Гідродинамічний кавітаційно-акустичний змішувач

1. Гідродинамічний кавітаційно-акустичний змішувач, що містить циліндричний корпус, усередині якого розміщений розподільник з отворами, розташованими співвісно навпроти один одного, C2 1 3 канали, виконані по спіралі Архімеда, причому канали другого струменевого випромінювача об'єднані попарно до виходу із струменевого випромінювача,внутрішні камери, які розташовані співісно та утворюють одну загальну внутрішню камеру. Перший струменевий випромінювач має конічну поверхню, направлену вістрям назустріч потоку рідини. Вхідні отвори каналів, виконаних по спіралі Архімеда, першого струменевого випромінювача розташовані на зовнішній поверхні випромінювача. Вхідні отвори каналів, виконаних по спіралі Архімеда, другого струменевого випромінювача розташовані на внутрішній поверхні випромінювача. Зіставлений аналіз з прототипом показує, що гідродинамічний кавітаційно-акустичний змішувач, що заявляється, відрізняється тим, що перед розподільником послідовно розміщено два гідродинамічні струменеві випромінювачі, які мають канали, виконані по спіралі Архімеда, причому канали другого струменевого випромінювача об'єднані попарно до виходу із струменевого випромінювача, внутрішні камери, які розташовані співісно та утворюють одну загальну внутрішню камеру. Перший струменевий випромінювач має конічну поверхню, направлену вістрям назустріч потоку рідини. Вхідні отвори каналів, виконаних по спіралі Архімеда, першого струменевого випромінювача розташовані на зовнішній поверхні випромінювача. Вхідні отвори каналів, виконаних по спіралі Архімеда, другого струменевого випромінювача розташовані на внутрішній поверхні випромінювача. Послідовне розміщення перед розподільником двох гідродинамічних струменевих випромінювачів, що мають канали, виконані по спіралі Архімеда, причому канали другого струменевого випромінювача об'єднані попарно до виходу із струминного випромінювача, внутрішні камери, які розташовані співісно та створюють одну загальну внутрішню камеру, дозволяє: - створити в рідкому середовищі звукові і ультразвукові коливання, що виникають завдяки тому, що рідина, закручуючись в межах випромінювача і обертаючись у внутрішній камері, набігає у вигляді двох струменів одна на одну, викликаючи пульсацію потоку; - забезпечити диспергування і гомогенізацію потоку рідини, що знаходиться в загальній внутрішній камері струменевих випромінювачів, завдяки дії на потік акустичних коливань; - забезпечити виникнення ефекту акустичної кавітації; - створити в робочій камері після виходу з другого струменевого випромінювача зону інтенсивної кавітації, що приводить до збільшення міри диспергування, гомогенізації і перемішування оброблюваного середовища; - забезпечити додаткову передумову для виникнення кавітації в зоні взаємодії струменів рідини усередині розподільника, оскільки схлопування кавітаційних бульбашок в робочій камері супроводжується появою акустичних коливань широкого спектру частот, які накладаються на рідину, що поступає в отвір розподільника. 93474 4 Виконання першого гідродинамічного струменевого випромінювача з конічною поверхнею, направленою вістрям назустріч потоку рідини, дозволяє збільшити швидкість потоку рідини перед входом в канали, виконані по спіралі Архімеда, створюючи умови для збільшення швидкості руху струменів рідини у внутрішній камері струменевого випромінювача і тим самим збільшуючи частоту виникаючих акустичних коливань. Таким чином, технічний результат, отриманий при здійсненні винаходу, що заявляється, виражається в створенні додатково зони інтенсивної акустичної кавітації і, як наслідок, збільшенні міри перемішування, диспергування і гомогенізації оброблюваного середовища. Єство винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 приведена конструктивна схема гідродинамічного кавітаційно-акустичного змішувача; на Фіг.2 - перший струменевий випромінювач, поперечний перетин; на Фіг.3 - другий струменевий випромінювач, поперечний перетин; на Фіг.4 - варіант виконання гідродинамічного кавітаційноакустичного змішувача. Гідродинамічний кавітаційно-акустичний змішувач складається з циліндричного корпусу 1, розміщених усередині нього гідродинамічних струменевих випромінювачів 2 і 3, розподільника 4. Струменевий випромінювач 2 має конічну частину, направлену вістрям назустріч потоку рідини, два канали 5, виконані по спіралі Архімеда, внутрішню камеру 6. Струменевий випромінювач 3 містить внутрішню камеру 7, канали 8, 9, 10 і 11, виконані по спіралі Архімеда і попарно об'єднані до виходу із струменевого випромінювача. Внутрішні камери 6 і 7, струменевих випромінювачів 2 і 3, розташовані співісно і утворюють загальну внутрішню камеру. Розподільник 4 має отвори 13 і 14 розташованих співісно напроти один одного, а також внутрішню порожнину 15. Працює гідродинамічний кавітаційноакустичний змішувач таким чином. Рідина, рухаючись усередині корпусу 1, натікає на конічну частину струменевого випромінювача 2, направлену вістрям назустріч потоку. При цьому швидкість потоку збільшується. Рухаючись далі, потік рідини потрапляє в канали 5 струменевого випромінювача 2. Проходячи по каналах 5, рідина розділяється на два струмені, які, закручуючись у внутрішній порожнині 6, набігають один на одного і викликають виникнення звукових і ультразвукових коливань, сприяючих диспергуванню рідини, що знаходиться у внутрішніх камерах 6 і 7. Рухаючись далі, у внутрішній камері 7 рідина через вхідні отвори каналів 8, 9, 10 і 11 потрапляє в струменевий випромінювач 3. У його спеціально профільованих каналах рідина піддається дії кавітації, після чого витікає з випромінювача 3 двома потоками, що обертаються. Кавітація в умовах дії звукових і ультразвукових хвиль відбувається дуже інтенсивно. Схлопування кавітаційних бульбашок , що відбувається в робочій камері 12, супроводжується гідродинамічними обуреннями у вигляді сильних імпульсів стискування (мікроударних хвиль), мікропотоків з великою швидкістю, що 5 забезпечують турбулізацію потоку рідини, а також виникненням акустичних коливань широкого спектру частот. В результаті цього оброблювана рідина в області кавітації піддається інтенсивним діям. Рухаючись усередині робочої камери 12, потоки рідини через отвори 13 і 14 прямують всередину розподільника 4 в зустрічному напрямку. При взаємодії і взаємопроникненні струменів, що утворилися, створюється вихровий контактний шар, в якому з'являються кавітаційні бульбашки. У камері 15 розподільника 4 відбувається остаточне диспергування і перемішування рідини. В разі обробки високов'язких або погано змішуваних рідин можливе використання варіанту 93474 6 гідродинамічного кавітаційно-акустичного змішувача показаного на Фіг.4. У ньому оброблювана рідина проходить два цикли кавітаційно-акустичної обробки. Завдяки інтенсивній дії на оброблювану рідину акустичних коливань широкого спектру частот і кавітації. Гідродинамічний кавітаційно-акустичний змішувач забезпечує якісне диспергування і гомогенізацію різних по фізичним і хімічним властивостям рідин, а також інтенсифікацію різних технологічних процесів і хімічних реакцій. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 93474 8 Підписне Тираж 23 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