RU2309793C2 - Rotor apparatus - Google Patents
Rotor apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309793C2 RU2309793C2 RU2005140064/15A RU2005140064A RU2309793C2 RU 2309793 C2 RU2309793 C2 RU 2309793C2 RU 2005140064/15 A RU2005140064/15 A RU 2005140064/15A RU 2005140064 A RU2005140064 A RU 2005140064A RU 2309793 C2 RU2309793 C2 RU 2309793C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- rods
- stator
- rotor
- liquid medium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано для интенсификации процессов эмульгирования, абсорбции и других в системах «жидкость-жидкость».The invention relates to devices for creating pulsed oscillations in a flowing liquid medium and can be used to intensify the processes of emulsification, absorption, and others in liquid-liquid systems.
Известен роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками входа и выхода жидкой среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с отверстиями в боковых стенках, камеру озвучивания и привод. Отверстия в боковых стенках ротора и статора выполнены в форме треугольников и в камере озвучивания напротив отверстий статора расположены вертикальные стержни (а.с. СССР №1169721, B01F 7/28, 1985 г.). Стержни преобразуют кинетическую энергию струй в энергию гидродинамической кавитации. Основной недостаток этой конструкции заключается в том, что скорость струи, выходящей из отверстий статора в камеру озвучивания, резко падает, кинетическая энергия ее значительно уменьшается и, как следствие, происходит недостаточно интенсивная кавитационная обработка жидкой среды.Known rotary apparatus, comprising a housing with nozzles for the inlet and outlet of a liquid medium, a rotor and a stator concentrically mounted in it with holes in the side walls, a sounding chamber and a drive. The holes in the side walls of the rotor and stator are made in the form of triangles and in the sounding chamber opposite the stator holes are located vertical rods (AS USSR No. 1169721,
Наиболее близким к изобретению по получаемому эффекту является роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками входа и выхода жидкой среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, камеру озвучивания, привод. В канале статора установлены один или несколько вертикальных стержней, которые чередуются с горизонтальными (патент №2225250 от 10.03.2004). Основной недостаток этой конструкции следующий. Установка стержней в каналах вдоль оси статора или ротора вызывает турбулизацию проточной жидкой среды в основном только перед первым со стороны центра статора или ротора стержнем. Перед последующими стержнями формируется застойная зона. Поток жидкости, обтекая установленные таким образом стержни, делится на две одинаковые непересекающиеся части, чем снижается его способность генерировать импульсные колебания в камере озвучивания. Очевидно также, что такая постановка стержней требует выполнения сложных гидродинамических расчетов, на основании которых должны определяться параметры каналов и стержней. В противном случае установка стержней может привести к обратному результату.Closest to the invention in terms of the effect obtained is a rotary apparatus comprising a housing with inlets and outlets of a liquid medium, a rotor and a stator concentrically mounted in it with channels in the side walls, a sound chamber, a drive. In the stator channel, one or more vertical rods are installed, which alternate with horizontal ones (patent No. 2225250 of 03/10/2004). The main disadvantage of this design is as follows. The installation of the rods in the channels along the axis of the stator or rotor causes turbulization of the flowing liquid medium mainly only before the first rod from the side of the center of the stator or rotor. In front of subsequent rods, a stagnant zone is formed. The fluid flow, flowing around the rods installed in this way, is divided into two identical disjoint parts, which reduces its ability to generate pulsed oscillations in the sounding chamber. It is also obvious that such a formulation of the rods requires complex hydrodynamic calculations, on the basis of which the parameters of the channels and rods should be determined. Otherwise, the installation of the rods may lead to the opposite result.
Техническая задача изобретения - интенсификация процесса смесеобразования в роторно-пульсационном аппарате для получения устойчивых к расслаиванию эмульсий.The technical task of the invention is the intensification of the process of mixture formation in a rotary pulsation apparatus to obtain emulsion resistant to delamination.
Известно, что для образования гомогенной смеси энтропия должна увеличиваться, а свободная энергия уменьшаться. Необратимость процесса повышается, если он сопровождается диссипативными эффектами, например турбулентностью, трением или изменением электрического сопротивления.It is known that for the formation of a homogeneous mixture, the entropy must increase and the free energy decrease. The irreversibility of the process increases if it is accompanied by dissipative effects, such as turbulence, friction, or a change in electrical resistance.
Исходя из этого достигаемый технический результат заключается в организации конструктивными способами необратимого процесса смешения в системе «жидкость-жидкость» за счет импульсного пересечения потоков с одновременным дополнительным возбуждением колебаний в камере озвучивания посредством предлагаемого расположения стержней в каналах статора и их исполнения. В соответствии с этим поток жидкой среды должен огибать стержни, установленные в каналах статора, без разделения на части или с разделением на существенно неодинаковые части и входить в камеру озвучивания под некоторым углом. При этом в соседних двух каналах потоки должны выходить из каналов в камеру озвучивания сходящимися, а потоки, выходящие из каналов, расположенных по обеим сторонам от указанных двух каналов, - расходящимися. Таким образом, в камере озвучивания формируется чередование зон с различным внутренним давлением, что способствует интенсификации кавитационного воздействия на жидкую среду.Based on this, the technical result achieved is the organization by constructive methods of the irreversible mixing process in the liquid-liquid system due to the pulsed intersection of flows with simultaneous additional excitation of vibrations in the sounding chamber by means of the proposed arrangement of the rods in the stator channels and their execution. In accordance with this, the flow of the liquid medium must go around the rods installed in the stator channels, without separation into parts or with separation into substantially different parts, and enter the sounding chamber at a certain angle. At the same time, in two adjacent channels, the streams should exit from the channels into the sounding chamber converging, and the streams leaving the channels located on both sides of these two channels should be diverging. Thus, in the sounding chamber, an alternation of zones with different internal pressure is formed, which contributes to the intensification of cavitation effects on the liquid medium.
Дополнительным способом, усиливающим процесс смешения, является установка стержней, форма которых отличается от цилиндрической или имеющих частично цилиндрическую поверхность. Целью таких решений является, во-первых, концентрация энергии потоков при их прохождении между стержнями; во-вторых, создание сдвиговых процессов в потоке. Примером первого решения является исполнение стержней с лысками, ориентированными параллельно на соседних стержнях, что увеличивает скорость течения потока и усиливает колебания жидкой среды в камере озвучивания. Вторым решением является исполнение стержней с переменным поперечным сечением, например, имеющих коническую форму и установленных так, что поток проходит между поверхностями разных радиусов. Таким способом формируется сдвиг слоев в потоке и увеличивается внутреннее трение.An additional method that enhances the mixing process is the installation of rods, the shape of which differs from a cylindrical or having a partially cylindrical surface. The purpose of such decisions is, firstly, the concentration of energy of the flows during their passage between the rods; secondly, the creation of shear processes in the stream. An example of the first solution is the execution of rods with flats oriented parallel to adjacent rods, which increases the flow velocity and enhances the vibrations of the liquid medium in the sounding chamber. The second solution is the execution of rods with a variable cross section, for example, having a conical shape and installed so that the flow passes between surfaces of different radii. In this way, a shear of layers in the flow is formed and internal friction increases.
Дополнение поверхностей стержней, между которыми проходит поток жидкой среды, рифлениями создает местную микротурбулизацию, способствующую диссипации энергии.The addition of the surfaces of the rods, between which the fluid flow passes, with corrugations creates local microturbulation, which contributes to energy dissipation.
Повышения качества смешения можно достигнуть еще и тем, что можно создать окружную скорость движения жидкой среды в кольцевом пространстве камеры озвучивания. Этого можно достигнуть, выполнив каналы в роторе или в статоре с переменным шагом и чередованием их так, чтобы создать направленное движение всего кольцевого объема камеры озвучивания или, по крайней мере, ее частей. Таким образом можно воздействовать на жидкую среду не только в радиальном направлении, но и в перпендикулярном ему направлении в каждом локальном объеме.Improving the quality of mixing can also be achieved by the fact that you can create the peripheral velocity of the fluid in the annular space of the sound chamber. This can be achieved by executing the channels in the rotor or in the stator with a variable pitch and alternating them so as to create a directed movement of the entire annular volume of the sound chamber or, at least, its parts. Thus, it is possible to act on the liquid medium not only in the radial direction, but also in the direction perpendicular to it in each local volume.
Устройство, реализующее указанные режимные параметры, представлено на фиг.1. В разрезе изображены фрагменты ротора 1, статора 2, камеры озвучивания 3, каналы 4 в роторе 1 и каналы 5 в статоре 2. В каналах 5 статора расположены стержни 6. Оси первых стержней 6, расположенных по одну сторону от оси каналов 5, смещены от оси каналов 5 на величину δ1 и оси вторых стержней 6, расположенных по другую сторону от оси каналов 5, смещены на такую же величину от оси каналов 5. Указанные первые и вторые стержни 6 отстоят от соответствующей противоположной боковой стороны канала 5 на величину δ2 (указана на фиг.2), соизмеримую с шириной каналов 4 в роторе 1. Между каждым указанным первым стержнем 6 и каждым указанным вторым стержнем 6 имеется зазор δ3 в виде щели, варьируя шириной которого можно изменять скорость потока жидкой среды при прохождении канала 5 в статоре.A device that implements these mode parameters is presented in figure 1. The section shows fragments of the rotor 1,
Ширина а и длина h канала 5 определяется посредством заданных радиуса стержней 6, величин δ1, δ2, δ3 и угла α между осью канала 5 и линией, соединяющей центры стержней 6, лежащие по разные стороны от оси канала 5. Расстояние δ2 между стержнем 6 и противолежащей боковой стороной канала 5 соизмеримо с шириной канала 4 в роторе.The width a and the length h of the
При расположении стержней в двух соседних каналах 5 таким образом, что средние стержни будут обращены друг к другу, потоки обрабатываемой жидкой среды, выходящие из этих каналов, будут сходиться в зависимости от ширины камеры озвучивания или будут пересекаться, не доходя до внешней стенки камеры озвучивания, или отражаться от нее, объединяясь в один поток, направленный к центру статора 2. И наоборот, при расположении стержней в двух соседних каналах 5 таким образом, что средние стержни 6 будут отстоять друг от друга на возможно большие расстояния, выходящие из каналов потоки обрабатываемой жидкой среды будут расходиться, создавая перепад давления. Боковая поверхность стержней 6 может быть цилиндрической или отличаться от нее. В последнем случае будет изменяться скорость потока жидкой среды вдоль щелевого зазора δ3 и на выходе из каналов 5.When the rods are located in two
На фиг.2 показано изменение основной траектории движения потока жидкой среды при увеличении угла α.Figure 2 shows the change in the main trajectory of the fluid flow with increasing angle α.
На фиг.3 показаны стержни 6 с лысками 7, формирующими направленный скоростной поток обрабатываемой жидкой среды.Figure 3 shows the
На фиг.4 стержни 6 отстоит от прилегающих к ним боковых сторон канала 5 на некоторую величину, формирующую дополнительную пульсацию в камере озвучивания.In Fig.4, the
На фиг.5 показан стержень 6, имеющий на боковой поверхности рифления 8 для усиления турбулизации.Figure 5 shows the
Устройство работает следующим образом. Во время частичного, а затем и полного совмещения поперечных сечений каналов 4 и 5 соответственно в роторе 1 и статоре 2 происходит импульсная подача обрабатываемой жидкой среды в камеру озвучивания 3 в виде сходящихся и расходящихся потоков жидкой среды. В итоге создаются все условия, необходимые для интенсификации процесса смешивания различных по своим свойствам жидких сред, в том числе жидких сред, не смешиваемых в квазистатических условиях.The device operates as follows. During the partial and then the complete combination of the cross-sections of the
Наименьшее количество стержней 6 может быть два. При этом должно выполняться условие смещения центров стержней 6 относительно оси каналов 5 и их взаимно обратное расположение в двух соседних каналах.The smallest number of
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140064/15A RU2309793C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Rotor apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140064/15A RU2309793C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Rotor apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005140064A RU2005140064A (en) | 2007-06-27 |
| RU2309793C2 true RU2309793C2 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38315198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140064/15A RU2309793C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Rotor apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2309793C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381827C1 (en) * | 2008-11-19 | 2010-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Rotary device |
| RU2424047C2 (en) * | 2009-08-18 | 2011-07-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Rotor-type apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1240440A1 (en) * | 1984-11-06 | 1986-06-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Rotary apparatus |
| SU1554956A1 (en) * | 1987-03-23 | 1990-04-07 | Государственный проектно-конструкторский и технологический институт подъемно-транспортного машиностроения | Rotary apparatus |
| SU1674942A1 (en) * | 1988-06-03 | 1991-09-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Rotary apparatus |
| US5590961A (en) * | 1992-12-16 | 1997-01-07 | Niro Holding A/S | Method for injecting a first fluid into a second fluid and an apparatus for carrying out the method |
| RU2150318C1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-06-10 | Тамбовский государственный технический университет | Rotary apparatus |
| RU2225250C2 (en) * | 2002-03-25 | 2004-03-10 | Тамбовский государственный технический университет | Rotor apparatus |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140064/15A patent/RU2309793C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1240440A1 (en) * | 1984-11-06 | 1986-06-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Rotary apparatus |
| SU1554956A1 (en) * | 1987-03-23 | 1990-04-07 | Государственный проектно-конструкторский и технологический институт подъемно-транспортного машиностроения | Rotary apparatus |
| SU1674942A1 (en) * | 1988-06-03 | 1991-09-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Rotary apparatus |
| US5590961A (en) * | 1992-12-16 | 1997-01-07 | Niro Holding A/S | Method for injecting a first fluid into a second fluid and an apparatus for carrying out the method |
| RU2150318C1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-06-10 | Тамбовский государственный технический университет | Rotary apparatus |
| RU2225250C2 (en) * | 2002-03-25 | 2004-03-10 | Тамбовский государственный технический университет | Rotor apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381827C1 (en) * | 2008-11-19 | 2010-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Rotary device |
| RU2424047C2 (en) * | 2009-08-18 | 2011-07-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Rotor-type apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005140064A (en) | 2007-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5492654A (en) | Method of obtaining free disperse system and device for effecting same | |
| EP0300964B1 (en) | Apparatus for mixing media capable of flowing | |
| RU2553861C1 (en) | Hydrodynamic mixer | |
| US11679361B2 (en) | Variable flow-through cavitation device | |
| US3417967A (en) | Fluid mixing devices | |
| MX2008011291A (en) | Device and method for creating hydrodynamic cavitation in fluids. | |
| JP2021192902A (en) | Gas-liquid mixer | |
| US20190022587A1 (en) | Seawater desalination system and energy recovery apparatus | |
| RU2309793C2 (en) | Rotor apparatus | |
| RU2225250C2 (en) | Rotor apparatus | |
| RU2299091C1 (en) | Rotary-pulsating apparatus for predominantly production of the "liquid-liquid" systems" | |
| WO2008082324A2 (en) | Plate multichannel cavitation reactor | |
| RU2080167C1 (en) | Hydraulic impact rotary apparatus | |
| RU2592801C1 (en) | Combined static mixer-activator | |
| JPH10192671A (en) | Multi-point collision type atomizer | |
| RU2016250C1 (en) | Rotary channel pump-dispergator | |
| RU2694774C1 (en) | Rotary pulsation device | |
| RU54816U1 (en) | DEVICE FOR PREPARING A WATER-MASSOUS EMULSION | |
| RU2167704C2 (en) | Emulsifier | |
| EP3767069A1 (en) | A vortex device and a method for hydroacoustic treatment of a fluid | |
| RU2773961C1 (en) | Mixer developed hydrodynamic cavitation | |
| RU2775588C1 (en) | Modular static mixer-activator | |
| RU2237511C2 (en) | Static mixer | |
| RU2543204C2 (en) | Liquid mixing method | |
| US20050270900A1 (en) | Device for producing emulsions, suspensions and the like |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |