Пристрій для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці
Номер патенту: 47865
Опубліковано: 25.02.2010
Автори: Берник Ірина Миколаївна, Мовчанюк Андрій Валерійович, Луговський Олександр Федорович
Формула / Реферат
1. Пристрій для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці, який включає кавітаційно- та корозійностійку трубу, на зовнішній твірній поверхні якої в пучностях згинної хвилі деформації встановлені ультразвукові випромінювачі, який відрізняється тим, що всередині труби коаксіально встановлена додаткова труба з корозійно- та кавітаційностійкого матеріалу, яка під'єднана до атмосфери, причому радіальний зазор між внутрішньою поверхнею труби і зовнішньою поверхнею додаткової труби дорівнює половині довжини хвилі деформації в рідині, що перекачується.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у додатковій трубі герметично від потоку рідини розміщено електричний нагрівальний елемент.
3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додаткова труба під'єднана до парогенератора.
Текст
1. Пристрій для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці, який включає кавітаційно- та корозійностійку трубу, на зовнішній твірній поверхні якої в пучностях згинної хвилі деформації встановлені ульт 3 Недоліками ультразвукового хімічного реактора є мала продуктивність, що зумовлено обмеженою площею випромінюючої поверхні робочого інструменту та коливаннями звукопрозорої мембрани, яка зменшує інтенсивність ультразвукових коливань. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для ультразвукової обробки рідин у потоці (патент України № 55279 МПК CO2F/36, СО2 F1/48, A61L2/02, Пристрій для ультразвукової обробки рідини в протоці, 2003), що містить трубу для рідини, яка затиснута із боків через прокладки з дугоподібними впадинами ультразвуковими випромінювачами, електрично зв'язаними із виходом генератора, які в свою чергу контактують через сухарі з болтами, що впираються в систему притиску. Але і цей пристрій має недоліки, зокрема не забезпечує необхідну інтенсивність ультразвукових коливань рівномірно по всьому об'єму у в'язких середовищах або в неоднорідних системах з наявною дисперсною фазою. В основу корисної моделі покладено завдання підвищення продуктивності процесу за умови забезпечення необхідної високої інтенсивності та рівномірної ультразвукової обробки технологічного середовища у тонкому шарі. Поставлена задача досягається тим, що пристрій для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці включає кавітаційно та корозійно стійку трубу на зовнішній твірній поверхні якої в пучностях згинної хвилі деформації встановленні ультразвукові випромінювачі, який відрізняється тим, що всередині труби каоксіально встановлена додаткова труба з корозійно та кавітаційно стійкого матеріалу, яка під'єднана до атмосфери, причому радіальний зазор між внутрішньою поверхнею труби і зовнішньою поверхнею додаткової труби дорівнює половині довжини хвилі деформації в рідині, що перекачується. У додатковій трубі герметично від потоку рідини може бути розміщено електричний нагрівальний елемент або вона може бути під'єднана до парогенератора для інтенсифікації технологічного процесу чи забезпечення необхідного температурного поля, що визначається технологічними параметрами обробки. Таким чином, викладені конструктивні рішення приводять до створення пристрою, що забезпечує рівномірну обробку всього об'єму рідини в тонкому шарі з розвиненою кавітацією між випромінювачами та камерою і високим рівнем інтенсивності ультразвуку. На фіг. 1 зображена схема пристрою для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці, фіг. 2 представляє конструкцію пристрою вид по осі труби. Пристрій складається з циліндричної проточної камери у вигляді кавітаційно та корозійно стійкої труби 1. Всередині труби 1 47865 4 каоксіально встановлена додаткова труба 2 з корозійно та кавітаційно стійкого матеріалу, яка під'єднана до атмосфери. Радіальний зазор між внутрішньою поверхнею труби 1 і зовнішньою поверхнею додаткової труби 2 дорівнює половині довжини хвилі деформації в рідині, що перекачується. Вздовж труби розміщується декілька секцій з ультразвуковими випромінювачами, що дає можливість забезпечити необхідну потужність кавітатора. При встановленні декількох груп ультразвукових випромінювачів, необхідно враховувати довжину хвилі пружних радіально-згинальних коливань. Труба має на торцях фланці, за допомогою яких апарат встановлюється в технологічну магістраль. Підведення акустичної енергії до труби 1 здійснюється за допомогою ультразвукових випромінювачів 3, які щільно притискаються до її зовнішньої твірної поверхні. У такому випадку не порушується герметичність труби та досягається легкість в обслуговуванні і ремонті кавітаційного апарату. Ультразвукові випромінювачі 3 розміщенні в пучностях згинної хвилі деформації. Джерелом ультразвукових коливань є складені п'єзоелектричні перетворювачі, зібрані з двох встановлених механічно послідовно та підключених до генератора електричних коливань електрично паралельно п'єзокілець 5. Необхідне значення резонансної частоти коливань п'єзоелектричного перетворювача досягається вибором акустичних розмірів та властивостей матеріалу демпфера 6 та трансформатора швидкості 4. При застосуванні парної кількості випромінювачів, причому, коли їх кількість більше двох, сусідні з них повинні працювати протифазно. Рівень акустичної енергії визначається інтенсивністю ультразвукових коливань, розмірів випромінювачів та проточної камери. Принцип роботи пристрою наступний. Підготовлена рідина поступає у простір між зовнішнім 1 та внутрішнім 2 циліндрами. Подача високочастотної напруги спричиняє збудження механічних коливань у випромінювачах 3, які передають енергію ультразвукових коливань трубі 1. В останній збуджуються резонансні радіальнозгині та поздовжньо-згині коливання, які спричиняють виникнення в об'ємі рідини між стінками проточної камери та поверхнею випромінювача рівномірно розвиненої кавітації необхідної інтенсивності. У залежності від вимог технологічного процесу можливо конструктивно (зміна кількості ультразвукових перетворювачів) та регулюванням (зміна швидкості потоку рідини) впливати на величину ультразвукової обробки та інтенсивність ультразвукових коливань, а як, наслідок, підбирати оптимальні режими технологічної обробки технологічного середовища та змінювати продуктивність. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 47865 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for ultrasonic cavitation treatment of liquid mediums in thin layer in stream
Автори англійськоюLuhovskyi Oleksandr Fedorovych, Movchaniuk Andrii Valeriiovych, Bernyk Iryna Mykolaiivna
Назва патенту російськоюУстройство для ультразвуковой кавитационной обработки жидкостных сред в тонком слое в потоке
Автори російськоюЛуговской Александр Федорович, Мовчанюк Андрей Валерьевич, Берник Ирина Николаевна
МПК / Мітки
МПК: C02F 1/36, C02F 1/48, A61L 2/02
Мітки: потоці, тонкому, пристрій, рідинних, середовищ, кавітаційної, обробки, шарі, ультразвукової
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-47865-pristrijj-dlya-ultrazvukovo-kavitacijjno-obrobki-ridinnikh-seredovishh-u-tonkomu-shari-v-potoci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для ультразвукової кавітаційної обробки рідинних середовищ у тонкому шарі в потоці</a>
Попередній патент: Анкерне кріплення підошви гірничих виробок, обладнаних рейковою колією
Наступний патент: Спосіб вилучення пектину з пектиновмісної сировини
Випадковий патент: Очисник головок коренеплодів