ВИХРЕВОЙ ГЕНЕРАТОР КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к гидродинамическим системам для создания колебаний в жидкостных потоках промышленных устройств, например, для получения эмульсий, суспензий и т.п., и может быть использовано в нефтегазодобывающей, химической промышленности, машиностроении, медицине и в других областях хозяйственной деятельности для интенсификации газожидкофазных технологических процессов.
Известно устройство генерирования колебаний жидкостного потока (Патент РФ №2267364, кл. В06В 1/20, опубл. 10.01.2006 г.) гидродинамический генератор колебаний, включающий напорную магистраль с рабочей жидкостью и камеру закручивания с торцами, каналами закрутки и соплом. Камера закручивания выполнена в виде радиально-щелевой и снабжена, по крайней мере, одним дополнительным проточным каналом, вход в который расположен на радиусе, большем радиуса сопла. Дополнительный проточный канал соединен с магистралью, имеющей упругость, а каналы закрутки и/или камера закручивания снабжены направляющими для обеспечения возможности движения закрученного потока в сторону входа в дополнительный проточный канал.
Недостатками данного устройства является низкая мощность колебаний, создаваемая одним генератором, и, кроме того, большие продольные размеры устройства, которые могут препятствовать установке в промышленных емкостях.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое устройство, являются расширение функциональных и эксплуатационных возможностей за счет увеличения амплитуды и повышения мощности колебаний.
Поставленная задача достигается тем, что в вихревом генераторе колебаний, состоящем из камер закручивания с тангенциальными входными каналами подачи рабочей жидкости и двух выходных сопел, согласно полезной модели, выходные сопла направлены навстречу друг другу, а их пересекающиеся оси расположены под углом β=7…30°.
Экспериментально установлено, что искривление оси потока, выходящего из генератора, приводит к увеличению мощности излучения примерно на 20-30%. Так же установлено, что акустическая мощность, излучаемая каждой из встречно направленных закрученных струй, может быть значительно увеличена в той же мере (20-30%) при искривлении общей оси под углом 7…30° градусов. Повышение мощности и КПД генератора при искривлении оси закрученной струи объясняется увеличением амплитуды прецессии вихревого ядра струи. При малых углах отклонения (менее 7°) амплитуда колебаний возрастает незначительно, так как взаимодействие потоков относительно слабое. С увеличением угла пересечения струй интенсивность взаимодействия потоков возрастает, достигая максимума при углах 20…25°. Далее при углах пересечения свыше 30° взаимодействие закрученных струй вновь ослабевает. Таким образом, имеет место некое оптимальное значение угла пересечения осей, при котором достигается максимальный прирост мощности и КПД генератора.
Указанные преимущества, а также особенности настоящей полезной модели поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж.
На чертеже дана схема вихревого генератора колебаний.
Вихревой генератор содержит камеры закручивания 1 и 2 с тангенциальными входными каналами подачи рабочей жидкости 3 и 4, а также два сопла 5 и 6, направленные навстречу друг другу. При этом оси камер закручивания повернуты относительно друг друга на 7…30°.
Жидкость поступает в генератор, выполненные в виде камер закручивания 1 и 2, через тангенциальные входные каналы подачи рабочей жидкости 3 и 4, которые придают потоку винтовое движение. Закрученные струи двух встречно расположенных камер закручивания 1 и 2 пересекаются под углом β, что создает искривление общей оси потока и, следовательно, увеличение акустической мощности излучения колебаний. Происходит превращение кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний. Далее жидкость удаляется через сопла 5 и 6.
Предлагаемая полезная модель, позволяет более чем в 2 раза увеличить мощность излучения колебаний жидкости, занимая при этом меньшие габаритные размеры.
В заявляемой полезной модели реализуется механизм возбуждения колебаний, позволяющий получить новый технический результат, который заключается в том, что встречное расположение двух генераторов и искривление их общей оси, позволяет увеличить мощность излучения колебаний таким образом, что она превышает уровень излучения, создаваемый двумя генераторами, работающими раздельно.