Вибрационное устройство для снижения вязкости застывающих жидкостей в емкостях — SU 1458292 (original) (raw)
Изобретение относится к устройствам для снижения вязкости застывающих при низких температурах жидкостей с последующим их сливом иможет быть использовано в химической, нефтехимической, а также пищевой промьппленности.Целью изобретения является снижение энергозатрат., 10Введение в жидкость диска, закрепленного на штоке.и приводимого винтенсивное колебательное движениев вертикальном осевом направлениипобудителем вибрации, приводит к 15образованию на твердой поверхности(стенке емкости) акустического пограничного слоя, в котором скорость вязкого торможения уменьшается примерно в три раза, т,е. улучшаются . 20условия стекания жидкости по стенками, следовательно, слив жидкости,Кроме того, под действием интенсив.ных колебаний (свьппе 10-15 я) засчет создаваемого акустического поля 25ослабляются межмолекулярные связив самой жидкости и понижается ее вязкость.Создание такой вибрации в жидкости, где амплитуда колебаний можетдостигать 5 мм при частоте 250 Гцнаиболее энергетически оправдано,так как сопровождается образованиеминтенсивных вихрей в жидкости, приэтом инициируется крупномасштабнаякавитация, поскольку схлопываниекавитационного пузырька сопровождается образованием микроструйки,имеющей скорость 10-100 м/с и ударными волнами с давлением до 3 х 10 Па,что обуславливает возникновение40так. называемого моющего эффектазвука. Выбор конструкции кулачковогопреобразователя с двумя роликамиобусловлен необходимостью продоляжтельной и надежной работы устройства при высоких знакопеременных перегрузках, действующих на все элементы устройства.Использование гибких направляющих,на которых подвешена рамка, обеспечивает амортизацию конструкции,влияя при этом на долговечностьустройства в целомНа фиг. 1 изображено вибрационное устройство для снижения.вязкости застывающих жидкостей; на фиг,2 вид А на фиг, 1;.на фиг. 3 - конфигурация кулачка.Устройство содержит диск 1, закрепленный на штоке 2, который соединен с побудителем вибрации, состоя"щим из корпуса 3, на котором установлен вал 4, вращаемый электродвигателем (не показан). На валу укреп"лен кулачок 5, обкатываемый роликами6. Ролики и кулачок расположенывдоль вертикальной осн на рамке 7,подвешенной на гибких направляющих8 внутри корпуса. Рамка жестко соединена со штоком. Корпус устанавливают на опорной плите 9,Устройство работает следующимобразом.После установки опорной плиты 9устройства на люке шестерни над сливным отверстием включают электродвигатель. При вращении. вала 4 кулачок 5 перемещает ролики 6, приэтом рамка 7 с закрепленными на нейроликами 6 совершает интенсивныевертикальные колебания, приводя вдействие через шток 2 диск 1,Параметры кулачка определяютсяусловием изменения вязкости сливаемой жидкости, например, достиженияв ней акустического кавитационногопорога, различного для различных жидкостей. Радиус окружности кулачкаопределяется выражениемК = Ко + А Бхп пЧ,где К - исходный радиус;А - амплитуда колебаний;- текущий угол;п - целое число, определяющеечастоту колебаний.Например, при п=5 за один обороткулачка рамка, а соответственно ишток с диском, совершает пять полныхколебаний, т,е. частота колебанийдиска определяется формулой5 И60 фгде И - частота вращения вала электродвигателя.При этом амплитуда (определяемаяКсоотношением -- , может менятьсяКоступенчато путем смены кулачка) должна.удовлетворять условиюРГ = -А(2 Г й)где р - кавитационный порог.ВША г.2 з 14Создаваемая данным устройством интенсивная вибрация понижает,вязкость во всем объеме жидкости (ин-фраэвуковые волны распространяются1 в жидкости практически без поглощения) и уменьшает количество прилипшей к стенкам емкости жидкости, обеспечивая при этом мощный поток жидкости в направлении от нижней поверхности диска. Возникающий при этом гидродинамический напор сущест" венно увеличивает расход жидкости через сливное отверстие емкости.Вибрационное устройство при необходимости (например, форсированном или аварийном сливе) может использоваться в сочетании с другими устройствами, например подогревающими.Эффективность устройства слагается из малых энергозатрат. Например, устройство, работающее с частотой 150 Гц с амплитудой колебаний 5 мп и интенсивностью -50 я, приводится электродвигателем постоянного тока мощностью 3. кВт. Затраты на слив одной железнодорожной цистерны составят приблизительно 4-5 кВтеч.Кроме того, наблюдается снижениепримерно на 50-603 прилипшего остат"ка вязкой жидкости, который длятемных нефтепродуктов составляетоколо 250 кг на одну железнодорож 58292ную цистерну, т,е, на каждой цистер"не сохраняется120 кг темногонефтепродукта, например мазута. При5этом увеличивается скорость сливажидкости, т,е. уменьшается времяпростоя под разгрузкой транспортныхемкостей. Увеличение скорости сливаобуславливается дополнительным гид"родинамическим напором на входе жидкости в сливное устройство. Формула изобретения Вибрационное устройство для снижения вязкости застывающих жидкостейв емкостях, содержащее побудительвибрации со штоком, размещенные наопорной плите, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сниженияэнергозатрат, оно оснащено диском,закрепленным на штоке с возможностьювоздействия на жидкость, а побудитель вибрации представляет собой кор пус, торцовые поверхности котороговыполнены в виде гибких направляющих,внутри корпуса расположен вал, приэтом на последнем жестко установленкулачок, а на гибких направляющихподвешена рамка с закрепленнымивнутри нее по вертикальной оси двумяроликами для взаимодействия с кулачком, причем рамка жестко соединенасо штоком.1458292 Редактойэ оренко Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ЗаказВНИИПИ 16/24 Госуд Составитель Н. арцыбашеваТехред П,Сердюкова - Корректор Н,Гуньк Тираж 624 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5
Вибрационное устройство для снижения вязкости застывающих жидкостей в емкостях