подводный насадок-кавитатор для гидродинамической очистки поверхностей

Формула изобретения

Подводный насадок-кавитатор для гидродинамической очистки поверхностей, сообщенный с подводящим трубопроводом и содержащий проточный канал, выполненный с соосными входным конфузором и цилиндрическим участком, причем соосно с проточным каналом установлено центральное тело с плоским торцом, перпендикулярным к оси проточного канала, отличающийся тем, что проточный канал выполнен с соосным ему выходным диффузором, цилиндрический участок с соосной ему цилиндрической расширенной полостью, при этом центральное тело образует кольцевой зазор постоянного сечения со стенками цилиндрического участка, а плоский торец центрального тела расположен на входе в диффузор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлике и позволяет повысить эффективность струйной очистки поверхностей от отложений, находящихся в подводном положении, в частности, от обрастаний днища судна, зачистки трубопроводов и портовых сооружений от отложений, ржавчины, лакокрасочных покрытий.

Известен подводный кавитатор для гидродинамической очистки поверхностей, сообщенный с подводящим трубопроводом и содержащий проточный канал, выполненный с соосными входным конфузором и цилиндрическим участком, причем соосно с проточным каналом установлено центральное тело с плоским торцом, перпендикулярным оси проточного канала.

Однако такое устройство малоэффективно при его эксплуатации.

Целью изобретения является повышение эффективности работы насадка-кавитатора.

Поставленная цель достигается тем, что проточный канал выполнен с соосным ему выходным диффузором, цилиндрический участок с соосной ему цилиндрической расширенной полостью, при этом центральное тело образует кольцевой зазор постоянного сечения со стенками цилиндрического участка, а плоский торец центрального тела расположен на входе в диффузор.

На чертеже схематически изображен насадок-кавитатор с подводящим трубопроводом, продольный разрез.

Корпус 1 насадка-кавитатора имеет подводящий трубопровод 2, в корпусе 1 расположен конфузор 3, с которым соосно соединен проточный канал 4, на выходе из которого выполнена расширенная полость 5, выход 6 из которой больше диаметра канала 4 и выполнен в виде выходного диффузора 7. Соосно с корпусом 1 расположено центральное тело 8, имеющее кольцевой зазор постоянного сечения с каналами 4 и 6 и тупой плоский торец 9, расположенный на входе в диффузор 7.

Насадок-кавитатор эксплуатируется следующим образом.

Вода под напором подается в корпус 1 по подводящему трубопроводу 2 в конфузор 3, в котором происходит возрастание поперечных пульсаций скоростей жидкостного потока. Пройдя участок 4, поток жидкости ускоряется и попадает в резко расширенную полость 5. Образовавшиеся на срезе участка 4 газопаровые пузырьки теряют устойчивость и в полости 5 приобретают способность к неограниченному росту. После перехода кавитационных пузырьков в зону повышенного давления диффузора 7 рост диаметра пузырьков прекращается. Пузырьки, содержащие достаточное количество газа, по достижению минимального радиуса снова восстанавливаются и совершают несколько циклов затухающих колебаний. Основная масса пузырьков переносится вытекающим потоком из диффузора 7 и образует их зону скопления в виде простирающейся полосы от среза диффузора до очищаемой поверхности.

Испытания насадка-кавитатора показали, что кавитационные пузырьки образуются только в тонком слое потока на его периферии и отсутствуют в центральной части потока, что снижает коэффициент полезного действия очистки и увеличивает энергетические затраты. Установка тела 8 с тупым плоским торцом 9 на входе в диффузор 7 позволила за счет разрежения за тупым торцом 9 сфокусировать поток кавитационных пузырьков по всему сечению равномерно, не выходя из диффузора 7. Конструкция насадка-кавитатора позволяет получить отрывную кавитационную зону скопления газовых пузырьков, которые на некотором расстоянии от выхода из диффузора 7, определяемом давлением на срезе сопла насадка-кавитатора, диаметром сопла и статическим давлением окружающей среды, схлопываются, вызывая эрозионное разрушение отложений на поверхности очистки.