насадок шестеренко

Формула изобретения

1. Насадок, содержащий сопла или насадки, герметично соединенные между собой, при этом между соплами или насадками имеется не менее чем одна герметичная емкость, причем не менее чем одна емкость имеет отвод газа, отличающийся тем, что не менее чем одно сопло или не менее чем один насадок введены так не менее чем в одну периферийную герметичную емкость, чтобы газодинамический поток через не менее чем одно следующее за периферийной емкостью сопло или насадок был направлен в виде сходящихся направлений в одну область в следующей центральной герметичной емкости, за которой установлены несоосно предыдущим сопло или насадок.

2. Насадок по п.1, отличающийся тем, что установлено герметично между собой не менее чем два насадка, которые последним соплом или насадком установлены в следующей за ними дополнительной центральной емкости, чтобы газодинамический поток был направлен в виде сходящихся направлений в одну область этой следующей дополнительной центральной емкости, за которой установлены несоосно предыдущим сопло или насадок.

3. Насадок по п.1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен конус.

4. Насадок по п.2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен конус.

5. Насадок по п.1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен шнек.

6. Насадок по п.2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен шнек.

7. Насадок по п.1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлены винтообразные направляющие.

8. Насадок по п.2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлены винтообразные направляющие.

9. Насадок по п.1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен отражатель.

10. Насадок по п.2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен отражатель.

11. Насадок по п.1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости направления потоков отклонены от оси центральной емкости.

12. Насадок по п.2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости направления потоков отклонены от оси центральной емкости.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области газоразгонных и газотранспортирующих устройств, а также может быть использовано в качестве устройств для транспорта жидкостей (газожидкостей) во многих других отраслях техники, где необходимо разогнать газ. Оно может служить для очистки воздуха от частиц аэрозоля и для стерилизации воздуха. Также это устройство может служить для нагрева газожидкостной смеси и превращения ее в пар.

Прототип

Известен насадок Шестеренко, содержащий сопла, герметично соединенные между собой, причем каждое сопло имеет критическое сечение не меньше, чем расходоопределяющее сопло, причем между соплами имеется не менее, чем одна герметичная емкость, причем не менее чем одна емкость имеет отвод газа, снабженный или устройством перекрытия, или датчиком давления, или источником принудительного отвода газа, или и тем и другим, или всеми одновременно (Н.А.Шестеренко. ««НОУ-ХАУ» извлечения энергии из физического вакуума. Христос творящий». Москва. Дружба народов. 2005 г., стр.42 и 43, рис.12, 13, 14 и 15; стр.45, рис.19; стр.88, рис.1).

Недостаток прототипа заключается в том, что он не использует давление полного торможения потока.

Аналог 1

Известно устройство, содержащее сверхзвуковые сопла, герметично соединенные между собой, причем каждое последующее сверхзвуковое сопло имеет критическое сечение не меньше, чем первое сопло по ходу газа (авторское свидетельство СССР №1426642 под названием "Аэрозолеконцентрирующий насадок" автор Н.А.Шестеренко). Недостаток аналога 1 заключается в том, что он не использует давление полного торможения потока.

Аналог 2

Известно устройство, содержащее сопла, герметично соединенные между собой, причем каждое последующее сопло имеет критическое сечение не меньше, чем предыдущее сопло (авторское свидетельство СССР №1242248 под названием "Аэрозолеконцентрирующий насадок Шестеренко", автор Н.А.Шестеренко). Недостаток аналога 2 заключается в том, что он не использует давление полного торможения потока.

Аналог 3

Известно устройство, содержащее сверхзвуковые сопла, герметично соединенные между собой. Эти устройства не менее одного установлены друг за другом с прогрессивным уменьшением с зазором между собой (авторское свидетельство СССР №1388097 под названием "Аэрозольный концентратор", автор Н.А.Шестеренко). Недостаток аналога 3 заключается в том, что он не использует давление полного торможения потока.

Технической задачей является повышение эффективности очистки газов от частиц аэрозоля и расширение области применения устройства.

Техническая задача выполняется следующим образом.

1. Насадок Шестеренко, содержащий или сопла, или насадки, герметично соединенные между собой, при этом между или соплами, или насадками имеется не менее, чем одна герметичная емкость, причем не менее чем одна емкость имеет отвод газа, отличающееся тем, что не менее чем или одно сопло, или не менее чем один насадок введено или введен так не менее чем в одну периферийную герметичную емкость, чтобы газодинамический поток через не менее чем одно следующее за периферийной емкостью или сопло или насадок был направлен в виде сходящихся направлений в одну область в следующей центральной герметичной емкости, за которой установлено не соосно предыдущим или сопло или насадок.

2. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что установлено герметично между собой не менее чем два насадка, которые последним или соплом или насадком установлены в следующей за ними дополнительной центральной емкости, чтобы газодинамический поток был направлен в виде сходящихся направлений в одну область этой следующей дополнительной центральной емкости, за которой установлено не соосно предыдущим или сопло или насадок.

3. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен конус.

4. Насадок по пункту 2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен конус.

5. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен шнек.

6. Насадок по пункту 2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен шнек.

7. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлены винтообразные направляющие.

8. Насадок по пункту 2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлены винтообразные направляющие.

9. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен отражатель.

10. Насадок по пункту 2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости установлен отражатель.

11. Насадок по пункту 1, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости направления потоков отклонены от оси центральной емкости.

12. Насадок по пункту 2, отличающийся тем, что не менее чем в одной центральной емкости направления потоков отклонены от оси центральной емкости.

Насадок Шестеренко изображен на фиг.1-5.

На фиг.1 изображен насадок Шестеренко, содержащий сопла 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8, герметично соединенные между собой. Между соплами 1 и 2 имеется единая периферийная герметичная емкость 9, Между соплами 2 и 3 имеется герметичная центральноя емкость 10, а между соплами 5 и 8 с одной стороны и соплом 4 имеется герметичная емкость 11. Емкость 9 снабжена крышкой 12 с устройством открытия 13, приводимым в действие по каманде от датчика давления. Емкость 9 также снабжена отводом, который имеет источник принудительного отвода газа (не показано). Сопло 1 на фиг.1 выполнено в виде тела вращения, у которого критическое сечение 16 является расходоопределяющим в насадке. Сопло 1 также имеет входное сечение 17 и козырек 18. От входного сечения 17 до критического сечения 16 ось сопла 1 искривлена. Входное сечение 17 снабжено коллектором 18 с трубомагистралью 19. Сопло 2 выполнено в виде тела вращения и имеет входное 20, выходное 21 и критическое 22 сечения и поверхность 23 внешнего сжатия. Емкость 10 имеет верхнюю часть 24, установленную на емкости 9, и нижнюю часть 25, которая через кронштейн 26 установлена также на емкости 9. На верхней части 24 емкости 10 установлено сопло 3, которое выполнено в виде тела вращения и имеет входное 27, выходное 28 и критическое 29 сечения. Сопло 4 выполнено в виде сверхзвукового сопла Шестеренко, которое имеет критическое сечение 30 и выпуклый козырек 31. Сопло 5 имеет входное 32, выходное 33 и критическое 34 сечения. Сопло 6 имеет входное 33, выходное 35 и критическое 36 сечения. Сопло 7 имеет входное 37, выходное 38 и критическое 39 сечения. Сопло 8 имеет входное 38, выходное 40 и критическое 41 сечения. Кронштйн 26 снабжен регулятором подъема 42 нижней части 25 центральной емкости 10.

Все сопла на фиг.1 выполнены в виде тел вращения вокруг оси насадка 00₁.

На фиг.2 изображен насадок, у которого сопло 1 выполнено в виде щелевого сверхзвукового сопла Шестеренко с выпуклым козырьком 43. На фиг.2 сопла 1 и 2 разделены периферийной емкостью 44, выполненной в виде усеченного тора. Емкость 44 имеет отвод 45 с крышкой 46 и устройством открытия с датчиком давления (не показан).

Отвод 45 снабжен компрессором 48, который сообщен с трубомагистралью 19. Центральная емкость 49 установлена на сопле 2 жестко.

Внутри емкости 49 установлен конус 50 с устройством 51 перемещения его по оси 00 ₁. На конусе 50 может быть установлен шнек 52. В емкости 49 можут быть установлены в виде винтовой поверхности направляющие 53. На емкости 49 установлены сопло 54, сопло Лаваля 55, на котором установлено сопло Лаваля 56. Между соплом 54 и соплом Лаваля 55 имеется герметичная полость 57. Между соплом Лаваля 55 и соплом Лаваля 56 имеется герметичная полость 58. Сопло 54 и сопла Лаваля 55 и 56 имеют соответственно критические сечения 60, 61 и 62. Сопла Лаваля 55 и 56 имеют соответственно выходные сечения 63 и 64. К выходному сечению 64 может быть подсоединен трубопровод 65.

На фиг.3 изображен насадок, когда в центральную емкость 49 входят сопла 2, 2а, 2б и 2в, которые сообщены соответственно с периферийными емкостями 44, 44а, 44б и 44в, которые соответственно через сопла 1, 1a, 1б и 1в сообщены с коллекторами 18, 18а, 18б и 18в, которые имеют трубомагистрали 19, 19а, 19б и 19в.

На фиг.3 центральная емкость 49 снабжена карманом 66, в котором имеется отвод 67, снабженный клапаном давления и компрессором 69, который может быть закольцован с трубомагистралью 19а.

На фиг.4 изображен насадок, у которого в емкости 49 установлен отражатель 70 с устройством 71 перемещения по оси 00 ₁. На сечении Б-Б показано смещение сопел 2, 2а, 2б и 2в относительно оси 00₁ на величину L. Емкость 49 снабжена отводом 72 с датчиком давления и компрессором 74.

На фиг.4 показан вариант насадка, который состоит из насадков 75, 75а, 75б и 75в, которые сообщены с центральными емкостями 44, 44а, 44б и 44в. В емкость 44 введены насадки 76, 76а, 76б и 76в (на фиг.4 все позиции с индексами «б» и «в» не показаны). В емкость 44а введены насадки 77, 78. Насадок 77 сообщен через коллектор 79 с трубомагистралью 80. Насадок 78 сообщен через коллектор 81 с трубомагистралью 82. В центральную емкость могут быть введены еще несколько насадков 83. Насадки 75, 75а 75б и 75в введены в центральную емкость 84, которая имеет карман 85, имеющий отвод 86 с компрессором 87, который сообщен с трубомагистралью 80. К центральной емкости 84 подсоединен насадок 88, который имеет сопло 89 и сопла Лаваля 90 и 91, которые соответственно в свою очередь имеют критические сечения 92, 93 и 94. Сопла Лаваля 90 и 91 имеют соответственно выходные сечения 95 и 96.

Насадок Шестеренко работает следующим образом.

Через трубомагистрали 19, 19а, 19б, 19в, 90 и 82 под давлением, обеспечивающим сверхзвуковой перепад давления, подается газодинамический поток (газ, аэрозоль, газожидкостная смесь и жидкость из компонентов, быстро переходящих в газообразное состояние при кавитации и вакуумном крекинге). В соплах 1, 1а, 1б, 1в ив насадках 76, 76а, 76б, 76в, 77, 78 поток разгоняется до сверхзвуковых скоростей. На фиг 1-3 частицы аэрозоля под действием инерционных сил вылетают из потока в периферийные емкости 9 и 44. В сопле 2 поток тормозится, проходя в центральную емкость 10 и 49, где поток тормозится полностью и кинетическая энергия переходит в энергию давления полностью заторможенного потока. После чего это давление в соплах 3, 4, 54, 55 и 56 переходит опять в кинетическую энергию сверхзвукового потока. На фиг.5 в центральной емкости 84 поток опять полностью тормозится и энергия давления в насадке 88 опять переходит в кинетическую энергию сверхзвукового потока. На фиг.4 потоки, идущие в центральную емкость 49 через сопла 2, 2а, 2б и 2в, смещены относительно оси симметрии 00₁ на расстояние L. Между отражателем 70 и центральной емкостью имеется зазор для осаждения в него частиц аэрозоля. На фиг.2 конус 52 рассекает обратный поток на торообразный вихрь, а шнек 52 и направляющие 53 этот тор закручивают вокруг оси 00₁. По отводам 15 и 45 частицы аэрозоля отводятся для дальнейшей обработки. Возможен вариант, когда через отводы 15, 45, 45а, 45б, 45в, 67, 86 при помощи компрессоров часть газодинамического потока возвращается в газотрубомагистрали 19, 19а, 19б, 19в, 90 и 82. В дополнение ко всему сказанному допускается в центральных емкостях обрабатывать поток различными полями (например, торсионными, магнитными и другими физическими воздействиями).

Технический эффект заключается в том, что на входе в сопла 2, 2а, 2б и 2в в периферийных емкостях 9, 44, 44а, 44б и 44в создается давление полного торможения сверхзвукового потока, что препятствует проникновению частиц аэрозоля и его выделению в этих емкостях, и с другой стороны превращает всякую жидкость в пар (газ). В технологических цепочках, когда необходим крекинг, создание пульсирующего режима и высокого давления в центральных емкостях приводит к сильному нагреву газа. Это можно использовать при стерилизации воздуха и превращения всякой жидкости в пар (газ). А при повторных полных торможениях и создании в потоках вихревых и пульсирующих режимов в центральных емкостях это можно использовать для доведения этих потоков до полного разложения молекул на атомы с целью синтеза из них новых молекул в следующих технологических циклах. Подача же из различных трубомагистралей различных газодинамических потоков и смешение их в центральных емкостях дает расширение возможностей синтезирования новых материалов с новыми свойствами.