Пристрій для створення кавітації у рідині

Изобретение относится к горному делу - к средствам механизации добычи и обработки твердых, сыпучих и жидких полезных ископаемых, к медицине - в качестве средства очистки магистральных сосудов и может быть использовано для создания кавитационно-волнового поля напряжений в жидкости. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для создания кавитации в жидкости, содержащее корпус, в котором с возможность колебаний установлен диск-излучатель [1]. В описанном устройстве диск-излучатель колеблется в потоке жидкости и при условии подбора режимов позволяет получить кавитацию. Использование диска-излучателя такой конструкции не позволяет получить значительные перепады генерируемых давлений при колебаниях диска, ограниченные кинетической энергией потока жидкости, которая зависит от квадрата скорости ее движения, результатом чего является низкий уровень интенсивности кавитации. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача разработки такого устройства для создания кавитации в жидкости, которое позволило бы увеличить перепады генерируемых давлений и скорость относительного перемещения частиц жидкости. Поставленная задача решается за счет создания условий получения кавитации путем преобразования энергии соударения твердых тел в волновую энергию в жидкости. Предлагаемое устройство для создания кавитации в жидкости, как и известное, содержит корпус, в котором с возможностью колебаний установлен диск-излучатель, а, согласно изобретению, в центральной части диска излучателя имеется выступ, устройство снабжено диском-отражателем, установленным в корпусе параллельно диску-излучателю, и импульсным приводом, боек которого предназначен для взаимодействия с выступом диска-излучателя. Оба диска установлены в корпусе с возможностью регулирования расстояния между ними. Наличие импульсного привода, исполнительный механизм которого (боек) предназначен для взаимодействия с выступом диска-излучателя, позволяет создавать в жидкости ударную волну, перемещающуюся с максимальной скоростью - равной скорости звука в жидкости. Снабжение устройства двумя дисками - излучателем и отражателем, которые установлены в корпусе параллельно и размещены в жидкости, позволяет при выполнении ударов по выступу диска-излучателя получить максимальное значение перепада давлений. Образующаяся при этом отраженная волна совместно с набегающей создают стоячую волну, которые обеспечивают образование кавитации. Выступ в центральной части диска-излучателя необходим для формировании стоячей волны с заранее заданными параметрами. Устройство может быть снабжено двумя дисками-отражателями, установленными симметрично с разных сторон диска-излучателя. Такая конструкция позволяет полезно использовать энергию отдачи и повышает КПД примерно в 4 раза по сравнению с конструкцией, содержащей один диск-отражатель. Диск-излучатель и диск-отражатель установлены с возможностью регулирования расстояния между ними. Это необходимо по следующим соображениям. С фундаментальной точки зрения свойства всех тел определяются длиной излучаемой ими волны. Для снижения диссипации энергии и получения максимальной амплитуды и частоты колебаний в жидкости расстояние между дисками-излучателем и отражателем должны быть равны длине волны, а волновые параметры зависят от плотности жидкости, величины удара и т.п. Поэтому в каждом конкретном случае для получения кавитации с заданными параметрами необходима подстройка регулирования расстояния между дисками, На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Устройство для создания кавитации в жидкости содержит корпус 1, в котором установлен диск-излучатель 2. В центральной части диска-излучателя 2 имеется выступ 3. Устройство снабжено импульсным приводом (на чертеже не показан). Боек 4 импульсного привода предназначен для взаимодействия с выступом 3 дискаизлучателя 2. В корпусе 1 установлен диск-отражатель 5, который закреплен в нем с возможностью его перемещения по высоте с помощью резьбового соединения 6 для регулирования расстояния между дискомизлучателем 2 и диском-отражателем 5. В диске-излучателе 2 имеются кольцевые проточки 7, предназначенные для облегчения его колебания во время воздействия ударной нагрузки от бойка 4. В корпусе 1 имеются штуцеры 8 и 9 для соединения его с магистралью (на чертеже не показана) с транспортируемой жидкостью. На корпусе 1 установлены упоры 10 для ограничения перемещения бойка 4. Устройство снабжено датчиками контроля возникновения и уровня кавитации (на чертеже не показаны). Устройство для создания кавитации в жидкости работает так. Предварительно устройство при помощи штуцеров 8 и 9 соединяют с магистралью для транспортирования жидкости, заполняют корпус 1 жидкостью. Включают импульсный привод и наносят бойком 4 серии ударов по выступу 3 диска-излучателя 2. При этом диск-излучатель 2, как волновод, передает энергию транспортируемой жидкости. Перемещая диск-отражатель 5 по резьбе 6 находят оптимальное расстояние между дисками 2 и 5 - расстояние, при котором уровень кавитации оказывается наибольшим. Описанное устройство опробовано при очистке емкостей и трубопроводов от наслоений и отложений. Для изучения действия устройства на кровеносные сосуды была проведена серия экспериментов. С этой целью использованы 48 кроликов-самцов шиншилла с исходной массой тела 1,4±0,5 кг. Всем животным в течение 96 дней вводили перорально холестирин из расчета 0,25 г/кг массы тела. Все животные содержались в одинаковых условиях и на идентичной диете. Определяли по сыворотке крови, взятой из ушной вены, содержание общего холестирина (Биохимические методы исследования в клинике. Под ред. А.А.Покровского, Μ., 1969). Затем 24-ем кроликам выполняли вивисекцию и воздействовали на кровь с помощью предлагаемого устройства. Через 10 дней исследовали сыворотку крови у всех кроликов. У кроликов, на кровь которых воздействовали с помощью предлагаемого устройства, уровень холестирина снизился. У контрольной группы даже после прекращения введения холестирина уровень продолжал расти.