Роторно-імпульсний апарат

Роторно-імпульсний апарат, що містить корпус з патрубками входу та виходу середовища, коаксіально розташовані в ньому ротор і статор з каналами в бокових стінках, камеру озвучування, привід та насадок у вигляді трубки Вентурі, який відрізняється тим, що звужена частина трубки Вентурі виконана у вигляді суцільного циліндра, при цьому відношення діаметра вихідного перерізу трубки Вентурі до діаметра її звуженої частини дорівнює 3,8-4,5, кут розкриття її дифузорної частини дорівнює 15°-30°, а на нагнітальному трубопроводі перед трубкою Вентурі та на вихідному патрубку встановлені регулювальні дроселі. (19) (21) a201001253 (22) 08.02.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) ВИНОГРАДОВ БОРИС ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) SU 716629; 25.02.1980 SU 1033169 A; 07.08.1981 SU 1768269 A1; 15.10.1992 RU 2287360 C2; 27.04.2006 UA 200712451; 12.05.2009 UA 81479 C2; 10.01.2008 US 6386751 B1; 14.05.2002 3 Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною суттю та ефектом, що досягається, є пристрій для фізико-хімічної обробки рідинного середовища, що містить корпус з патрубками входу та виходу середовища, коаксіально розташовані в ньому ротор і статор з каналами в бокових стінках, камеру озвучування, привід, додатковий патрубок і у вхідному патрубку насадок у вигляді трубки Вентурі з отворами, рівномірно розташованими на боковій поверхні її звуженої частини для подачі вільного газу в рідину або його відбору, при цьому додатковий патрубок сполучений з компресором [Пат. РФ № 2287360. МПК B01 F 7/00. Устройство для физикохимической обработки жидкой среды / Червяков В.М, Юдаев В.Ф., Биглер В.И. и др. №2004133696/15; заявл. 18.11.2004; опубл. 20.11.06, Бюл. № 23) (прототип]. До недоліків прототипу слід віднести недостатньо високу інтенсивність роботи, що обумовлено тим, що наявність отворів у звуженій частині трубки Вентурі перетворює її у струменевий апарат, який не дозволяє створювати додаткові імпульси тиску і підвищувати інтенсифікацію процесу, а призводить тільки до додаткових енерговитрат. В основу винаходу поставлена задача розробки удосконаленого роторно-імпульсного апарата з більш інтенсивною дією на середовище, що обробляється, шляхом створення кавітаційних автоколивань тиску на вході. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому роторно-імпульсному апараті, що містить корпус з патрубками входу та виходу середовища, коаксіально розташовані в ньому ротор і статор з каналами в бокових стінках, камеру озвучування, привід та насадок у вигляді трубки Вентурі, відповідно до винаходу, звужена частина трубки Вентурі виконана у вигляді суцільного циліндра, при цьому відношення діаметра вихідного перерізу трубки Вентурі до діаметра її звуженої частини дорівнює 3,8-4,5, кут розкриття її дифузорної частини дорівнює 15°-30°, а на нагнітальному трубопроводі, перед трубкою Вентурі та на вихідному патрубку установлені регулювальні дроселі. Роторно-імпульсний апарат (креслення) містить корпус 1 з патрубком входу 2 і виходу 3 рідини, ротор 4 та статор 5 з каналами, робочу камеру 6, насадок 7 у вигляді трубки Вентурі, напірний 94834 4 трубопровід 8, регулювальні дроселі 9 на нагнітальному трубопроводі 6 та 10 на вихідному патрубку 3. Працює роторно-імпульсний апарат таким чином. Середовище, що обробляється, подається високонапірним насосом (на фіг. не показаний) до трубки Вентурі 7. При цьому в трубці Вентурі відбувається періодичне утворення, зріст до максимальних розмірів та відрив кавітаційних каверн, а потім їх схлопування в потоці рідини. В результаті в потоці рідини у вхідному патрубку 2 і в роторі 4 виникають періодичні автоколивання тиску, величина розмаху тиску яких перевищує тиск на вході до трубки Вентурі. Експериментально установлено, що максимальна величина імпульсів тиску буде у випадку, коли відношення діаметра вихідного перерізу трубки Вентурі до діаметра її звуженої частини лежить в межах 3,8-4,5, а кут розкриття її дифузорної частини дорівнює 15°-30° [Манько І.К. Автоколивання, викликані кавітацією у місцевих гідравлічних опорах, та їх застосування у техніці. Автореферат дис. на здобуття наук. ступ. канд. техн. наук. К.: 1996. 23 с.] Кавітаційний режим безпосередньо приводить до диспергування середовища на вході до роторно-імпульсного апарата, а підвищення тиску в роторі інтенсифікує процеси в роторно-імпульсному апараті. Окрім того, при збігу частоти коливань, що виникають в каналах статора і ротора з частотою, що генерує трубка Вентурі, буде спостерігатися явище резонансу. Регулювання роботи роторно-імпульсного апарата здійснюється за допомогою регулюючих дроселів 9 і 10. В результаті, засіб створення додаткових пульсацій за рахунок установлення на вхідному патрубку 2 місцевого опору у вигляді трубки Вентурі 7 є джерелом додаткових пульсацій в рідині, підвищує інтенсивність кавітації та прискорює процеси диспергування середовища, що обробляється. Таким чином, роторно-імпульсний апарат дозволяє підвищити ступінь диспергування, а також продуктивність процесу і може бути використаний при диспергуванні різних середовищ, наприклад, при подрібненні твердих залишків продуктів піролізу зношених шин з метою повторного використання їх як технічного вуглецю. 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 94834 6 Підписне Тираж 24 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