Кавітатор повного перерізу потоку

Кавітатор повного перерізу потоку, до складу якого входять щонайменше два рівношвидкісних сопла, кожне з яких має конфузор і дифузор, що сполучені циліндричною порожниною, причому у соплі найбільшого діаметра розміщені принаймні два сопла, серед яких кожне сопло більшого діаметра має меншу довжину, ніж кожне із сопел ме C2 2 (19) 1 3 твірних конфузора та дифузора до загальної осі у кожного сопла більшої довжини менші, ніж аналогічні кути нахилу твірних конфузора та дифузора у сопел меншої довжини. Така будова дає можливість досягати відносно рівних швидкостей, в тому числі і таких, при яких виникає кавітація робочої рідини, по більшій частині площі перетину її потоку. Тим не менше, недоліком відомого рівношвидкісного сопла є те, що його будова не може забезпечити виникнення кавітації рідини одночасно по всій площі повного перетину її потоку, бо сам процес вирівнювання швидкостей елементарних об'ємів реального робочого середовища грунтується на обов'язковій наявності нерухомих його шарів і шарів, у яких швидкість менша за ту, при якій тиск може знизитися до тиску насиченого пару робочої рідини. В основі передбачуваного винаходу стоїть задача розробки кавітатора повного перетину потоку, у якому перехід рідини у газоподібний стан гарантовано відбувався би одночасно по всій площі поперечного перетину потоку робочого середовища. Поставлена задача досягається тим, що кавітатор повного перетину потоку, до складу якого входять, щонайменше два рівношвидкісних сопла, кожне з яких має конфузор і дифузор, що сполучені циліндричною порожниною, причому, у соплі найбільшого діаметра розміщені принаймі два сопла, серед яких кожне сопло більшого діаметра має меншу довжину, ніж кожне із сопел меншого від нього діаметра, а кути нахилу твірних конфузора та дифузора до їх загальної осі кожного сопла більшої довжини менші, ніж кути нахилу твірних конфузора та дифузора до їх загальної осі у сопел меншої довжини, має ротор, вісь обертання якого перпендикулярна вісям симетрії, розміщених в ньому рівношвидкісних сопел, що знаходяться на різній відстані від осі обертання ротора. Крім того, в роторі виготовлені такі конструктивні елементи; канал для підводу рідини, який співвісний з віссю обертання ротора, сполучений одним кінцем з атмосферою і знаходиться вище від рівношвидкісних сопел, які розташовано на меншій відстані від осі обертання ротора, що сполучається з ними; циліндричний виріз для сполучення порожнин сопел, які розташовано на меншій відстані від осі обертання ротора з порожнинами сопел, які розташовано на більшій відстані від осі обертання ротора; вихідні канали, які сполучають порожнину сопел, що знаходяться на більшій "відстані від осі обертання ротора, з атмосферою. Причому, канал для підводу рідини і кожний з вихідних каналів мають коліна, в яких його напрямок змінюється з такого, при якому відстань до осі обертання ротора збільшується, на протилежний. Така будова кавітатора повного перетину потоку забезпечує, при визначеній кутовій швидкості обертання його ротора, перевід робочої рідини в газоподібний стан за рахунок зниження тиску до гиску насиченого пару під дією відцентрових сил по повному перетину її потоку в порожнині вирізу для сполучення сопел. Отже, зазначені ознаки кавітатора повного перетину потоку є суттєвими, тому що кожна з них є 89981 4 необхідною, а їх сукупність - достатньою для того, щоб відрізнити об'єкт винаходу від інших об'єктів аналогічного призначення і одержати новий технічний результат при його використанні. Суть винаходу пояснюється Фіг. 1. На Фіг.1 представлено розріз кавітатора повного перетину потоку по осі обертання його ротора. Зображений на Фіг. 1 кавітатор повного перетину потоку має виконання з найменшим можливим числом сопел. Кавітатор повного перетину потоку має таку будову. Ротор 1 закріплений на деталях або вузлах, які забезпечують його вільне обертання навколо спрямованої вертикально осі симетрії і сполучений з деталями або вузлами, які забезпечують передачу на нього крутного моменту від джерела обертання. Можливе використання будь-яких пристосованих для цього деталей відомих конструкцій, наприклад підшипників котіння з муфтою, подвійного шарніра Гука або інших деталей та вузлів канонічних конструкцій. Конструкції закріпленяя ротора 1 та передачі на нього крутного моменту не являють собою елементи пропонуємого вінаходу і тому на Фіг. 1 не відображені для спрощення візуального сприйняття Фіг. 1. В роторі 1 виготовлений вхідний канал 2, який сполучає атмосферу з тим соплом 3, яке знаходиться на меншій відстані від осі обертання ротора 1. Вхідний канал 2 має коліно 4 в точці найбільшого віддалення від осі обертання ротора 1, в якому спрямування вхідного каналу 2 змінюється на протилежне. Конфузоф 5, дифузор 6 та циліндрична порожнина 7 між конфузором 5 і дифузорам 6 кожного із сопел найбільшого діаметру 8, що входять до складу кожного із сопел 3, є конструктивними елементами тіла ротора 1. З соплом 8 коаксіально розташовані кілька сопел 9, кожне з яких має в своєму складі конфузор 10, дифузор 11 та циліндричну порожнину 12. Сопла 9 мають різну довжину, в зілежності від діаметра своєї циліндричної порожнини 12. Сопло 9 з меншим діаметром своєї циліндричної порожнини 12 має більшу довжину, ніж сопло 9 з більшим діаметром своєї цилиндричної порожнини 12, але сопло найбільшого діаметра 8 переважає своєю довжиною кожне із сопел 9. Кути нахилу утворюючих конфузорів 10 та дифузорів 11 сопел 9 до вісі сопла 3 різняться між собою. Сопла 9 більшої довжини мають у своєму складі конфузори 10 та дифузори 11 з меншими кутами нахилу своїх утворюючих до вісі сопла З, ніж сопла 9 меншої довжини. Порожнина дифузора 6, який належить соплу З, що розташовується ближче до вісі обертання ротора 1, сполучається з порожниною конфузора 5, який належить соплу 3, що розташовується на більшій відстані до вісі обертання ротора 1, циліндричним вирізом 13. Дифузор 6, який належить соплу 3, що розташовується на більшій відстані від вісі обертання ротора 1, сполучається через вихідний канал 14 з атмосферою. Канал 14 містить в собі колімо 15, яке розташовано в найбільш віддаленій вод осі обертання ротора 1 точці канала 14. На Фіг. 1. заштриховані місця знаходження рідини в порожнинах ротора 1 під час його обертан 5 89981 ня при відсутності надходження в ротор 1 через вхідний канал 2 робочого середовища. Крім того позначені: літерою r - відстань від рівня рідини в коліні 4 до осі обертання ротора 1, літерою R відстань від рівня рідини в коліні 15 до осі обертання ротора 1 під час обертання ротора 1 без поповнення його робочим середовищем. Кавітатор повного перетину потоку працює таким чином. Перед запуском в роботу всі порожнини ротора 1 через вхідний канал 2 заповнюються рідиною. Після того, як ротор 1 почне обертатися навколо своєї осі з відповідною кутовою швидкістю, рідина із порожнин ротора 1 розпочне під дією відцентрових сил видалятися чарез канал 14 до тих пір, поки не залишиться лише в двох відокремлених одне від одного місцях - коліні 4 на відстані г до осі обертання ротора 1 і коліні 15 на відстані R від осі обертання ротора 1. За рахунок падіння тиску від дії на рідину відцентрових сил, порожнини ротора між рідиною, яка знаходиться в коліні 4 та рідиною, яка знаходиться в коліні 15, невідпорно заповняться лише парами робочої рідини. Після того, як в ротор 1 через вхідний канал 2 розпочне надходити Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 робоча рідина, то виникне і потік робочої рідини (вірніше - робочого середовища, бо в потоці окрім рідини будуть присутні і об'єми, які заповняться її паром) через с0пло 3, яке розташоване на меншій відстані до осі обертання ротора 1. Після подолання сопла 3, що знаходиться на меншій відстані до осі обертання розора 1, кожен елементарний об'єм робочої рідини може перебувати виключно в газоподібному стані до того становища, доки він не досягне рівня рідини в коліні 15, який знаходиться на відстані R до вісі обертання ротора 1. В момент досягання кожним елементарним об'ємом випареної рідини відстані від осі обертання ротора 1 рівній R, відбувається його конденсація, яка призводить до видалення робочої рідини з ротора 1 через канал 14 до місця її споживання (конструкція місця споживання або збирання робочої рідини на Фіг.1 не зображена для спрощення). Джерела інформації: 1. Политехнический словарь. Москва. Советская энциклопедия, 1989. 2. Україна. Патент на винахід 74110. Рівношвидкісне сопло. 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