Кавітаційний насадок

1. Кавітаційний насадок, що містить проточний канал із профілем, утвореним співвісно розташованими і послідовно з'єднаними один з одним конфузорами, циліндричною камерою і дифузором, який відрізняється тим, що він містить трикамерну ділянку, розташовану між конфузором і дифузором, при цьому камера з меншим діаметром розташована між двома камерами з великими діаметрами. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що діаметр вихідного отвору конфузора не більший від діаметра другої циліндричної камери, діаметр Корисна модель відноситься до області захисту підвідних поверхонь корпусів судів, що знаходяться на плаву, зокрема до пристроїв для підвідного гідродинамічного очищення поверхонь корпусів судів, а також гідротехнічних споруджень від біологічного обростання. Відомий спосіб очищення поверхонь, у тому числі підвідних поверхонь корпусів судів і пристрій для його здійснення. [Патент РСТ (WO) №93/11996, кл. В63В59/10,3/22, 24.06.93]. При реалізації цього способу на поверхню, що очищається, впливають фокусованим акустичним випромінюванням, що викликає кавітацію рідин у фокусній крапці. Пристрій для здійснення даного способу виконано у вигляді гідроакустичної АНтени. Недоліком зазначених способу і пристрою є низька продуктивність робіт через відсутність механізму виносу забруднення з зони очищення. Сучасні системи очищення часто використовують рідкий струмінь для видалення іржі, чи осаду покрить з поверхні, що очищається. Як правило, ці поверхні очищаються за допомогою вхідного отвору дифузора не більший від діаметра другої циліндричної камери, діаметр першої циліндричної камери більший від діаметра другої циліндричної камери, довжина першої циліндричної камери не менша 0,2 діаметра другої циліндричної камери, довжина другої циліндричної камери не менша від половини її діаметра, довжина третьої циліндричної камери не менша від 0,2 діаметра другої циліндричної камери, довжина дифузора не менша від половини діаметра другої циліндричної камери, діаметр третьої циліндричної камери не менший від подвоєного діаметра другої циліндричної камери, кут дифузора більший від нуля градусів, діаметр першої циліндричної камери більший від діаметра другої циліндричної камери. 3. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що містить корпус з отворами для подачі води, кавітаційне сопло і камеру, при цьому кавітаційне сопло являє собою дійсний винахід по першому пункту формули. рідин, що несуть абразивні речовини, такі як пісок, особливо, коли бажано очистити кородировну чи металеву поверхню з покриттям до чистого металу. У багатьох прототипах використання piдини без абразиву не дозволить ефективно очистити поверхню. Відоме використання кавітації для збільшення здатності рідкого струменя, що чистить. Власне кажучи, принцип кавітації використовує зниження тиску рідини до рівня нижче тиску її пару. Як тільки тиск рідини падає нижче рівня тиску її пара, у струмені утворяться пухирці рідини, що випарилися. Як тільки струмінь контактує з поверхнею, що очищається, ці пухирці схлапуються і виділяють могутню механічну енергію, що використовується для видалення іржі, чи осаду інших покрить. Іржа, чи осад, інше покриття віддаляються через те, що коли пухирці схлапуються, рідина, у якій ці пухирці схлапуються, піддана могутнім енергіям, так що рідина здатна видаляти частки з поверхні, оброблюваної цими пухирцями. LO CV СО Ю р С 5Г ^ 5325 Відома насадка для підвідного гідродинамічного очищення корпусів судів, що містить проточний канал із профілем, утвореним соосно розташованими і послідовно сполученими один з одним вхідним конфузором, циліндричною камерою і вихідною частиною. [Патент Російської Федерації №2123957, кл. В63В59/08, В08ВЗ/02, опубл. 27.12.98, Бюл. №36]. Не до л і ком її є недостатнє забезпечення утворення кавітаційних пухирців і підвищене енергоспоживання. Задачею корисної моделі є створення насадка для підвідного гідродинамічного очищення корпусів судів, який би забезпечував технічний результат, зв'язаний з підвищенням ефективності підвідного очищення корпусів судів за рахунок утворення максимальної кількості кавітациійних пухирців, зменшення енергоємності за рахунок зменшення місцевих утрат, підвищення продуктивності очисних робіт. Зазначена задача в пропонованому пристрої для підвідного гідродинамічного очищення корпусів судів зважується за рахунок того, що в насадку, що містить проточний канал із профілем, утвореним соосно розташованими і послідовно сполученими один з одним конфузором, циліндричною камерою і дифузором, додатково між конфузором і дифузором розміщені ще дві циліндричних камери різного діаметра, причому камера з меншим діаметром розташована між двох камер з великими діаметрами. Загальна продуктивність кавітаційного насадка дійсного винаходу зв'язана зі співвідношеннями між параметрами конфузора, циліндричних камер і дифузора. Креслення 2 ілюструє ці співвідношення в такий спосіб: di0,2d L>0,5d b>0,2d k>0,5d D>d 0>O, де: d - діаметр другої циліндричної камери di - діаметр вихідної частини конфузора d2 - діаметр першої циліндричної камери h - довжина першої циліндричної камери L - довжина другої циліндричної камери В - довжина третьої циліндричної камери К - довжина дифузора D - діаметр вхідного отвору дифузора Di - діаметр третьої циліндричної камери 0 - кут дифузора Кавитаційний насадок також може бути виконаний в окремому випадку для використання при очищенні поверхонь на повітрі. Насадок для очищення поверхонь кавитаційним струменем на повітрі містить корпус з отворами для подачі води, кавитаційне сопло і камеру, при цьому кавитаційне сопло являє собою кавітаційний насадок, що заявляється у цьому винаході. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками винаходу і технічним результатом, імовірно, та такий. Однієї з причин утрати напору є обтікання кута на виході з вхідного конфузора. Камера на вході дозволяє збільшити статичний тиск за рахунок збільшення діаметра перетину струменя, ідуть пульсації. Величина місцевих утрат напору прямопропорційна розміру коловоротніх зон. На підтримку плинів у коловоротніх зонах витрачається напір (енергія). В області відривних плинів (у коловоротніх зонах) виникають великомасштабні пульсації, що поступово переходять у пульсації більш дрібного масштабу, що викликають дисипацію енергії з виділенням тепла. Для зниження втрат енергії при переході від конфузора до середньої циліндричної камери встановлена циліндрична камера більшого діаметра, що сприяє повному заповненню потоком рідини вхідного отвору другої циліндричної камери, що, у свою чергу, приводить до усунення в ньому ділянок завихрення. Конструкція пристрою графічно представлена на: Фіг. 1, де: 1-конфузор, 2, 3, 4- циліндричні камери 5 - дифузор Фіг.2 і Фіг.З. Конструкція насадки при використанні її на повітрі. 6 - корпус насадка 7 - отвори для подачі води 8 - камера 9 - щілина 10 - поверхня, що очищається 11- кавітіруючий струмінь 12- струмінь водяної завіси 13 - кавітаційне сопло Пристрій працює в такий спосіб. Креслення 1 показує вид збоку в розрізі кавітаційного насадка відповідно до дійсного винаходу. Кавітаційний насадок має впускну камеру конфузор 1, що з'єднаний з першою циліндричною частиною 2, другою циліндричною частиною З і третьою циліндричною камерою 4, що переходить у соосно розташований дифузор 5, при цьому камера 3 має діаметр менший, чим камери 2 і 4. Під час роботи насадок міститься в рідину, таку як вода. Рідина входить у впускну камеру конфузор 1 і прискорюється в циліндричній частині 3 з діаметром d, при цьому зменшується гідростатичний тиск струменя рідини через швидкість струменя, що збільшився, при проходженні через отвір циліндричної частини 3 і різниці між внутрішнім тиском рідинного струменя і зовнішнім тиском рідини. Ця різниця в тиску приводить до утворення пухирців у потоці, що рухаються разом з потоком рідини з другої циліндричної частини З через третю циліндричну частину 4 і дифузор 5. У циліндричній частині 4 збільшується кількість кавітаційних пухирців, потім вони проходять через дифузор 5, Надходячи в зону гідростатичного тиску, що збільшився, кавітаційні пухирці стискуються доти, поки сили поверхневого натягу не зможуть стримувати тиск навколишнього середовища, і тоді пухирці схлапуються. Більшість кавітаційних пухирців переносяться струменем з насадка в навколишнє рідинне середовище, формуючи зону нагромадження каві 5325 таційних пухирців, схожу на "полум'яний" струмінь з пухирців, що виходить з насадки Схлапування кавітаційних пухирців на поверхні може викликати ерозію цієї поверхні Однак, у кавітаційному насадку дійсного винаходу кавітаційні пухирці проходять через насадок не зіштовхуючись з ним, у такий спосіб не руйнуючи насадка Потік кавітаційних пухирців, що виходить із сопла насадки, пульсує з частотою, що залежить від тиску і швидкості, а також від розміру і співвідношення між елементами насадка Конструкція на повітрі працює в такий спосіб (Фіг 2) Через отвори 7 у камеру 8 надходить вода 12 у такій КІЛЬКОСТІ і при такому тиску, щоб забезпечити постійне заповнення камери 8 водою, таким чином, у камері 8 створюється водяна завіса, у яку через кавітаційне сопло 13 попадає кавітаційний струмінь 11, що доходить до поверхні, що очищається, і робить очищення Між корпусом насадка 6 і поверхнею, що очищується, 10 мається щілина 9 для виходу надлишків води й очищеного матеріалу 3 метою збільшення продуктивності насадка корпус 6 може мати форму, представлену на Фіг 3, що збільшує площу конта кту кавітуючого струменя з поверхнею, що очищається Кавітаційний насадок дійсного винаходу перевершує традиційні насадки, що використовують воду високого тиску, оскільки високоенергетичний кавітаційний струмінь має більшу силу, чим традиційні насадки Наприклад, високоенергетичний насадок дійсного винаходу може бути використаний для очищення поверхонь, таких як корпуса судів, для видалення біологічних обростань корпусів одним проходом очисного інструмента Це дозволяє уникати використання отрутних хімікатів для запобігання біологічного обростання корпуса і днища судна, тому що це обростання може бути з легкістю вилучено одним проходом насадки по поверхні судна Через велику КІЛЬКІСТЬ тепла, яке утворюється при схлапуванні пухирців, насадок дійсного винаходу може бути використаний для нагрівання води чи інших рідин Конструкція кавітаційного насадка дає можливість одержати відривну кавітаційну зону скупчення газових пухирців, що незначно впливає на внутрішню поверхню насадка, не піддає м ерозійному руйнуванню Фіг. 1 Фіг. З 13 12 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 28 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 - 4 2 , 01601