Устройство для воздействия на поток текучей среды

Полезная модель относится к средствам воздействия на поток текучей среды при транспортировании жидкостей по трубопроводам и может быть использована в машиностроении, химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Устройство для воздействия на поток текучей среды содержит установленные последовательно и соединенные каналами входную камеру подачи компонентов, гидродинамический генератор, с ускорителем потока и резонаторной камерой с резонансными консольными пластинами, и выходную камеру для отвода смеси. Устройство снабжено патрубком подачи газа, выходное отверстие которого расположено во входной камере подачи компонентов. Технический результат - расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности получения трехкомпонентных смесей и повышение эффективности воздействия на поток текучей среды за счет наработки продуктов звукохимических реакций. 3 з. п.ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к средствам воздействия на поток текучей среды при транспортировании жидкостей по трубопроводам и может быть использована в машиностроении, химической, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для диспергирования примесей в текучей среде - гидродинамический излучатель для дробления примесей в потоке жидкости (Неволин В.Г., Поздеев О.В. «Акустическое воздействие в технологических процессах при добыче нефти», г. Пермь. - ПермНИПИ-нефть. - 1991. - С.34-36), состоящий из сопла и отражателя, соединенных резонирующими стержнями, выполненными в виде пустотелых цилиндров с прорезанными вдоль образующих пазами. Гидродинамический излучатель устанавливают в трубопроводе таким образом, чтобы жидкость поступала в сопло, а затем на отражатель.

Данное устройство не обеспечивает эффективного перемешивания компонентов за счет диспергирования примесей в текучей среде и их эмульгирования, что объясняется наличие пороговых скоростей движения жидкости, при которых и начинает работать гидродинамический излучатель как генератор звука. Кроме того, с помощью такого устройства можно получить только двухкомпонентные смеси, что снижает его технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству и принятым в качестве прототипа является устройство для воздействия на поток текучей среды (пат. RU 2215202, МПК⁸ F 15 D 1/02, опубл. 2003 г.), содержащее установленные последовательно и соединенные каналами входную камеру подачи компонентов, гидродинамический генератор с ускорителем потока и резонаторной камерой с резонансными консольными пластинами и выходную камеру для отвода смеси.

Такое устройство позволяет несколько повысить эффективность диспергирования примесей в текучей среде и эмульгирования жидких примесей за счет обеспечения устойчивых суперкавитационных режимов течения суспензий и эмульсий для снижения их вязкости.

Однако такое устройство также недостаточно эффективно и имеет ограниченные технологические возможности.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности получения трехкомпонентных смесей и повышение эффективности воздействия на поток текучей среды за счет наработки продуктов звукохимических реакций.

Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для воздействия на поток текучей среды, содержащего установленные последовательно и соединенные каналами входную камеру подачи компонентов, гидродинамический генератор, с ускорителем потока и резонаторной камерой с резонансными консольными пластинами, и выходную камеру для отвода смеси.

Это усовершенствование заключается в том, что устройство снабжено патрубком подачи газа, выходное отверстие которого расположено во входной камере подачи компонентов.

Кроме того, выходное отверстие патрубка подачи газа может быть расположено ниже канала, соединяющего входную камеру подачи компонентов с ускорителем потока.

Кроме того, патрубок подачи газа может быть выполнен в виде дросселя.

Кроме того, верхняя часть боковой поверхности выходной камеры может иметь образующую, расположенную выше верхней части боковой поверхности резонаторной камеры.

Снабжение устройства патрубком подачи газа, выходное отверстие которого расположено во входной камере подачи компонентов, позволяет

подать третий компонент - газ, что необходимо для получения трехкомпонентных смесей и повышения эффективности воздействия на поток текучей среды за счет наработки продуктов звукохимических реакций.

Расположение выходного отверстия патрубка подачи газа ниже канала, соединяющего входную камеру подачи компонентов с ускорителем потока, позволяет равномерно распределит поток газа через ускоритель.

Выполнение патрубка подачи газа в виде дросселя также позволяет равномерно распределит поток газа через ускоритель.

Выполнение верхней части боковой поверхности выходной камеры с образующей, расположенной выше верхней части боковой поверхности резонаторной камеры, позволяет исключить скопление газа в верхней части резонаторной камеры, что необходимо для эффективного дробления частиц и наработки продуктов звукохимии.

Изобретение поясняется чертежом, где изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для воздействия на поток текучей среды содержит установленные последовательно и соединенные каналами входную камеру 1 подачи компонентов, гидродинамический генератор с ускорителем 2 потока и резонаторной камерой 3 с резонансными консольными пластинами 4, и выходную камеру 5 для отвода смеси. Устройство снабжено патрубком 6 подачи газа, выходное отверстие 7 которого расположено во входной камере 1 подачи компонентов. В приведенном варианте выходное отверстие 7 патрубка 6 подачи газа расположено ниже отверстий, образующих канал 8, соединяющий входную камеру 1 подачи компонентов и являющимся соплами ускорителя потока 2. Патрубок 6 подачи газа выполнен в виде дросселя. Верхняя часть 9 боковой поверхности выходной камеры 5 имеет образующую, расположенную выше верхней части 10 боковой поверхности резонаторной камеры 3. Для контроля давления входная камера 1 и выходная 5 снабжены патрубками 11 и 12, к которым присоединяются манометры.

Устройство для воздействия на поток текучей среды работает следующим образом. Устройство устанавливают в трубопроводе так, чтобы поток текучей среды (жидкость с твердыми включениями) поступал во входную камеру 1, в которую по патрубку 6 подается газ. При выходе из патрубка 6 газ расширяется и, поднимаясь, равномерно распределяется по сечению, проходя вместе с жидкостью и твердыми включениями по каналу 8 - соплам ускорителя 2. Ускоряясь, поток текучей среды натекает на резонансные пластины 4, вызывая в них интенсивные автоколебания консольных частей резонансных пластин 4, в результате которых излучаются акустические волны. Насыщенный газом поток текучей среды, обтекая резонансные платины 4, попадет в зоны отрыва потока, что вызывает значительные перепады давления на свободных поверхностях и внутри потока и, как следствие, приводит к кавитации. При движении текучей среды с твердыми и жидкими нерастворимыми примесями, в акустическом поле, создаваемом резонансными пластинами 4, и за счет кавитационного воздействия происходит диспергирование твердых примесей и эмульгирование жидких нерастворимых примесей, образование продуктов звукохимических реакций, повышающее эффективность смешения компонентов.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет расширить технологические возможности за счет обеспечения возможности получения трехкомпонентных смесей и повысить эффективность воздействия на поток текучей среды за счет наработки продуктов звукохимических реакций.

1. Устройство для воздействия на поток текучей среды, содержащее установленные последовательно и соединенные каналами входную камеру подачи компонентов, гидродинамический генератор с ускорителем потока и резонаторной камерой с резонансными консольными пластинами, и выходную камеру для отвода смеси, отличающееся тем, что оно снабжено патрубком подачи газа, выходное отверстие которого расположено во входной камере подачи компонентов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие патрубка подачи газа расположено ниже канала, соединяющего входную камеру подачи компонентов с ускорителем потока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок подачи газа выполнен в виде дросселя.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть боковой поверхности выходной камеры имеет образующую, расположенную выше верхней части боковой поверхности резонаторной камеры.