Гідродинамічний кавітатор

Гідродинамічний кавітатор, що містить корпус з камерою гальмування потоків рідини і каналом відведення підігрітої рідини, форсунки, установлені назустріч одна одній, який відрізняється тим, що він забезпечений вхідним патрубком, а канал відведення підігрітої рідини виконаний у вигляді вихідного патрубка, при цьому форсунки, які забезпечують обертово-поступальний рух рідини, виконані відцентровими або відцентровоструминними та установлені в камері гальмування потоків рідини з можливістю осьового переміщення, а камера гальмування потоків рідини закріплена на вихідному патрубку. (19) (21) u200912776 (22) 09.12.2009 (24) 25.02.2010 (46) 25.02.2010, Бюл.№ 4, 2010 р. (72) АКСЕНТЬЕВ ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ, АНДРЮЩЕНКО АНАТОЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ДУХАНІН ОЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ, КУЛЬШИК ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ (73) АКСЕНТЬЕВ ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ, АНДРЮЩЕНКО АНАТОЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ДУХАНІН ОЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ, КУЛЬШИК ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ 3 коливань з певною частотою. Окрім того, пластинчасті гідродинамічні випромінювачі виготовляються зі сталі і в зв'язку з вигинними коливаннями мають малий термін використання, а строк придатності неметалевої прокладки ще менший. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити удосконалений гідродинамічний кавітатор, в якому шляхом іншого конструктивного розміщення форсунок та виконання їх відцентровими або відцентрово-струминними забезпечити спрощення конструкції, а також підвищення надійності та ефективності. Поставлена задача вирішена конструкцією гідродинамічного кавітатора, що містить корпус з камерою гальмування потоків рідини і каналом відведення підігрітої рідини, форсунки, установлені назустріч одна одній, тим, що він забезпечений вхідним патрубком, а канал відведення підігрітої рідини виконаний у вигляді вихідного патрубка, при цьому форсунки, які забезпечують обертово-поступальний рух рідини, виконані відцентровими або відцентровоструминними та установлені в камері гальмування потоків рідини з можливістю осьового переміщення, а камера гальмування потоків рідини закріплена на вихідному патрубку. Новим у корисній моделі, що заявляється, є те, що: 1) форсунки установлені в камері гальмування потоків рідини з можливістю осьового переміщення; 2) форсунки виконані відцентровими або відцентрово-струминними; 3) канал відведення підігрітої рідини виконаний у вигляді вихідного патрубка; 4) камера гальмування потоків рідини закріплена на вихідному патрубку; 5) кавітатор забезпечений вхідним патрубком. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю заявлених ознак і досягненням технічного результату можна пояснити наступним. По-перше, виконання форсунок відцентровими або відцентрово-струминними дозволило виключити контакт парогазової фази (яка утворюється по осі форсунок внаслідок розрідження) з внутрішньою поверхнею форсунок. Така конструкція призводить до того, що між внутрішньою поверхнею форсунок і парогазовою фазою утворюється рідинний прошарок, який не містить парогазової фази. Це виключає кавітаційне руйнування внутрішніх стінок форсунок і підвищує ефективність роботи кавітатора. По-друге, таке конструктивне рішення змінює процес гальмування потоків. Закручений парорідинний потік, який витікає з великою швидкістю, умовно з правої форсунки, зустрічає на своєму шляху протилежно закручений потік, який витікає з умовно лівої форсунки. У вузькій зоні взаємодії двох потоків відбувається інтенсивна гідродинамічна кавітація, яка супроводжується акустичними (ультразвуковими) коливаннями. 48002 4 Окрім того, в зоні взаємодії потоків з високим вмістом парогазової фази відбувається стрибок тиску, пов'язаний з переходом надзвукового плину паро-рідинної суміші в дозвуковий плин рідини. Завдяки тому, що потоки, які стикаються, обертаються в різні сторони, удар не припадає на внутрішню поверхню камери гальмування, що також сприяє захисту її від кавітаційного руйнування. Завдяки тому, що форсунки установлені з можливістю осьового переміщення, є можливість змінювати відстань між ними і тим самим змінювати частоту генерованих коливань в залежності від мети обробки рідини. У кожної рідини своя частота власних коливань молекул, що дає можливість впливати резонансною частотою на будь-який компонент рідинної суміші, послаблюючи і руйнуючи міжмолекулярні зв'язки. Зміною параметрів обробки в заявленому гідродинамічному кавітаторі досягається зміна фізико-технічних властивостей вихідного середовища. Таким чином, в заявленому пристрої кавітаційно-акустична дія на потік рідини досягається шляхом перетворення потенційної енергії рідини в кінетичну енергію обертальнопоступального руху з подальшим ударним гальмуванням в зоні взаємодії зустрічних потоків з протилежно направленими швидкостями обертання. На кресленні зображений гідродинамічний кавітатор, що заявляється. Гідродинамічний кавітатор містить корпус 1, забезпечений вхідним 2 і вихідним 3 патрубками. Всередині корпусу 1 розміщена камера гальмування потоків рідини 4, яка жорстко закріплена на вихідному патрубку 3. В камері гальмування потоків рідини 4 установлені форсунки 5. Для забезпечення обертово-поступального руху рідини форсунки 5 установлені співвісно назустріч одна одній з можливістю осьового переміщення. Форсунки 5 виконані відцентровими або відцентровоструминними. В заявленому кавітаторі цей принцип реалізовано завдяки тому, що кожна форсунка 5 забезпечена тангенційними впускними вікнами 6. Гідродинамічний кавітатор працює наступним чином. Вхідна рідина подається насосом (на кресленні насос не показано) у вхідний патрубок 2, а далі надходить у форсунки 5 через впускні вікна 6. Всередині кожної форсунки 5 рідинний потік набуває обертально-поступального руху. Внаслідок радіального градієнту тиску, який утворюється по осі потоку, формується парогазова фаза. Далі зустрічно направлені і протилежно закручені потоки рідини, що обертаються з великою швидкістю, зустрічаються в камері гальмування потоків рідини 4 і зіштовхуються, що призводить до їх різкого взаємного гальмування і, як наслідок, до підвищення статичного тиску середовища і до зплескування парогазової фази. Внаслідок цього, відбувається підвищення температури рідинного середовища. Підігріта рідина видаляється з кавітатора через вихідний патрубок 3. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 48002 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