Генератор кавітації

Винахід відноситься до області кавітаційної обробки рідин, емульсій, суспензій і може застосовуватись в різноманітних технологічних процесах (підготовка важких рідких палив для спалювання в енергетичних установках, диспергування домішок в целюлозно-паперових, азбоцементних, харчови х, хімічних виробництвах, знешкодження бактерій при обробці осадів міських і промислових стічних вод і ін.). Відомий генератор коливань тиску води (див.AC CPCP №505444, В06В1/18, 1978р.), який містить трубку Вентурі з проточною частиною у вигляді тіла обертання і з дифузорною частиною, яка має кут розкриття більше 15°, вхідний та вихідний трубопроводи з регулювальними дроселями, причому відношення діаметра вихідного трубопроводу до діаметра критичного перерізу трубки Вентурі більше чотирьох, а відбір коливань води здійснюється через трубопровід, розміщений перпендикулярно до осі вихідного тр убопроводу після трубки Вентурі. Недоліками такого генератора коливань тиску води є наявність складних, важких і енергомістких регулюючи х дроселів, низька ефективність кавітаційного поля і установки в цілому через використання в конструкції малоефективного розгінного пристрою і жорсткого з'єднання вхідного і вихідного трубопроводів з трубкою Вентурі. Відомий генератор коливань тиску рідини (див.АС CPCP №1232296, В06В1/18, 1986р.), в якому вхідний трубопровід з'єднаний з трубкою Вентурі, проточна частина якої виконана у вигляді тіла обертання. Дифузорна частина трубки Вентурі виконана з кутом розкриття більше 15°. Довжина циліндричної частини трубки Вентурі прийнята 0,6÷2,0 її діаметра, а вхід в циліндричну частину виконаний з закругленою кромкою радіусом 0,26÷0,35 цього ж діаметра. Вихідний трубопровід з'єднаний з дифузорною частиною трубки Вентурі і має відношення свого діаметра до діаметра циліндричної частини більше чотирьох. Недоліками такого генератора коливань тиску рідини є наявність складних, важких і енергомістких регулюючи х дроселів, низька ефективність кавітаційного поля і установки в цілому через використання в конструкції малоефективного розгінного пристрою і жорсткого з'єднання вхідного і вихідного трубопроводів з трубкою Вентурі. Найближчим до запропонованого є пристрій для отримання імпульсів тиску рідини (див.АС CPCP №1466808, В06В1/18, 1989р.), який містить трубку Вентурі, жорстко приєднаних до неї вхідного і вихідного трубопроводів та акустичний резонатор з повздовжніми, паралельно осі прорізами, розміщеним навпроти трубки Вентурі. Недоліками такого генератора коливань тиску води є низька ефективність кавітаційного поля і установки в цілому через використання в конструкції малоефективного розгінного пристрою і жорсткого з'єднання акустичного резонатора з трубкою Вентурі. Задача винаходу - підвищення ефективності роботи генератора кавітації. Технічний результат досягається тим, що в генераторі кавітації, який містить вхідний і вихідний трубопроводи, акустичний резонатор, розміщений навпроти дифузора трубки Вентурі, трубопровід підводу рідини з'єднаний з трубкою Вентурі кожухом, у кожусі між трубопроводом підводу рідини і трубкою Вентурі розміщений патрубок з розгінним пристроєм, патрубок з'єднаний з трубопроводом підводу рідини пружним елементом, розгінний пристрій жорстко закріплений на патрубку і складається з послідовно з'єднаних коноїдального сопла, дифузорного дозвукового і циліндричного надзвукового насадок, причому циліндричний надзвуковий насадок співвісно вільно введений у циліндричну ділянку тр убки Вентурі. Таке виконання генератора кавітації дозволяє підвищити ефективність його роботи. На фіг. показано схематичне зображення генератора кавітації, загальний вигляд. Генератор кавітації складається з трубопроводу підводу рідини 1, патрубка 2, коноїдального сопла 3, дозвукової насадки 4, надзвукової насадки 5, циліндричної 6 і дифузорної 7 частини динамічної гальмівної ділянки, трубопроводу відводу рідини 8, пружного елемента 9 і кожуха 10. Послідовно з'єднані між собою коноїдальне сопло 3, дозвукова 4 і надзвукова 5 насадки утворюють розгінний пристрій, який вхідним торцем 12 жорстко приєднаний до патрубка 2. Патрубок 2 з'єднаний з вхідним трубопроводом 1 за допомогою пружного елемента 9, так що вихідний торець 15 надзвукової насадки 5 співвісно вільно введений у внутрішню порожнину циліндра 6 трубки Вентурі. Розгінний пристрій разом з патрубком охоплений жорстким герметичним кожухом 10, який з'єднує циліндричну частину 6 динамічної гальмівної ділянки трубки Вентурі з трубопроводом 1 підводу рідини. Генератор кавітації працює наступним чином. Рідина подається з трубопроводу 1 в патрубок 2, де формується струмина 11. В коноїдальному соплі 3 рідина розганяється так, що у його ви хідному перерізі 13 виникають кавітаційні бульбашки. В дозвуковому дифузорному насадку 4 бульбашки ростуть в діаметрі, від чого концентрація паро-газової фази рідини збільшується до величини 0,5 і швидкість потоку рідини в перерізі 14 насадку 4 досягає значення швидкості звуку. В циліндричному надзвуковому насадку 5 концентрація паро-газової фази рідини збільшується до величини 0,6¸0,7, а швидкість потоку рідини зростає до числа Маха – Ма=2,0÷2,5. При цих значеннях числа Ма ха і через пульсацію потоку рідини від коливань розгінного пристрою забезпечується формування бульбашок з оптимальним діаметром для їх жорсткого колапсу (схлоп ування). Необхідні по амплітуді і частоті коливання розгінного пристрою здійснюються завдяки з'єднанню патрубка 2 з вхідним трубопроводом 1 за допомогою пружного елемента 9 і під дією асиметрії вектора тяги потоку, який витікає із насадки 5 розгінного пристрою. Попадаючи у циліндричну частину 6 трубки Вентурі, бульбашки колапсують (схлопують), утворюючи необхідне кавітаційне поле. В дифузорі 7 потік стабілізується і по трубопроводу 8 подається споживачу. Таке виконання генератора кавітації де розгінний пристрій з'єднаний з вхідним трубопроводом через патрубок і пружний елемент дозволяє підвищити ефективність його роботи.