavitation dispersant generator with various working bodies adapted for the implementation of various technologies, as well as long-term and high-performance working in conditions of abrasive-cavitation wear;
- конструкция генератора-диспергатора должна предусматривать как консольное исполнение на валу электродвигателя, так и с промежуточными подшипниковыми опорами.  - the design of the dispersant generator should include both a console version on the motor shaft, and with intermediate bearing bearings.
Технический результат достигается тем, что во всех вариантах универсального кавитационного генератора-диспергатора используются все известные свойства гидродинамической кавитации, в том числе создание условий для образования кавитационных пузырьков и последующего их схлопывания, включающие разделение зоны кавитационной обработки на три зоны: The technical result is achieved by the fact that in all versions of the universal cavitation dispersant generator, all known properties of hydrodynamic cavitation are used, including the creation of conditions for the formation of cavitation bubbles and their subsequent collapse, including the separation of the cavitation treatment zone into three zones:
- зоны пониженного давления;  - zones of reduced pressure;
- зоны повышенного давления;  - areas of high pressure;
- зоны нагнетания.  - discharge zones.
Указанный технический результат достигается тем, что в роторном, универсальном, кавитационном генераторе-диспергаторе, содержащем неподвижный корпус с цилиндрической полостью и расположенный со смещением в этой полости цилиндрический ротор или лопастной ротор, который жестко установлен на приводном валу с возможностью вращения, крышку, разделительный диск, всасывающие и нагнетательные отверстия, на периферий цилиндрического или лопастного ротора расположены излучатели Левавассера, острые кромки которых заточены под углом 30°, или лопастные роторы, на периферийных концах которых расположены клиновидные приливы, или лопастной ротор с прямыми лопатками.  The specified technical result is achieved by the fact that in the rotary, universal, cavitation dispersant generator containing a fixed housing with a cylindrical cavity and located with an offset in this cavity, a cylindrical rotor or rotor blade, which is rigidly mounted on the drive shaft with the possibility of rotation, a cover, a spacer disk , suction and discharge openings, on the periphery of a cylindrical or vane rotor are Levavasser emitters, the sharp edges of which are sharpened at an angle of 30 °, or pasta rotors, at the peripheral ends of which there are wedge-shaped tides, or a blade rotor with straight blades.
Круглый (цилиндрический) ротор, оснащенный излучателями Левавассера, имеет прокачивающие каналы.  A round (cylindrical) rotor equipped with Levavasser emitters has pumping channels.
Новым является то, что лопастные роторы могут изготавливаться с прямыми лопатками, с лопатками, оснащенными на периферийной части излучателей Левавассера, с одним клиновидным приливом на периферии лопасти, с двумя клиновидными приливами на периферии лопасти и боковым ребром жесткости.  What is new is that blade rotors can be made with straight blades, with blades equipped on the peripheral part of the Levavasser emitters, with one wedge-shaped tide on the periphery of the blade, with two wedge-shaped tides on the periphery of the blade and a lateral stiffener.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемые решения от прототипов, из общедоступных источников информации не известны и явным образом из уровня техники не следуют.  Technical solutions with features that distinguish the claimed solutions from prototypes are not known from publicly available sources of information and do not follow explicitly from the prior art.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:  The invention is illustrated by drawings, where:
ФИГ - 1. - изображен продольный разрез универсального роторного кавйтационного генератора-диспергатора консольного исполнения, включающий: 1 - корпус генератора-диспергатора; FIG - 1. - shows a longitudinal section of a universal rotary cavitation generator-dispersant console design, including: 1 - housing generator-dispersant;
2 - крышка;  2 - cover;
3 - ротор;  3 - rotor;
4— электродвигатель;  4 — electric motor;
5— разделительный диск.  5 - partition disk.
ФИГ - 2. - изображен продольный разрез генератора-диспергатора с промежуточными подшипниковыми опорами, включающая:  FIG - 2. - shows a longitudinal section of a generator-dispersant with intermediate bearing bearings, including:
1 - корпус генератора-диспергатора;  1 - housing generator-dispersant;
2 - крышка;  2 - cover;
3 - ротор;  3 - rotor;
5 - разделительный диск.  5 - partition disk.
ФИГ -- 3. — изображен лопастной ротор — 3, оснащенный на периферийных концах лопастей ультразвуковыми излучателями Левавассера.  FIG - 3. - shows a rotor-blade - 3, equipped at the peripheral ends of the blades with ultrasonic emitters Levavasser.
ФИГ - 4. - изображен лопастной ротор - 3 с прямолинейными лопастями. FIG - 4. - depicted a blade rotor - 3 with straight blades.
ФИГ - 5. - изображен ротор - 3, оснащенный на перифериях лопастей двумя клиновидными приливами и ребром жесткости. FIG - 5. - shows the rotor - 3, equipped on the periphery of the blades with two wedge-shaped tides and a stiffener.
ФИГ - 6. - изображен ротор - 3 с одним клиновидным приливом на периферийных концах лопастей.  FIG - 6. - shows the rotor - 3 with one wedge-shaped tide at the peripheral ends of the blades.
ФИГ - 7. - изображен разрез секции ротора - 3 с излучателями Левавассера - 6 различной тональности, расположенными по периферии ротора и оснащенного прокачивающими каналами - 7, соединяющими отдельные излучатели со всасывающей полостью и стержнями в центрах излучателей.  FIG - 7. - shows a section of the rotor section - 3 with emitters of Levavasser - 6 of different tonality, located on the periphery of the rotor and equipped with pumping channels - 7, connecting individual emitters with a suction cavity and rods in the centers of the emitters.
ФИГ - 8. - изображены разрезы ультразвуковых излучателей Левавассера а) без стержня, б) со стержнем и обозначением зон внутри излучателей:  FIG - 8. - shows sections of ultrasonic emitters Levavasser a) without a rod, b) with a rod and the designation of the zones inside the emitters:
А - зона смешения жидкости,  A - mixing zone of the liquid,
Б - зона повышенного давления,  B - high pressure zone,
С - зона пониженного давления.  C - zone of reduced pressure.
ФИГ - 9. - изображен разделительный диск - 5 со входным и выходным бтверстиями. 10 000781 FIG - 9. - shows the separation disk - 5 with input and output holes. 10 000781
12  12
Сущность кавитационного воздействия заключается в следующем:  The essence of cavitation is as follows:
а) В жизни кавитационного пузырька различаются две фазы - расширение и схлопывание, которые вместе образуют полный термодинамический цикл. б) При прохождении обрабатываемой суспензии или жидкости через генератор-диспергатор, в конструктивно задуманных местах которого существуют зоны пониженного и повышенного давления, в которых суспензия или жидкость подвергается резким знакопеременным нагрузкам.  a) In the life of a cavitation bubble, two phases are distinguished - expansion and collapse, which together form a complete thermodynamic cycle. b) When the processed suspension or liquid passes through the dispersant generator, in the structurally designed places of which there are low and high pressure zones in which the suspension or liquid is subjected to sharp alternating loads.
При понижении давления в зоне пониженного давления, ниже давления насыщенных водяных паров (в зависимости от давления и температуры) в суспензии или жидкости интенсивно образуется множество кавитационных пузырьков.  When the pressure decreases in the zone of reduced pressure, below the pressure of saturated water vapor (depending on pressure and temperature), many cavitation bubbles intensively form in the suspension or liquid.
При перемещении суспензии или жидкости в зону повышенного давления кавитационные пузырьки исчезают, схлопываются, в точках исчезновения которых, как известно, возникают локальные зоны с высокими температурами и давлениями.  When the suspension or liquid moves to the zone of increased pressure, cavitation bubbles disappear, collapse, at the disappearance points of which, as you know, local zones with high temperatures and pressures arise.
Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор состоит из неподвижного корпуса - 1, разделенного пополам вертикальной перегородкой на входную и выходную полости, внутри которого на приводном валу электродвигателя - 4 или валу с подшипниковыми группами расположен ротор (лопастной или круглоцилиндрический с излучателями Левавассера) - 3. Корпус закрывается крышкой - 2 (сплошной для лопастных роторов и оснащенной входным патрубком для круглоцилиндрического ротора с излучателями Левавассера). С другой стороны ротора находится разделительный диск - 5 (со входным и выходным отверстиями для лопастных роторов и только с выходным отверстием для круглоцилиндрического ротора с излучателями Левавассера).  The rotary, universal, cavitation dispersant generator consists of a fixed housing - 1, divided in half by a vertical partition into the input and output cavities, inside of which a rotor is located on the drive shaft of the electric motor - 4 or a shaft with bearing groups (bladed or circular cylindrical with Levavasser emitters) - 3 The case is closed by a cover - 2 (continuous for blade rotors and equipped with an inlet pipe for a cylindrical rotor with Levavasser radiators). On the other side of the rotor there is a separation disk - 5 (with inlet and outlet openings for rotor blades and only with an outlet for a circular cylindrical rotor with Levavasser emitters).
Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор работает следующим образом:  The rotary, universal, cavitation dispersant generator operates as follows:
А) вариант с лопастным ротором, смеси воды и цельного зерна, воды и измельченных до 0 - 10 мм костей животных, птиц и рыбы, через входной патрубок поступает во входную полость корпуса— 1, а затем через входное отверстие в разделительном диске - 5 поступает к ближним от оси вращения частям лопастей ротора -3. После включения электродвигателя - 4 крутящий момент через вал передается ротору - 3 , помещенному между крышкой - 2 и разделительным диском - 5. Под действием центробежной силы смесь отбрасывается к периферии лопаток, т.е. к внутренней поверхности крышки - 2. За тыльной стороной лопатки ротора - 3 возникает зона пониженного давления и идет образование кавитационных пузырьков. A) a variant with a rotor rotor, a mixture of water and whole grains, water and animal, bird and fish bones crushed to 0 - 10 mm, through the inlet the pipe enters the inlet cavity of the housing — 1, and then through the inlet in the separation disk — 5 enters the parts of the rotor blades –3 that are closest to the axis of rotation. After turning on the electric motor - 4, the torque is transmitted through the shaft to the rotor - 3, placed between the cover - 2 and the separation disk - 5. Under the action of centrifugal force, the mixture is discarded to the periphery of the blades, i.e. to the inner surface of the cover - 2. Behind the back of the rotor blade - 3 there is a zone of low pressure and the formation of cavitation bubbles.
Учитывая, что ротор смещен вверх относительно центра крышки - 2 и разделительного диска - 3, верхняя часть лопастей ротора проходит с малым зазором мимо внутренней поверхности крышки - 2, а в нижней части между крышкой и лопастями ротора имеется большое пространство.  Considering that the rotor is displaced upward relative to the center of the cover - 2 and the separation disk - 3, the upper part of the rotor blades passes with a small gap past the inner surface of the cover - 2, and there is a large space between the cover and the rotor blades in the lower part.
Смесь, увлекаемая лопастями ротора, устремляется вдоль поверхности крышки и входит в пространство между лопастями ротора под действием гидроклина. Резкое повышение давления между лопатками в зоне выходного отверстия способствует схлопыванию кавитационных пузырьков и вытеснению части смеси в выходное отверстие разделительного диска - 5, затем в выходную полость (зона нагнетания), а затем и в выходной патрубок. Далее циклы повторяются до измельчения продуктов или костей, создания эмульсий или нагрева жидкости до заданной температуры.  The mixture, carried away by the rotor blades, rushes along the surface of the lid and enters the space between the rotor blades under the action of hydrocline. A sharp increase in pressure between the blades in the area of the outlet facilitates the collapse of cavitation bubbles and displaces part of the mixture into the outlet of the separation disk - 5, then into the outlet cavity (discharge zone), and then into the outlet pipe. Next, the cycles are repeated until the products or bones are ground, emulsions are created, or the liquid is heated to a predetermined temperature.
Б) вариант с круглоцилиндрическим ротором, оснащенным ультразвуковыми излучателями Левавассера.  B) a variant with a cylindrical rotor equipped with Levavasser ultrasonic emitters.
Во время вращения секции ротора - 3 острые кромки излучателя Левавассера с углом заточки кромок 30°, набегают на жидкость с большой скоростью, на них образуется «клиновой тон», который образует вихри, расходящиеся в двух направлениях, одни уходят в жидкость между крышкой - 2 и секцией ротора, другие направляются внутрь излучателя. Закрученный с большой скоростью поток жидкости образует внутри излучателя три зоны:  During rotation of the rotor section - 3 sharp edges of the Levavasser emitter with an edge sharpening angle of 30 °, run onto the liquid at high speed, they form a "wedge tone", which forms vortices diverging in two directions, some go into the liquid between the cover - 2 and a rotor section, others are directed inside the emitter. The fluid flow swirling at high speed forms three zones inside the emitter:
- зону пониженного давления - С;  - zone of reduced pressure - C;
- зону повышенного давления - Б; - зону смешения жидкости - А. - high pressure zone - B; - liquid mixing zone - A.
Проходя на большой скорости через зону С в жидкости образуются кавитационные пузырьки и каверны, которые исчезают, «схлопываются» в зоне Б.  Passing at high speed through zone C, cavitation bubbles and cavities are formed in the liquid, which disappear and “collapse” in zone B.
Перемещаясь из зоны Б в зону А, жидкость уплотняется за счет исчезновения кавитационных каверн, пузырьков и несплошностей и мимо противоположной от заточенной кромки излучателя под углом 90°, к натекающей на кромку жидкости, тем самым способствуя усилению ультразвуковых кавитационных колебаний в жидкости между ротором и корпусом. При «схлопывании» исчезновении кавитационного пузырька возникают температуры до 2000° С и давления до 25000 кг/см2. Это является основным фактором, обеспечивающим нагрев жидкости. Moving from zone B to zone A, the liquid is compacted due to the disappearance of cavitation cavities, bubbles and discontinuities and past the opposite from the sharpened edge of the emitter at an angle of 90 ° to the liquid flowing onto the edge, thereby contributing to the amplification of ultrasonic cavitation oscillations in the liquid between the rotor and the housing . With the "collapse" of the disappearance of the cavitation bubble, temperatures up to 2000 ° C and pressures up to 25000 kg / cm 2 occur. This is the main factor ensuring the heating of the liquid.
Из многолетней практики стало ясно, что на различные технологии нужны различные конструкции роторов. Так, например:  From many years of practice, it has become clear that different technologies require different designs of rotors. For example:
(ФИГ - 3) - лопастной ротор, оснащенный на периферийных концах лопастей излучателями Левавассера, больше всего подходит для создания эмульсий типа «вода - масло», для приготовления водно-мазутных эмульсий, а также создания однородных эмульсий из обводненных проливов нефти;  (FIG - 3) - a blade rotor, equipped at the peripheral ends of the blades with Levavasser emitters, is most suitable for creating water-oil emulsions, for the preparation of oil-water emulsions, as well as for creating uniform emulsions from flooded oil spills;
(ФИГ - 4) - лопастной ротор с прямыми лопатками, больше всего подходит для приготовления жидких кормов из злаков, минуя стадию комбикорма;  (FIG - 4) - a blade rotor with straight blades, most suitable for the preparation of liquid feed from cereals, bypassing the stage of feed;
(ФИГ - 5) - лопастной ротор с двумя клиновидными приливами на периферийных концах лопастей и боковым ребром жесткости предназначен для приготовления хлебного теста из зерна, минуя фазу муки, из-за высоких давлений, необходимых для перекачивания густого теста;  (FIG - 5) - a blade rotor with two wedge-shaped tides at the peripheral ends of the blades and a lateral stiffening rib is used to prepare bread dough from grain, bypassing the flour phase, due to the high pressures necessary for pumping thick dough;
(ФИГ - 6) - лопастной ротор с одним клиновидным приливом на периферийных концах лопастей предназначен для приготовления мясокостной пасты из костей животных, птиц и рыб;  (FIG - 6) - the blade rotor with one wedge-shaped tide at the peripheral ends of the blades is intended for the preparation of meat and bone paste from the bones of animals, birds and fish;
(ФИГ - 7) - круглоцилиндрическйй ротор с излучателями Левавассера различной тональности оснащенный прокачивающими каналами, как самодостаточный кавитационный нагреватель жидкости, способный одновременно прокачивать жидкость по системе нагрева. (FIG - 7) - a cylindrical rotor with Levavasser emitters of various keys equipped with pumping channels, as self-contained cavitation fluid heater, capable of simultaneously pumping fluid through the heating system.
Осуществление нагрева жидкости, приготовления жидких кормов для животных, хлебного теста, приготовления мясокостной пасты из костей животных, птиц и рыб. водо-мазутных или нефтяных эмульсий и др. проверено в фактических примерах и находит своих потребителей.  The implementation of heating the liquid, preparing liquid animal feed, bread dough, preparing meat and bone paste from the bones of animals, birds and fish. water-fuel oil or oil emulsions, etc. verified in actual examples and finds its consumers.
Конструкция роторного, универсального, кавитационного генератора- диспергатора достаточно проста и может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии. The design of the rotary, universal, cavitation dispersant generator is quite simple and can be made at any engineering enterprise.
Источники информации: Information sources:
1) Патент «SU» J4S1694 196 от 30.11.1991 г.  1) Patent "SU" J4S1694 196 dated November 30, 1991
2) Авторское свидетельство N2l586 759 от 10.08.1996 г.  2) Copyright certificate N2l586 759 of 08/10/1996
3) Патент России JY°2 261 621 от 10.10.2005 г.  3) Russian Patent JY ° 2 261 621 of 10/10/2005.
4) Патент России Jfe2185 898 от 27.07.2002 г.  4) Russian Patent Jfe2185 898 of July 27, 2002
5) Патент России J °2203 738 от 10.05.2003 г.  5) Russian Patent J ° 2203 738 dated 05/10/2003.
6) Патент России Ле2096 694 от 20.1 1.1997 г.  6) Patent of Russia Le2096 694 from 20.1 1.1997
7) Патент России J62336 470 от 20.10.2008 г.  7) Russian Patent J62336 470 of 10.20.2008.
8) Патент России JV22377 475 от 27.12.2009 г.  8) Russian Patent JV22377 475 dated 12/27/2009
9) Патент России 2354 461 от 10.05.2009 г.  9) Patent of Russia 2354 461 dated 05/10/2009.
10) Чугаев P.P. Гидравлика, 1971. - С. 135-136, 307-311.  10) Chugaev P.P. Hydraulics, 1971. - S. 135-136, 307-311.
1 1) Пирсол И. Кавитация. - М.: Мир, 1975. - С. 9-14, 69-72. 1 1) Pierce I. Cavitation. - M.: Mir, 1975 .-- S. 9-14, 69-72.
12) Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. - Машиностроение, 1971. - С. 44-49. 12) Bashta T.M. Engineering hydraulics. - Engineering, 1971. - S. 44-49.

Claims

Формула изобретения Claim
1) Роторный, универсальный, кавитационный генератор- диспергатор, содержащий неподвижный корпус с входной и выходной полостями и расположенный между крышкой и разделительным диском ротор, который жестко установлен на приводном валу с возможностью вращения, входное и выходное отверстия, отличающийся тем, что ротор может быть лопастным и круглоцилиндрическим, на периферии которого расположены излучатели Левавассера, острые кромки которых заточены под углом 30°.  1) A rotary, universal, cavitation dispersant generator, comprising a fixed housing with inlet and outlet cavities and located between the cover and the separation disk, a rotor that is rigidly mounted on the drive shaft with rotation, an inlet and outlet, characterized in that the rotor can be blade and round cylindrical, on the periphery of which are Levavasser emitters, the sharp edges of which are sharpened at an angle of 30 °.
2) Роторный, утюерсальный, кавитационный генератор-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что лопасти ротора на периферии оснащены излучателями Левавассера.  2) The rotary, utility, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the rotor blades on the periphery are equipped with Levavasser emitters.
3) Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что лопасти ротора выполнены прямыми.  3) Rotary, universal, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the rotor blades are made straight.
4) Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что периферийные концы лопастей оснащены двумя клиновидными приливами и ребром жесткости. 4) The rotary, universal, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the peripheral ends of the blades are equipped with two wedge-shaped tides and a stiffener.
5) Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что периферийные концы лопастей ротора оснащены одним клиновидным приливом. 5) The rotary, universal, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the peripheral ends of the rotor blades are equipped with one wedge-shaped tide.
6} Роторный, универсальный, кавитационный генератор-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что круглоцилиндрический ротор оснащен на периферии излучателями Левавассера, входная полость соединена каналами с излучателями Левавассера, крышка оснащена входным отверстием, а разделительный диск имеет только выходное отверстие.  6} The rotary, universal, cavitation dispersant generator according to claim 1, characterized in that the circular cylindrical rotor is equipped on the periphery with Levavasser emitters, the inlet cavity is connected by channels to the Levavasser emitters, the lid is equipped with an inlet, and the spacer disk has only an outlet.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2010/000781 2010-03-30 2010-12-23 Rotary universal cavitational generator and disperser WO2011122980A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010112329/28A RU2433873C1 (en) 2010-03-30 2010-03-30 Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2010112329 2010-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011122980A1 true WO2011122980A1 (en) 2011-10-06

Family

ID=44712447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000781 WO2011122980A1 (en) 2010-03-30 2010-12-23 Rotary universal cavitational generator and disperser

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2433873C1 (en)
WO (1) WO2011122980A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202017102179U1 (en) * 2017-04-11 2018-04-13 Piller Entgrattechnik Gmbh Device for roughening cylinder surfaces
RU2658768C1 (en) * 2017-09-21 2018-06-22 Юрий Андреевич Кривошеин Rotary cavitation dispersant generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185898C2 (en) * 2000-06-14 2002-07-27 Хафизов Фаниль Шамильевич Apparatus for physico-chemical treatment of liquid media
RU2203738C2 (en) * 2001-07-26 2003-05-10 Институт горного дела - научно-исследовательское учреждение СО РАН Method of grinding rebellious ores and cavitation disperser for method embodiment
RU2354461C2 (en) * 2007-07-09 2009-05-10 Сергей Петрович Лесков Generator of cavitation processes
RU2377475C2 (en) * 2006-02-08 2009-12-27 Виктор Миронович Дворников Cavitation reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185898C2 (en) * 2000-06-14 2002-07-27 Хафизов Фаниль Шамильевич Apparatus for physico-chemical treatment of liquid media
RU2203738C2 (en) * 2001-07-26 2003-05-10 Институт горного дела - научно-исследовательское учреждение СО РАН Method of grinding rebellious ores and cavitation disperser for method embodiment
RU2377475C2 (en) * 2006-02-08 2009-12-27 Виктор Миронович Дворников Cavitation reactor
RU2354461C2 (en) * 2007-07-09 2009-05-10 Сергей Петрович Лесков Generator of cavitation processes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2433873C1 (en) 2011-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4403911A (en) Bladeless pump and method of using same
EP3072579B1 (en) Cavitation device
RU161841U1 (en) ROTARY GRINDING MIXER
US2461720A (en) Mixing apparatus
RU2433873C1 (en) Rotor universal cavitation generator-disperser
EP0002592A1 (en) Bladeless pump and method of using same
EP3016736B1 (en) Integrated rotary mixer and disperser head
RU2357791C1 (en) Rotor hydrodynamic cavitation apparatus
RU180435U1 (en) Rotary disc mixer
RU2591974C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
USRE24803E (en) Apparatus for pumping solids
RU2156648C1 (en) Rotary disperser
SU993992A2 (en) Apparatus for continuous mixing of viscous liquids
KR20080001143U (en) Agitator for emulsion fuel oil manufacture
RU2393391C1 (en) Rotor cavitation vortex pump-heat generator
RU211525U1 (en) ROTARY GRINDING MIXER
RU2535165C1 (en) Rotary pulsating machine
RU2397793C1 (en) Rotor-pulsation extractor with guide vanes
RU2174865C1 (en) Rotary mixer-disperser
RU2248847C1 (en) Apparatus for disintegrating hard materials and producing finely divided systems and emulsions
RU101041U1 (en) CAVITATOR
RU221250U1 (en) ROTARY GRINDING MIXER
CN217568258U (en) High-efficient homogeneity head is used to isotropic symmetry
RU202940U1 (en) ROTARY CRUSHING MIXER
RU2636486C1 (en) Rotary pulsating machine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10849097

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10849097

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1