192733. lajstromszámú szabadalom • Buborék előállító berendezés, elsősorban áramlástechnikai vizsgálatokhoz
1 HU 192733 B 2 A találmány tárgya buborék előállító bereadezés, amellyel légnemű anyaggal töltött, igen kis tömegű, azonos méretű, stabil és különálló buborékok folyamatosan, nagy mennyiségben előállíthatok A berendezés elsősorban légnemű közegben végzett áramlástechnikai vizsgálatokhoz alkalmas, de más célokra is használható, ahol ilyen buborékokra van szükség, pl. bizonyos jelenségek modellezésénél. A leírásban a találmányt áramlástechnikai vizsgálatok kapcsán mutatjuk be. Az áramlástechnikai problémák jelentős részénél kismintavizsgálatokra és az elkészült nagymintán ellenőrző mérésekre van szükség. A hasonlósági feltételek biztosításához és egyéb okokból is igen gyakran a kismintához is légnemű közeget keU alkalmazni. Légnemű közegek esetén síkbeli, hengerszimmetrikus és még bonyolultabb térbeli áramlásoknál különösen a kisebb sebességtartományokban (vL < 1 m/s) komoly problémát okoz az áramkép méréssel történő meghatározása. A megfelelő érzékenységű műszerek drágák, helyszíni, üzemi vizsgálatokhoz sok esetben nem is alkalmazhatók, a mérés pedig nagyon időigényes. További problémát jelent, ha a vizsgált térben hőmérséklet különbségek is vannak. Instacionárius esetben pedig egyidőben sok helyen kell mérést végezni, ami egyrészt több műszer elhelyezését jelenti, másrészt a sok műszer az áramképet is módosíthatja. Jelzőfüst alkalmazásával a sebességirányok meghatározhatók, de erősen turbulens áramlásban a füst igen hamar szétoszlik. Ha pedig sok füstforrást helyezünk el, az egymásra hatás okoz zavart. Végül e módszerrel csak a sebesség irányát határozhatjuk meg, nagyságát még közeh'tőlegsem. Folyadék halmazállapotú közeg síkáramlásánál igen jól bevált a nyomjelzéses technika, ahol a folyadék felszínére, pl. alumíniumport szórnak, és az áramkép egyszerű fényképezés útján meghatározható. Hasonló eljárást légnemű közeg esetében is használnak, de itt sokkal nehezebb megfelelő nyomjelző anyagot találni. Az általában használt nyomjelzők; izzó fűrészpor, igen kisméretű porszemcsék, habosított műanyag reszelék, kis sűrűségű gázzal - pl. hidrogénnel, héliummal - töltött gömböcskék stb. A légnemű közegek kissebességű áramlásának vizsgálatához is alkalmas nyomjelző anyagok részecskéivel szemben a következő követelmények vannak- azonos méretű, szabályos gömb alak,- igen kicsi tömeg, kis esési végsebesség,- elegendően nagy méret a köanyű regisztráláshoz,- hőmérséklet érzéketlenség,- hordozható, kis méretű, olcsó, egyszerű szerkezetű, szennyezett közegben is használható, külső hatásokkal szemben nem érzékeny berendezéssel, nagy mennyiségben, folyamatosan legyenek előállíthatok,- ne legyenek tűzveszélyesek, ne szennyezzék a környezetet és végül- az egyes gömbök stabilak legyenek, ne tapadjanak össze. Az 1 526 161 számú angol szabadalmi leírásból ismert egy olyan buborék előállító játék, amelyben egy forgó elemen kiképzett buborékképző gyűrűk a forgás során előbb folyadékba merülnek, majd a folyadékból kilépve egy ventüátor eiőtt haladnak el, ahol a levegőáram hatására buborékok szakadnak le a gyűrűkről. Ez a megoldás ügy es játékszer, azonban áramlástechnikai vizsgálatokhoz kevéssé alkalmas, mivel az általa előállítható buborékok nem egyforma méretűek. A találmány megalkotásakor az volt a célunk, hogy olyan buborék előállító berendezést hozzunk létre, amellyel az áramlástechnikai vizsgálatok fentiekben részletezett követelményeinek megfelelő buborékokat lehet előállítani. A találmány tehát buborék előállító berendezés, elsősorban áramlástechnikai vizsgálatokhoz, amelynek mosószer jellegű folyadékot tartalmazó tartálya, tengely körül forgathatóan ágyazott, a forgatás során a folyadékon áthaladó buborékképző elemei és a folyadékból kilépett buborékkcpző elemekre gázáramot bocsátó eszköze van. A találmányt az jellemzi, hogy a buborékképző elemek a gázáram be- és kilépési helyénél olyan tórusz, fél-tórusz vagy negyed-tórusz alakban végződnek, amelynél a tórusz belső átmérőjének és a tórusz lekerekítési átmérőjének hányadosa 2 és 7 között van, és az eszköznek a forgás során az előtte elhaladó buborékképző elemekre gázsugarat bocsátó kör keresztmetszetű fúvóká ja van. A találmány szerinti intézkedésekkel, azaz a buborékképző elem találmány szerinti kialakításával és az áramlási viszonyok megfelelő találmány szerinti beállításával elérhető, hogy egyetlen folyadékkal töltött buborckképző elemből a fúvóka előtti elhaladás során, a gázáramlásban kialakuló periodikus leválási jelenségek miatt nem egy, hanem több, általában 4-6 db szigorúan azonos méretű buborék lép ki. A találmány szerinti berendezéssel akár másodpercenként több száz egyforma méretű buborék is előállítható. Célszerűen a buborékképző elemeket néhány menetes csavarrugó, vagy két egymáshoz erősített tórusz, vagy olyan lekerekített gyűrű képezi, amelynek belső palástján körbefutó horony van kiképezve. Ezek a megoldások előnyösek ahhoz, hogy a folyadékból kiemelkedő buborékképző elem több buborék számára elegendő folyadékot vigyen magával. Elrendezhetők a buborékképző elemek egy agyhoz csatlakozó küllők végén vagy egy tárcsa kerülete mentén egy sorban. Lehetséges azonban olyan kivitel is, ahol igen nagyszámú buborék előállítására a buborékképző elemeket egy hengerpaláston több sorban kialakított nyüások képezik. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés metszeti képe a 2. ábra A’-A’ vonala mentén, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés vázlatos oldalnézeti képe, a 3. és 4. ábra a buborékképző elemek egy-egy kialakítását mutatja, az 5. és 6. ábra a találmány szerinti berendezés alkalma-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
