Гідравлічний випромінювач

Корисна модель відноситься до загального машинобудування, зокрема до гідравлічних виконавчих механізмів, і може бути використана для приготування дрібнодисперсних емульсій і суспензій, а також для нагрівання і дезинфікування рідин і для пастеризації рідких харчових продуктів. Відомий гідравлічний випромінювач (1, с.98-99), що містить порожнистий корпус із вхідним і вихідним патрубками. У порожнистому корпусі закріплені пластинчастий вібратор і з'єднане з вхідним патрубком сопло з щілиновидним отвором. Вібратор являє собою плоску пластину зі скошеними краями. Частотний діапазон цього гідравлічного випромінювача складає 0,5... 15кГц. Цей гідравлічний випромінювач має просту конструкцію. Недоліком цього гідравлічного випромінювача є те, що його вібратор часто виходить з ладу в результаті виникаючих згодом явищ стомленості як у матеріалі самого вібратора, так і в матеріалі кріпильних деталей, що кріплять вібратор у порожнистому корпусі. Крім того, недоліком цього гідравлічного випромінювача є порівняно низька частота звукових коливань і порівняно вузький частотний діапазон. Ці недоліки частково усунуті в гідравлічному випромінювачі (2), що є найбільш близьким аналогом заявленої корисної моделі і містить наступні суттєві ознаки, подібні з суттєвими ознаками заявленої корисної моделі: робочу камеру з вхідним і вихідним трубопроводом. Цей гідравлічний випромінювач містить також модулятори потоку, що виконані у вигляді розподільних клапанів з незалежними приводами і установлені у вхідному і вихідному трубопроводі. Робоча камера цього гідравлічного випромінювача має рухливу стінку, що виконана у вигляді мембрани. Цей гідравлічний випромінювач у порівнянні з вищеописаним гідравлічним випромінювачем більш надійний у роботі, забезпечує більш високу частоту коливань і більш широкий частотний діапазон. Однак недоліком цього гідравлічного випромінювача є відносна складність конструкції, недостатньо висока частота коливань і недостатньо широкий частотний діапазон для регулювання частот, а також недостатньо широкий діапазон частот, що виникають одночасно при роботі гідравлічного випромінювача. Це знижує інтенсивність звуку, тобто щільність потоку звукової енергії, що знижує коефіцієнт корисної дії (ККД) гідравлічного випромінювача і не дозволяє одержати високодисперсні однорідні емульсії і суспензії з високою стабільністю їхнього стану. В основу заявленої корисної моделі поставлено задачу удосконалення гідравлічного випромінювача, узятого за прототип, для досягнення нового технічного результату при використанні корисної моделі, що складається в суттєвому підвищенні ККД гідравлічного випромінювача і якості емульсій і суспензій. Для досягнення цього технічного результату гідравлічний випромінювач, що містить робочу камеру з вхідним і вихідним трубопроводами, оснащений двома встановленими в робочій камері соплами кожне з частинами, одна з яких звужується, а друга розширюється, при цьому одне сопло встановлене в частині іншого сопла, яка звужується. Між відмітними ознаками заявленої корисної моделі й одержуваним технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок. Особливістю заявленого гідравлічного випромінювача є те, що він забезпечує одержання суттєво більш високого ККД і більш високодисперсних однорідних емульсій і суспензій з високою стабільністю їхнього стану. Для досягнення цього технічного результату необхідна наступна нова сукупність відмітних ознак: оснащення гідравлічного випромінювача двома встановленими в робочій камері соплами; виконання кожного сопла з частинами, одна з яких звужується, а друга розширюється; установка одного сопла в частині іншого сопла, яка звужується. Вилучення з зазначеної нової сукупності відмітних ознак хоча б однієї ознаки не забезпечує одержання нового технічного результату: одержання високого ККД гідравлічного випромінювача і високодисперсних однорідних емульсій і суспензій з високою стабільністю їхнього стану. Отже, зазначені відмітні ознаки є суттєвими, тому що кожна з них, окремо узята, необхідна, а всі, разом узяті, достатні для того, щоб відрізнити даний об'єкт корисної моделі від всіх інших об'єктів того ж призначення й одержати новий технічний результат при його використанні. На фіг.1 зображений загальний вид гідравлічного випромінювача; на фіг.2 - робоча камера (поздовжній розріз); на фіг.3 - розріз по А-А на фіг.2. Гідравлічний випромінювач містить робочу камеру 1 (фіг.1) із вхідним 2 і вихідним 3 трубопроводами. Робоча камера 1 містить корпус 4 і кришки 5 і 6. У корпусі 4 установлене сопло 7 з частиною 8, що звужується, і частиною 9, що розширюється. У частині 8 сопла 7 установлене сопло 10 з частиною 11, що звужується, і частиною 12, що розширюється. Сопло 10 установлене соосно із соплом 7 за допомогою ребер 13 (фіг.3). Гідравлічний випромінювач містить насос 14, що з'єднаний через муфту 15 із двигуном 16. Вхід насоса 14 з'єднаний із трубопроводом 17, патрубки 18 і 19 якого розміщені в баці 20, у якому поміщають компоненти для приготування емульсій і суспензій. Патрубок 18 призначений для усмоктування більш легкого компонента, а патрубок 19 - більш важкого. Вихід насоса 14 сполучений із вхідним трубопроводом 2. Вихідний трубопровід 3 через вентиль 21 і зливальний трубопровід 22 сполучений з баком 20, а через вентиль 23 і патрубок 24 - з баком 25. Гідравлічний випромінювач працює таким чином. У бак 20 поміщають компоненти для приготування емульсії чи суспензії, закривають вентиль 23. відкривають вентиль 21 і вмикають двигун 16, що пускає в хід насос 14. Насос 14 через патрубки 18 і 19 і трубопровід 17 усмоктує компоненти, які знаходяться в баці 20, і через вхідний трубопровід 2 подає їх у робочу камеру 1. При проходженні суміші компонентів через сопла 7 і 10 у ній одночасно збуджуються ультразвукові коливання з діапазоном частот від 10кГц до 100мГц. При цьому в суміші створюється знакоперемінний звуковий тиск, під впливом якого в ній виникають інтенсивні акустичні потоки, що мають вихровий характер. Це сприяє інтенсивному перемішуванню компонентів суміші. Одночасно з цим під дією ультразвукових коливань із широким частотним діапазоном у суміші виникає ультразвукова кавітація. При одночасному впливі ультразвукових коливань різних частот, що відрізняються друг від друга на кілька порядків, створюються сприятливі умови для взаємного впливу на суміш ультразвукової кавітації й інтенсивних акустичних потоків. Це сприяє інтенсивному диспергуванню компонентів суміші, сприяє одержанню високодисперсних емульсій і суспензій. Суміш, що пройшла через робочу камеру 1, через вихідний трубопровід 3, вентиль 21 і зливальний трубопровід 22 надходить у бак 20, з якого вона знову всмоктується насосом 14 і подається в робочу камеру 1. Відбувається циркуляція суміші через робочу камеру 1, що продовжується доти , поки не буде отримана емульсія чи суспензія необхідного ступеня диспергування. Після цього вентиль 21 закривають, відкривають вентиль 23 і приготовлену емульсію чи суспензію насосом 14 перекачують у бак 25. Після цього процес повторюють. Оскільки при багаторазовому прокачуванні суміші через робочу камеру 1 суміш інтенсивно нагрівається, гідравлічний випромінювач можна використовувати для нагрівання рідин, наприклад води для побутових і технічних потреб і для опалення приміщень. Оскільки ультразвук і ультразвукова кавітація убивають мікрофлору, що знаходиться в рідині, гідравлічний випромінювач можна використовувати для дезинфікування рідин і для пастеризації рідких харчових продуктів (пива, соків, молока і т.д.) Таким чином, завдяки тому що гідравлічний випромінювач, що містить робочу камеру з вхідним і вихідним трубопроводами, оснащений двома встановленими в робочій камері соплами кожне з частинами, одна з яких звужується, а друга розширюється, при цьому одне сопло встановлене в частині іншого сопла, яка звужується, у суміші, що проходить через робочу камеру, одночасно виникають ультразвукові коливання із широким діапазоном частот, що підвищує інтенсивність звуку, тобто щільність потоку звукової енергії, а це підвищує ККД гідравлічного випромінювача. Крім того, оскільки в суміші виникає ультразвукова кавітація й оскільки на суміш впливає одночасно ультразвукові коливання різних частот широкого діапазону, суміш піддається високому диспергуванню. Це дозволяє одержати високодисперсні емульсії і суспензії з високою стабільністю їхнього стану. Розроблено конструкторську документацію гідравлічного випромінювача, виготовлений і випробуваний дослідний зразок. Джерела інформації: 1. Агранат Б.А., Башкиров В.И., Китайгородский Ю.И., Хавский Н.Н., Ультразвуковая технология. Металлургия, 1974. 2. Авторське свідоцтво СРСР №1705616, МПК 5 F15B21/12; 5 В06В1/20, заявка від 12.12.88.