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 дезінфікування рідин і для пастеризації рідких харчови х 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 зі щілиновидним отвором. Вібратор являє собою плоску пластину зі скошеними краями. Частотний діапазон цього гідравлічного випромінювача складає 0,5...15 кГц. 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 усунені в гідравлічному випромінювачі /2/, що є найбільш близьким аналогом заявленої корисної моделі і містить наступні суттєві ознаки, подібні до суттєви х ознак 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 тр убопроводі. 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 часто ту коливань і більш широкий частотний діапазон. Однак недоліком цього гідравлічного випромінювача є відносна складність конструкції, недостатньо висока частота коливань і 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 яких має частину, що звужується, і частину, що розширюється, які сполучені між собою циліндричною порожниною, при цьому одне сопло встановлене в циліндричній порожнині другого сопла. Між відмітними ознаками заявленої корисної моделі й одержуваним технічним результатом існує причиннонаслідковий 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 сук упність відмітних ознак: оснащення гідравлічного випромінювача двома встановленими в робочій камері соплами; виконання кожного сопла з частиною, що звужується, і частиною, що розширюється, які сполучені між собою циліндричною порожниною; установка одного сопла в циліндричній частині другого сопла. 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 інших об'єктів того ж призначення й одержати новий технічний результат при його використанні. На фіг. 1 зображений загальний вигляд 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, яке конструктивно виконане з двох елементів 8 і 9. Сопло 7 має частину 10, що звужується, і частину 11, що розширюється, які сполучені між собою циліндричною порожниною 12. В циліндричній порожнині 12 сопла 7 установлене сопло 13, яке має частину 14, що звужується, і частину 15, що розширюється, які сполучені між собою циліндричною порожниною 16. Сопло 13 установлене співвісно із соплом 7 за допомогою ребер 17 (фіг. 3). Гідравлічний випромінювач містить насос 18, який з'єднаний через муфту 19 із двигуном 20. Вхід насоса 18 з'єднаний із трубопроводом 21, патрубки 22 і 23 якого розміщені в баці 24, у якому поміщають компоненти для приготування емульсій і суспензій. Патрубок 22 призначений для усмоктування більш легкого компонента, а патрубок 23 - більш важкого. Вхід насоса 18 сполучений із вхідним трубопроводом 2. Вихідний трубопровід 3 через вентиль 25 і зливальний трубопровід 26 сполучений з баком 24, а через вентиль 27 і патрубок 28-з баком 29. Гідравлічний випромінювач працює таким чином. У бак 24 поміщають компоненти для приготування емульсії чи суспензії, закривають вентиль 27, відкривають вентиль 25 і вмикають двигун 20, що п ускає в хід насос 18. Насос 18 через патрубки 22 і 23 і трубопровід 21 усмоктує компоненти, які знаходяться в баці 24, і через вхідний трубопровід 2 подає їх у робочу камеру 1. При проходженні суміші компонентів через сопла 7 і 13 у ній одночасно збуджуються ультразвукові коливання з діапазоном частот від 8 кГц до 90 мГц. 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 одна від одної на кілька порядків, створюються сприятливі умови для взаємного впливу на суміш ультразвукової кавітації й інтенсивних акустичних потоків. Це сприяє інтенсивному диспергуванню компонентів суміші, що сприяє одержанню високодисперсних емульсій і суспензій. Суміш, що пройшла через робочу камеру 1, через вихідний трубопровід 3, вентиль 25 і зливальний трубопровід 26 надходить у бак 24, з якого вона знову всмоктується насосом 18 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 25 закривають, відкривають вентиль 27 і приготовлену емульсію чи суспензію насосом 18 перекачують у бак 29. 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 дезінфікування рідин і для пастеризації рідких харчови х 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 яких має частину, що звужується, і частину, що розширюється, які сполучені між собою циліндричною порожниною, при цьому одне сопло встановлене в циліндричній порожнині другого сопла, 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 впливають 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 БА., Башкиров В.И., Ки тайгородский Ю.И., Хавский Н.Н., Ультразвуковая технология. Металлургия, 1974. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 1705616, МПК 5F15B21/12; 5В06В1/20, заявка від 12.12.88.