RU221739U1 - WATER FILLING CHAMBER OF AQUAVENDING APPARATUS - Google Patents

WATER FILLING CHAMBER OF AQUAVENDING APPARATUS Download PDF

Info

Publication number
RU221739U1
RU221739U1 RU2023121338U RU2023121338U RU221739U1 RU 221739 U1 RU221739 U1 RU 221739U1 RU 2023121338 U RU2023121338 U RU 2023121338U RU 2023121338 U RU2023121338 U RU 2023121338U RU 221739 U1 RU221739 U1 RU 221739U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
pipe
nozzle
flow
container
Prior art date
Application number
RU2023121338U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Владимирович Вяткин
Original Assignee
Вячеслав Владимирович Вяткин
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Владимирович Вяткин filed Critical Вячеслав Владимирович Вяткин
Application granted granted Critical
Publication of RU221739U1 publication Critical patent/RU221739U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам, осуществляющим операции подготовки и автоматизированной продажи воды, которую покупатель воды приобретает посредством этого аппарата, помещая для этого свою тару для воды в его (аппарата) камеру налива воды. Техническая проблема заключается в необходимости простыми средствами обеспечить ламинарное истечение воды из патрубка налива воды с целью упрощения центрации тары относительно патрубка налива воды и исключения разбрызгивания воды при ее истечении из патрубка налива воды. Технический результат заключается в том, что искомое ламинарное истечение воды из патрубка налива воды обеспечивается существенным уменьшением условного диаметра потока воды в этом патрубке, обусловленным расщеплением (разделением) единого входного турбулентного потока воды на множество туннельных потоков воды в этом патрубке, так что каждый такой туннельный поток имеет существенно меньший условный диаметр относительно условного диаметра указанного единого входного (турбулентного) потока. Камера налива воды аквавендингового аппарата представляет собой установленный на лицевой панели этого аппарата короб, в верхней части которого расположен вертикально ориентированный патрубок 1 с установленным в нем в области его выхода мультитуннельным соплом 4 постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода. При этом мультитуннельность сопла 4 обеспечивается установленной внутри него и закрепленной в нем при помощи сварки объемной пластинчатой конструкцией, состоящей (в оптимальном варианте) из четырех продольно ориентированных пластин 6-9, создающих внутри сопла 4 восемь гидротуннелей 10. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. The utility model relates to aqua-vending devices that carry out the operations of preparing and automatically selling water, which the water buyer purchases through this device by placing his water container in its (the device’s) water filling chamber. The technical problem lies in the need to ensure, by simple means, laminar flow of water from the water filling pipe in order to simplify the centering of the container relative to the water filling pipe and to prevent splashing of water when it flows out of the water filling pipe. The technical result is that the desired laminar outflow of water from the water loading pipe is ensured by a significant reduction in the nominal diameter of the water flow in this pipe, due to the splitting (division) of a single input turbulent water flow into many tunnel water flows in this pipe, so that each such tunnel the flow has a significantly smaller nominal diameter relative to the nominal diameter of the specified single input (turbulent) flow. The water filling chamber of an aquavending apparatus is a box installed on the front panel of this apparatus, in the upper part of which there is a vertically oriented pipe 1 with a multitunnel nozzle 4 of constant cross-section installed in it in the area of its outlet for a turbulent-laminar transition. In this case, the multi-tunneling of the nozzle 4 is ensured by a volumetric plate structure installed inside it and secured in it by welding, consisting (in the optimal variant) of four longitudinally oriented plates 6-9, creating eight hydraulic tunnels 10. 2 s.p. inside the nozzle 4. f-ly, 5 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model relates

Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам, осуществляющим операции подготовки и автоматизированной продажи воды, которую покупатель воды приобретает посредством этого аппарата, помещая для этого свою тару для воды в его (аппарата) камеру налива воды. Уровень техникиThe utility model relates to aqua-vending devices that carry out the operations of preparing and automatically selling water, which the water buyer purchases through this device by placing his water container in its (the device’s) water filling chamber. State of the art

Известна камера налива воды аквавендингового аппарата, представляющая собой установленный на лицевой панели аквавендингового аппарата короб, в верхней части которого установлен вертикально ориентированный патрубок налива воды в тару покупателя воды, центратор этой тары относительно этого патрубка, а также заслонку с управляющим приводом. При этом указанный патрубок расположен в специально предназначенном для него углублении в верхней стенке камеры, закрытом указанной заслонкой с возможностью временного открывания данного углубления для налива воды в тару покупателя воды (см. описание полезной модели по патенту RU №180571 U1, В67С 3/00, B67D 7/00, опубликовано: 18.06.2018 Бюл. №17, патентообладатель Бакалейко В.В.).The water filling chamber of an aqua-vending apparatus is known, which is a box installed on the front panel of the aqua-vending apparatus, in the upper part of which there is a vertically oriented pipe for filling water into the container of the water buyer, a centralizer of this container relative to this pipe, as well as a damper with a control drive. In this case, the specified pipe is located in a recess specially designed for it in the upper wall of the chamber, closed by the specified valve with the possibility of temporarily opening this recess for pouring water into the container of the water buyer (see the description of the utility model according to patent RU No. 180571 U1, B67C 3/00, B67D 7/00, published: 06/18/2018 Bulletin No. 17, patent holder V.V. Bakaleyko).

Признаки известной камеры налива, общие с признаками заявленного для патентования технического решения, заключаются в наличии указанных короба и вертикально ориентированного патрубка налива воды в тару покупателя воды.The features of the known filling chamber, which are common to the features of the technical solution claimed for patenting, consist in the presence of the specified box and a vertically oriented pipe for pouring water into the container of the water buyer.

Причина, препятствующая получению в известной камере налива технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в том, что в известной камере патрубок налива воды расположен в углублении в верхней стенке камеры, закрытом заслонкой, что усложняет конструкцию камеры и делает невозможным визуальное восприятие потребителем воды этого патрубка, необходимое для визуальной центровки горлышка тары покупателя относительно патрубка налива.The reason that prevents the well-known loading chamber from obtaining a technical result, which is ensured by the technical solution claimed for patenting, is that in the known chamber the water filling pipe is located in a recess in the upper wall of the chamber, closed by a damper, which complicates the design of the chamber and makes visual perception impossible water consumer of this pipe, necessary for visual alignment of the neck of the buyer’s container relative to the filling pipe.

Известна камера налива воды аквавендингового аппарата (прототип), которая представляет собой установленный на лицевой панели аквавендингового аппарата короб, в верхней части которого установлен вертикально ориентированный патрубок налива воды в тару покупателя воды и центратор, снабженный источником света, дающим возможность покупателю воды при помощи этого источника осуществлять визуальную центровку горлышка указанной тары относительно указанного патрубка (см. описание изобретения по патенту RU №2725515 C1, В67С 3/00, опубликовано: 02.07.2020 Бюл. №19, патентообладатель Вяткин В.В.).A known water filling chamber for an aqua-vending apparatus (prototype), which is a box installed on the front panel of an aqua-vending apparatus, in the upper part of which there is a vertically oriented pipe for pouring water into the container of the water buyer and a centralizer equipped with a light source, allowing the buyer of water to use this source carry out visual alignment of the neck of the specified container relative to the specified pipe (see the description of the invention under patent RU No. 2725515 C1, B67C 3/00, published: 07/02/2020 Bulletin No. 19, patent holder V.V. Vyatkin).

Признаки известной камеры налива (прототипа), общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что известная камера представляет собой установленный на лицевой панели аквавендингового аппарата короб, в верхней части которого установлен вертикально ориентированный патрубок налива воды в тару покупателя воды, временно располагаемую для этого в этом коробе.The features of the known filling chamber (prototype), common with the features of the claimed technical solution, are that the known chamber is a box installed on the front panel of the aqua-vending apparatus, in the upper part of which there is a vertically oriented pipe for pouring water into the water buyer’s container, temporarily located for this in this box.

Причина, препятствующая получению в известной камере налива (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в том, что указанное визуальное центрирование горлышка тары относительно патрубка осуществляется покупателем воды при помощи специального устройства (центратора), снабженного для этого соответствующим источником света, что усложняет конструкцию камеры налива и усложняет для покупателя воды процедуру визуальной центрации горлышка тары относительно патрубка в условиях значительной вариативности вертикального габарита этой тары.The reason that prevents the known filling chamber (prototype) from obtaining the technical result that is provided by the technical solution claimed for patenting is that the specified visual centering of the container neck relative to the nozzle is carried out by the buyer of water using a special device (centralizer), equipped for this purpose with an appropriate source light, which complicates the design of the filling chamber and complicates the procedure for the water buyer to visually center the neck of the container relative to the nozzle in conditions of significant variability in the vertical dimensions of this container.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости упрощения конструкции камеры налива за счет исключения из ее конструкции специального центратора, но так, чтобы искомая функция визуальной центрации была не только сохранена, но и существенно упрощена для покупателя воды в условиях значительной вариативности вертикального габарита его тары (5-19 литров) и, соответственно, расстояния между патрубком налива воды и горлышком тары (при условии, что любую тару для ее наполнения водой устанавливают на дно камеры налива, а не подвешивают за горлышко вблизи патрубка налива, так как такое подвешивание является плохим вариантом для потребителя из-за значительной физической нагрузки на него при снятии заполненной водой тары с указанного подвеса).The technical problem to be solved by the patented technical solution is the need to simplify the design of the filling chamber by eliminating a special centralizer from its design, but in such a way that the desired function of visual centralization is not only preserved, but also significantly simplified for the buyer of water in conditions of significant variability in the vertical dimensions of its container (5-19 liters) and, accordingly, the distance between the water filling pipe and the neck of the container (provided that any container for filling it with water is installed at the bottom of the filling chamber, and is not suspended by the neck near the filling pipe , since such hanging is a bad option for the consumer due to the significant physical stress on him when removing the water-filled container from the specified suspension).

Таким образом, техническая проблема заключается в необходимости простыми средствами обеспечить ламинарное истечение воды из патрубка налива воды, так как:Thus, the technical problem lies in the need to ensure, by simple means, laminar flow of water from the water filling pipe, since:

1) относительно именно при помощи ламинарного потока легко центрировать тару покупателя воды относительно патрубка налива воды на расстоянии этой тары от этого патрубка,1) relatively, with the help of laminar flow, it is easy to center the container of the water buyer relative to the water filling pipe at the distance of this container from this pipe,

2) именно для ламинарного истечения воды из патрубка налива воды характерно отсутствие разбрызгивания этой воды по сторонам, что исключает потери части воды по пути в тару покупателя воды, а также исключает неприятное для покупателя воды попадания на него этой воды (разбрызгивающейся в случае ее турбулентного истечения).2) it is the laminar flow of water from the water filling pipe that is characterized by the absence of splashing of this water on the sides, which eliminates the loss of part of the water on the way to the water buyer’s container, and also eliminates the unpleasant for the water buyer of this water getting on him (spraying in the event of its turbulent flow ).

При этом в соответствие с известной формулой Рейнольдса ламинарное истечение можно обеспечить существенным снижением скорости истечения воды из патрубка налива воды. Однако это совершенно неприемлемо для потребителя в процессе аквавендинга, так как ведет к существенному увеличению времени наполнения его тары водой. При этом практика показывает, что психологически допустимое для потребителя время наполнения, например 5-ти литровой тары, составляет 25 сек., так что при превышении этого времени увеличивается вероятность отказа потребителя от услуг такого «медленного» аквавендинга.At the same time, in accordance with the well-known Reynolds formula, laminar flow can be ensured by a significant reduction in the speed of water flow from the water filling pipe. However, this is completely unacceptable for the consumer in the process of aquavending, as it leads to a significant increase in the time it takes to fill his container with water. At the same time, practice shows that the psychologically acceptable time for a consumer to fill, for example, a 5-liter container, is 25 seconds, so if this time is exceeded, the likelihood of the consumer refusing the services of such “slow” aquavending increases.

Другой вариант, также диктуемый формулой Рейнольдса, заключается в уменьшении условного диаметра потока воды за счет уменьшения внутреннего диаметра патрубка налива воды. Однако в соответствие с законом неразрывности потока такое уменьшение диаметра ведет к увеличению скорости движения воды в потоке, что сводит на нет указанное уменьшение условного диаметра потока.Another option, also dictated by the Reynolds formula, is to reduce the nominal diameter of the water flow by reducing the internal diameter of the water filling pipe. However, in accordance with the law of continuity of flow, such a decrease in diameter leads to an increase in the speed of water movement in the flow, which negates the indicated reduction in the nominal diameter of the flow.

Третий вариант (общеизвестный и весьма популярный) - установка сетки на выходном торце патрубка. При этом сетка отчасти решает задачу ламинаризации потока, а также осуществляет аэрацию потока. Но все это достигается за счет существенного увеличения гидравлического сопротивления (это свойство сетки), что ведет к снижению расхода воды и необходимо следующему из этого увеличению времени наполнения тары покупателя воды, что неприемлемо по изложенным выше причинам.The third option (well-known and very popular) is to install a mesh at the outlet end of the pipe. In this case, the mesh partly solves the problem of laminarization of the flow, and also carries out aeration of the flow. But all this is achieved due to a significant increase in hydraulic resistance (this is a property of the mesh), which leads to a decrease in water consumption and the resulting increase in the time it takes to fill the buyer’s container with water is necessary, which is unacceptable for the reasons stated above.

Таким образом, проблема также заключается в том, чтобы обеспечить ламинарное истечение воды из патрубка налива воды без заметного уменьшения расхода воды, что возможно только за счет уменьшения условного диаметра потока воды «в обход» закона неразрывности этого потока.Thus, the problem also lies in ensuring laminar flow of water from the water filling pipe without a noticeable decrease in water flow, which is only possible by reducing the nominal diameter of the water flow “bypassing” the law of continuity of this flow.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в том, что искомое ламинарное истечение воды из патрубка налива воды обеспечивается существенным уменьшением условного диаметра потока воды в этом патрубке, обусловленным расщеплением (разделением) единого входного турбулентного потока воды на множество туннельных потоков воды в этом патрубке, так что каждый такой туннельный поток имеет существенно меньший условный диаметр относительно условного диаметра указанного единого входного (турбулентного) потока. При этом скорость движения каждого туннельного потока примерно равна скорости движения этого входного потока за счет именно указанного расщепления, «отменяющего» действие закона неразрывности потока, что и дает возможность уменьшить условный диаметр потока без заметного увеличения или уменьшения скорости потока.The technical result that mediates the solution to this technical problem is that the desired laminar outflow of water from the water filling pipe is ensured by a significant reduction in the nominal diameter of the water flow in this pipe, caused by the splitting (division) of a single input turbulent water flow into many tunnel water flows in this branch pipe, so that each such tunnel flow has a significantly smaller nominal diameter relative to the nominal diameter of the specified single input (turbulent) flow. In this case, the speed of movement of each tunnel flow is approximately equal to the speed of movement of this input flow due to the specified splitting, which “cancels” the effect of the law of flow continuity, which makes it possible to reduce the conditional diameter of the flow without a noticeable increase or decrease in the flow speed.

Таким образом, благодаря новой конструкции камеры налива она приобретает новое свойство, заключающееся в обеспечении эффекта турбулентно-ламинарного перехода за счет расположения в патрубке налива воды специального сопла, названного нами как мультитуннельное сопло постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода. При этом данный эффект турбулентно-ламинарного перехода в этом сопле обеспечивается указанным расщеплением (разделением) единого входного (турбулентного) потока на множество туннельных потоков в этом сопле, что ведет к уменьшению числа Рейнольдса в каждом туннельном потоке до уровня ламинарного течения за счет соответствующего уменьшения условного диаметра потока в каждом туннеле сопла, после чего эти туннельные (ламинарные) потоки на выходе из сопла вновь объединяются в единый выходной и уже ламинарный поток, истекающий из сопла с тем же условным диаметром и с той же скоростью, что и указанный входной турбулентный поток.Thus, thanks to the new design of the filling chamber, it acquires a new property, which is to ensure the effect of a turbulent-laminar transition due to the location of a special nozzle in the water filling pipe, which we called a multi-tunnel nozzle of constant cross-section for a turbulent-laminar transition. In this case, this effect of the turbulent-laminar transition in this nozzle is ensured by the specified splitting (separation) of a single input (turbulent) flow into many tunnel flows in this nozzle, which leads to a decrease in the Reynolds number in each tunnel flow to the level of laminar flow due to a corresponding decrease in the conditional diameter of the flow in each nozzle tunnel, after which these tunnel (laminar) flows at the exit from the nozzle are again combined into a single output and already laminar flow flowing out of the nozzle with the same nominal diameter and at the same speed as the specified input turbulent flow.

Достигается технический результат тем, что камера налива воды аквавендингового аппарата, представляющая собой установленный на лицевой панели этого аппарата короб, в верхней части которого установлен вертикально ориентированный патрубок налива воды в тару покупателя воды, временно располагаемую для этого в этом коробе, дополнительно содержит мультитуннельное сопло постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода, установленное в указанном патрубке в области его выхода, которое представляет собой отрезок трубы, внутри которого установлены продольно ориентированные пластины, разделяющие канал этого сопла на множество продольных гидротуннелей.The technical result is achieved in that the water filling chamber of the aquavending apparatus, which is a box installed on the front panel of this apparatus, in the upper part of which a vertically oriented pipe for filling water into the container of the water buyer, temporarily located for this purpose in this box, is installed, additionally contains a multi-tunnel nozzle of permanent cross-section for a turbulent-laminar transition, installed in the specified nozzle in the area of its exit, which is a section of pipe inside which longitudinally oriented plates are installed, dividing the channel of this nozzle into many longitudinal hydraulic tunnels.

Достигается технический результат также тем, что указанное мультитуннельное сопло выполнено с наружной резьбой, при этом указанный па- трубок налива воды выполнен с внутренней резьбой, ответной указанной наружной резьбе, так что указанное сопло установлено в указанном патрубке посредством соответствующего резьбового соединения.The technical result is also achieved by the fact that the specified multi-tunnel nozzle is made with an external thread, while the specified water filling pipe is made with an internal thread corresponding to the specified external thread, so that the specified nozzle is installed in the specified pipe by means of an appropriate threaded connection.

Достигается технический результат также тем, что указанное мультитуннельное сопло содержит восемь продольных гидротуннелей, образованных установленными в сопле четырьмя продольно ориентированными пластинами.The technical result is also achieved by the fact that the specified multi-tunnel nozzle contains eight longitudinal hydraulic tunnels formed by four longitudinally oriented plates installed in the nozzle.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 приведено схематическое изображение камеры налива аквавендингового аппарата с временно установленной в ней тарой потребителя воды (камера налива изображена в виде вертикально вытянутого прямоугольника и позицией не обозначена); на фиг. 2 приведена фотография опытного образца мультитуннельного сопла постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода, а именно, вид сбоку и со стороны его выходного торца, т.е. нижнего конца сопла в его рабочем положении; на фиг. 3 приведена фотография того же сопла, вид сбоку и со стороны его входного торца, т.е. верхнего конца сопла в его рабочем положении; на фиг. 4 схематично показано вертикальное (продольное) сечение группы продольных (т.е. ориентированных в направлении оси Z) пластин сопла, разделяющих канал сопла на продольные туннели, в ортогональных осях координатах X-Z, где X - одна из горизонтальных (поперечных для сопла) осей, Z - вертикальная (продольная для сопла) ось; на фиг. 5 схематично со стороны любого торца сопла (входного или выходного; или в поперечном сечении сопла) показана группа продольных (т.е. ориентированных в направлении оси Z) пластин сопла, разделяющих канал сопла на продольные туннели, в ортогональных осях координатах X-Y, где X - та же горизонтальная (поперечная для сопла) ось, Y - другая горизонтальная (другая поперечная для сопла) ось.In fig. 1 shows a schematic representation of the filling chamber of an aqua-vending apparatus with a water consumer container temporarily installed in it (the filling chamber is shown as a vertically elongated rectangle and is not marked with a position); in fig. Figure 2 shows a photograph of a prototype multitunnel nozzle of constant cross-section for a turbulent-laminar transition, namely, a side view and from its outlet end, i.e. the lower end of the nozzle in its working position; in fig. Figure 3 shows a photograph of the same nozzle, side view and from its inlet end, i.e. the upper end of the nozzle in its working position; in fig. 4 schematically shows a vertical (longitudinal) section of a group of longitudinal (i.e. oriented in the direction of the Z axis) nozzle plates dividing the nozzle channel into longitudinal tunnels, in orthogonal axes X-Z coordinates, where X is one of the horizontal (transverse to the nozzle) axes, Z - vertical (longitudinal for the nozzle) axis; in fig. 5 schematically from any end of the nozzle (inlet or outlet; or in the cross section of the nozzle) shows a group of longitudinal (i.e. oriented in the direction of the Z axis) nozzle plates dividing the nozzle channel into longitudinal tunnels, in orthogonal axes X-Y coordinates, where X - the same horizontal (transverse for the nozzle) axis, Y - another horizontal (different transverse for the nozzle) axis.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Камера налива воды аквавендингового аппарата представляет собой короб, установленный (закрепленный) на лицевой панели аквавендингового аппарата с возможностью доступа покупателя воды внутрь этого короба, т.е. в камеру налива (которая на фиг. 1 условно показана в виде вертикально вытянутого прямоугольника, а лицевая панель аквавендингового аппарата и сам аппарат не показаны).The water filling chamber of an aqua-vending machine is a box installed (fixed) on the front panel of the aqua-vending machine with the possibility of access for the water buyer inside this box, i.e. into the filling chamber (which in Fig. 1 is conventionally shown as a vertically elongated rectangle, and the front panel of the aquavending apparatus and the apparatus itself are not shown).

При этом в верхней части камеры налива воды расположен узел налива воды в тару покупателя воды, который включает вертикально ориентированный патрубок 1 (с установленным в нем мультитуннельным соплом 4) для налива воды в тару 2 покупателя воды, временно устанавливаемую для этого под патрубком 1 на расстоянии от него с возможностью обеспечения соответствующего вертикального (причем, ламинарного) потока 3 воды из патрубка 1 в тару 2 через ее горлышко.In this case, in the upper part of the water filling chamber there is a unit for filling water into the water buyer's container, which includes a vertically oriented pipe 1 (with a multi-tunnel nozzle 4 installed in it) for pouring water into the water buyer's container 2, which is temporarily installed for this purpose under the pipe 1 at a distance from it with the possibility of providing an appropriate vertical (and laminar) flow 3 of water from the pipe 1 into the container 2 through its neck.

Патрубок 1 представляет собой полый вертикально ориентированный круглый цилиндр, т.е. отрезок круглой трубы с внутренней резьбой (эта резьба не показана и позицией, соответственно, не обозначена). При этом внутри патрубка 1 при помощи этой резьбы установлено мультитуннельное сопло 4 постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода, причем установлено при помощи резьбового соединения, обусловленного тем, что и это сопло 4 также выполнено с соответствующей (ответной) наружной резьбой 5 (фиг. 2, 3).Pipe 1 is a hollow vertically oriented round cylinder, i.e. a piece of round pipe with an internal thread (this thread is not shown and, accordingly, is not marked with a position). In this case, inside the pipe 1 with the help of this thread, a multi-tunnel nozzle 4 of constant cross-section for a turbulent-laminar transition is installed, and it is installed using a threaded connection due to the fact that this nozzle 4 is also made with a corresponding (matching) external thread 5 (Fig. 2, 3).

Указанная мультитуннельность сопла 4 обеспечивается установленной внутри него и закрепленной в нем при помощи сварки объемной пластинчатой конструкцией, состоящей (в оптимальном варианте) из четырех продольно ориентированных пластин 6-9 (фиг. 2-5), создающих внутри сопла 4 восемь продольных туннелей 10 (фиг. 4, 5).The specified multi-tunnel capacity of the nozzle 4 is ensured by a volumetric plate structure installed inside it and fixed in it by welding, consisting (in the optimal version) of four longitudinally oriented plates 6-9 (Fig. 2-5), creating eight longitudinal tunnels 10 inside the nozzle 4 ( Fig. 4, 5).

Рассматривая данные пластины 6-9 в прямоугольной системе координат OX, OY, OZ (используемой на фиг. 2-5), надо отметить, что все эти пластины ориентированы своими плоскостями параллельно оси апликат OZ, одновременно являющейся осью сопла 4. Кроме того, пластины 6-9 связаны между собой сваркой и тем самым образуют единую объемную пластинчатую конструкцию. При этом одна из них, а именно пластина 6, расположена параллельно координатной плоскости ZOX (или условно в самой этой плоскости, но в любом случае по диаметру сопла 4), а другие пластины 7-9 расположены параллельно координатной плоскости YOZ, причем эти другие расположены на расстоянии друг от друга и от внутренних стенок сопла 4 для образования указанных гидротуннелей 10, которые как раз и создают искомую мультитуннельность сопла 4.Considering the data of plates 6-9 in the rectangular coordinate system OX, OY, OZ (used in Fig. 2-5), it should be noted that all these plates are oriented with their planes parallel to the applicate axis OZ, which is also the axis of the nozzle 4. In addition, the plates 6-9 are connected to each other by welding and thereby form a single volumetric plate structure. In this case, one of them, namely plate 6, is located parallel to the coordinate plane ZOX (or conditionally in this plane itself, but in any case along the diameter of the nozzle 4), and the other plates 7-9 are located parallel to the coordinate plane YOZ, and these others are located at a distance from each other and from the inner walls of the nozzle 4 to form the indicated hydraulic tunnels 10, which precisely create the desired multitunnel of the nozzle 4.

При этом смысл и назначение этой мультитуннельности заключается в возможности при ее помощи обеспечить искомый турбулентно-ламинарный переход. Необходимость в таком переходе обусловлена тем, что исходный поток воды, протекающий по соответствующему трубопроводу и направляющийся в тару 2 из патрубка 1, является турбулентным по определению, причем как из-за скорости потока, обусловленной допустимо максимальным временем заполнения тары 2, так и из-за извилистости пути движения этого потока. Такой турбулентный поток, выходя из патрубка 1, имеет тенденцию к разбрызгиванию воды по сторонам, создавая потери воды и известные неудобства потребителю воды. Традиционно компенсируют этот недостаток тем, что максимально приближают горлышко тары 2 к выходному торцу патрубка 1, а в пределе даже создают возможность введения патрубка 1 прямо в горлышко тары 2, подвешивая для этого эту тару 2 за это ее горлышко. Однако тара 2 имеет разный вертикальный габарит, причем есть такая большая тара, что подвешивание ее за горлышко технически затруднено из-за тяжести заполненной водой такой тары. Таким образом, лучшим универсальным способом совмещения оси горлышка тары 2 с осью патрубка 1 является обеспечение устойчивого ламинарного характера потока 3. Но для этого необходимо изначально турбулентный поток преобразовать в ламинарный т.е. осуществить тот самый турбулентно-ламинарный переход, обеспечиваемый тем самым мультитуннельным соплом 4.Moreover, the meaning and purpose of this multitunnel is the ability to provide the desired turbulent-laminar transition with its help. The need for such a transition is due to the fact that the initial flow of water flowing through the corresponding pipeline and directed into container 2 from pipe 1 is turbulent by definition, both due to the flow rate determined by the permissible maximum time for filling container 2, and because for the tortuosity of the path of this flow. Such a turbulent flow, leaving pipe 1, tends to splash water on the sides, creating water losses and known inconvenience to the water consumer. Traditionally, this drawback is compensated for by bringing the neck of the container 2 as close as possible to the outlet end of the pipe 1, and in the extreme they even create the possibility of inserting the pipe 1 directly into the neck of the container 2, for this purpose suspending this container 2 by its neck. However, container 2 has a different vertical dimension, and there is such a large container that hanging it by the neck is technically difficult due to the weight of such a container filled with water. Thus, the best universal way to align the axis of the container neck 2 with the axis of the nozzle 1 is to ensure a stable laminar flow 3. But for this it is necessary to initially convert the turbulent flow into laminar i.e. to carry out the same turbulent-laminar transition, provided thereby by the multi-tunnel nozzle 4.

Возможность турбулентно-ламинарного перехода в рассматриваемом мультитуннельном сопле 4 обусловлена известным гидравлическим законом, выраженным формулой Рейнольдса: где - средняя скорость потока воды, d - условный диаметр потока, - кинематический коэффициент вязкости воды, Re - число Рейнольдса. При этом из опыта широко известно критическое число Рейнольдса для круглого потока так что при имеет место ламинарный поток, а при Re > Reкр. - турбулентный. Отсюда следует, что для турбулентно-ламинарного перехода в отношении определенной жидкости (в нашем случае воды) надо либо уменьшать либо уменьшать d, либо уменьшать оба. Однако в аквавендинге уменьшение не представляется возможным, так как это ведет к увеличению времени наполнения водой тары покупателя воды, что обычно вызывает у покупателя психологический дискомфорт. Таким образом, искомый турбулентно-ламинарный переход возможен только за счет значительного уменьшения d. Однако, если это уменьшение d осуществить за счет уменьшения условного диаметра потока в патрубке 1 то приемлемый эффект турбулентно-ламинарного перехода не будет достигнут, так как в соответствие с известным в гидравлике законом неразрывности потока уменьшение d неизбежно ведет к соответствующему (относительно компенсирующему) увеличению Надо, следовательно, уменьшить d так, чтобы при этом не произошло увеличение Это возможно только путем создания условия, при котором не действует закон неразрывности потока. Другими словами, исходный поток воды в патрубке 1 с условным диаметром должен быть расщеплен (разделен) на несколько туннельных потоков, условный диаметр каждого из которых значительно меньше условного диаметра Эту функцию как раз и выполняет мультитуннельное сопло 4 постоянного поперечного сечения, в котором указанное расщепление (разделение) исходного потока на множество туннельных потоков меньшего условного диаметра осуществляют продольно ориентированные пластины 6-9, исключающие действие закона неразрывности потока.The possibility of a turbulent-laminar transition in the multitunnel nozzle 4 under consideration is due to the well-known hydraulic law expressed by the Reynolds formula: Where - average water flow speed, d - nominal flow diameter, - kinematic coefficient of water viscosity, Re - Reynolds number. Moreover, the critical Reynolds number for a round flow is widely known from experience so when laminar flow takes place, and at Re > Re cr. - turbulent. It follows that for a turbulent-laminar transition in relation to a certain liquid (in our case, water), it is necessary to either reduce either decrease d or decrease both. However, in aquavending, the decrease is not possible, since this leads to an increase in the time it takes for the buyer to fill the water container with water, which usually causes psychological discomfort for the buyer. Thus, the desired turbulent-laminar transition is possible only due to a significant decrease in d. However, if this reduction in d is carried out by reducing the nominal diameter of the flow in pipe 1 then the acceptable effect of the turbulent-laminar transition will not be achieved, since in accordance with the law of flow continuity known in hydraulics, a decrease in d inevitably leads to a corresponding (relatively compensating) increase It is therefore necessary to reduce d so that there is no increase in This is only possible by creating a condition under which the law of continuity of flow does not apply. In other words, the initial water flow in pipe 1 with a nominal diameter must be split (divided) into several tunnel flows, the nominal diameter of each of which is significantly smaller than the nominal diameter This function is precisely performed by a multi-tunnel nozzle 4 of constant cross-section, in which the specified splitting (separation) of the initial flow into many tunnel flows of smaller nominal diameter is carried out by longitudinally oriented plates 6-9, excluding the effect of the law of flow continuity.

Функционирование камеры налива происходит следующим образом.The filling chamber operates as follows.

Покупатель воды устанавливает свою тару 2 в камеру налива на дно этой камеры (или на специальную подставку, которая на фиг. 1 не показана), подводя горлышко тары 2 под патрубок 1. При этом вертикальный габарит камеры налива предусмотрен значительный, причем такой, что дает возможность установить в эту камеру тару максимально возможного габарита, так что для такой тары ее горлышко будет располагаться достаточно близко от выходного торца патрубка 1 и по этой причине центрация горлышка такой тары относительно патрубка 1 не вызовет каких либо трудностей. При таких обстоятельствах и ламинарность потока 3 не является обязательной. Однако в камеру налива покупатель может установить и малую тару, например бутыль на 5 литров, изготовленную из прозрачного пластика (весьма популярный вариант по причине распространенности такой бутыли и умеренной тяжести такой бутыли с водой). В этом случае расстояние между выходным торцом патрубка 1 и входным торцом горлышка тары 2 будет значительным, как показано на фиг. 1, что и делает актуальным вопрос о центрации горлышка тары 2 относительно патрубка 1. Вопрос этот разрешается достаточно просто, например тем, что на дне камеры краской наносят достаточно яркое пятно, расположенное на одной условной вертикальной прямой с патрубком 1 так, что при виртуально представляемом истечении воды из патрубка 1 (т.е. при отсутствии в камере налива тары 2) поток 3 попадал бы точно в указанное пятно и при этом на всем пути от патрубка 1 до дна камеры налива представлял бы собой именно ламинарный поток. Тогда покупатель устанавливает тару 2 в камеру налива с ориентацией по указанному ламинарному потоку 3, исходя из известной ему пространственной связи патрубка 1 с указанным пятном. Другой вариант центрации заключается в расположении внутри патрубка 1 источника света, луч которого выходит из патрубка 1 вертикально вниз и покупатель устанавливает тару 2, ориентируя ее по указанному лучу, ассоциированному с ламинарным потоком 3.The water buyer installs his container 2 in the filling chamber at the bottom of this chamber (or on a special stand, which is not shown in Fig. 1), bringing the neck of the container 2 under the pipe 1. In this case, the vertical dimension of the filling chamber is provided significant, and such that it gives the ability to install a container of the maximum possible size in this chamber, so that for such a container its neck will be located quite close to the outlet end of pipe 1 and for this reason, centering the neck of such a container relative to pipe 1 will not cause any difficulties. Under such circumstances, laminar flow 3 is not required. However, the buyer can also install small containers in the filling chamber, for example a 5-liter bottle made of transparent plastic (a very popular option due to the prevalence of such a bottle and the moderate weight of such a water bottle). In this case, the distance between the outlet end of the pipe 1 and the inlet end of the container neck 2 will be significant, as shown in Fig. 1, which makes relevant the question of the centering of the neck of the container 2 relative to the pipe 1. This question is resolved quite simply, for example, by applying a fairly bright spot with paint on the bottom of the chamber, located on the same conventional vertical line with the pipe 1 so that when virtually represented When water flows out of pipe 1 (i.e., in the absence of containers 2 in the filling chamber), flow 3 would fall exactly into the indicated spot and, at the same time, all the way from pipe 1 to the bottom of the filling chamber would represent a laminar flow. Then the buyer installs container 2 into the loading chamber with orientation along the specified laminar flow 3, based on the known spatial connection of pipe 1 with the specified spot. Another option for centering is to place a light source inside the pipe 1, the beam of which exits the pipe 1 vertically downwards and the buyer installs the container 2, orienting it along the specified beam associated with the laminar flow 3.

Далее, при включении насоса подачи потока воды по соответствующему трубопроводу в патрубок 1 этот поток воды, будучи турбулентным, проходит через установленное в патрубке 1 мультитуннельное сопло 4, в котором благодаря наличию пластин 6-9 происходит расщепление (разделение) этого исходного турбулентного потока на множество (конкретно, восемь) туннельных потоков, каждый из которых имеет условный диаметр примерно в восемь раз меньший относительно условного диаметра исходного турбулентного потока. Этого, как выяснилось в экспериментах с соплом, показанном на фиг. 2, 3, оказывается достаточным, чтобы преобразовать исходный турбулентный поток в выходной ламинарный поток 3 (фиг. 1), сохраняющий эту свою ламинарность на всем вертикальном пути своего свободного вертикального истечения, составляющим по крайней мере 600 мм, при внутреннем диаметре сопла 14 мм и длине сопла 20 мм.Further, when the water flow supply pump is turned on through the corresponding pipeline into pipe 1, this water flow, being turbulent, passes through a multi-tunnel nozzle 4 installed in pipe 1, in which, thanks to the presence of plates 6-9, this initial turbulent flow is split into many (specifically, eight) tunnel flows, each of which has a nominal diameter approximately eight times smaller relative to the nominal diameter of the original turbulent flow. This, as it turned out in experiments with the nozzle shown in Fig. 2, 3, turns out to be sufficient to transform the initial turbulent flow into the output laminar flow 3 (Fig. 1), which maintains this laminarity throughout the entire vertical path of its free vertical outflow, amounting to at least 600 mm, with an internal nozzle diameter of 14 mm and nozzle length 20 mm.

Claims (3)

1. Камера налива воды аквавендингового аппарата, представляющая собой установленный на лицевой панели этого аппарата короб, в верхней части которого установлен вертикально ориентированный патрубок (1) налива воды в тару (2) покупателя воды, временно располагаемую для этого в этом коробе, отличающаяся тем, что она содержит мультитуннельное сопло (4) постоянного поперечного сечения для турбулентно-ламинарного перехода, установленное в указанном патрубке (1) в области его выхода, которое представляет собой отрезок трубы, внутри которого установлены продольно ориентированные пластины, разделяющие канал этого сопла (4) на множество продольных гидротуннелей (10).1. The water filling chamber of an aquavending apparatus, which is a box installed on the front panel of this apparatus, in the upper part of which a vertically oriented pipe (1) is installed for pouring water into the container (2) of the water buyer, temporarily located for this purpose in this box, characterized in that that it contains a multi-tunnel nozzle (4) of constant cross-section for a turbulent-laminar transition, installed in the specified nozzle (1) in the area of its exit, which is a pipe section, inside which longitudinally oriented plates are installed, dividing the channel of this nozzle (4) into many longitudinal hydraulic tunnels (10). 2. Камера налива по п. 1, характеризующаяся тем, что указанное мультитуннельное сопло (4) выполнено с наружной резьбой (5), при этом указанный патрубок (1) налива воды выполнен с внутренней резьбой, ответной указанной наружной резьбе (5), так что указанное сопло (4) установлено в указанном патрубке (1) посредством соответствующего резьбового соединения.2. The filling chamber according to claim 1, characterized in that the specified multi-tunnel nozzle (4) is made with an external thread (5), while the specified water filling pipe (1) is made with an internal thread corresponding to the specified external thread (5), so that said nozzle (4) is installed in said pipe (1) by means of an appropriate threaded connection. 3. Камера налива по п. 2, в которой указанное мультитуннельное сопло содержит восемь продольных гидротуннелей (10), образованных установленными в сопле (4) четырьмя продольно ориентированными пластинами (6-9).3. Loading chamber according to claim 2, in which said multi-tunnel nozzle contains eight longitudinal hydraulic tunnels (10) formed by four longitudinally oriented plates (6-9) installed in the nozzle (4).
RU2023121338U 2023-08-15 WATER FILLING CHAMBER OF AQUAVENDING APPARATUS RU221739U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU221739U1 true RU221739U1 (en) 2023-11-21

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208499U1 (en) * 2021-09-01 2021-12-22 Вячеслав Владимирович Вяткин FILLING CHAMBER FOR AQUAVENDING EQUIPMENT
RU210346U1 (en) * 2021-10-14 2022-04-08 Александр Викторович Касатиков CHAMBER FOR FILLING WATER IN AQUAVENDING MACHINE
RU211978U1 (en) * 2022-02-15 2022-06-30 Александр Викторович Касатиков CHAMBER FOR FILLING WATER IN AQUAVENDING MACHINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775872C1 (en) * 2021-08-10 2022-07-11 Вячеслав Владимирович Вяткин Filling chamber for water vending machine
RU208499U1 (en) * 2021-09-01 2021-12-22 Вячеслав Владимирович Вяткин FILLING CHAMBER FOR AQUAVENDING EQUIPMENT
RU210346U1 (en) * 2021-10-14 2022-04-08 Александр Викторович Касатиков CHAMBER FOR FILLING WATER IN AQUAVENDING MACHINE
RU211978U1 (en) * 2022-02-15 2022-06-30 Александр Викторович Касатиков CHAMBER FOR FILLING WATER IN AQUAVENDING MACHINE
RU214141U1 (en) * 2022-03-28 2022-10-12 Вячеслав Владимирович Вяткин Chamber for filling water into the container of the buyer of water in the process of aqua vending

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU221739U1 (en) WATER FILLING CHAMBER OF AQUAVENDING APPARATUS
RU2819358C1 (en) Unit for filling water into a container of a water consumer
CN109506884A (en) A kind of transparent crack air and liquid twophase flow experiment device
US10167065B2 (en) Auxiliary wake ballast system
CN205302799U (en) Blood circulation analogue means for pathology experiments
CN207197868U (en) A kind of layered sampling device and ship
CN208014226U (en) Physics teaching visually demonstrates device with buoyancy size
CN102982710B (en) Reynolds experiment apparatus
CN105371946B (en) A kind of constant water jet source device of pressure
CN205405952U (en) Presentation device of siphon fountain
CN107462442B (en) Layered sampling device and ship
CN207380959U (en) Fluid demonstrating experiment device
US1993923A (en) Salt water shower
CN107085996A (en) Fluid demonstrating experiment device
KR20130044408A (en) Tracer particles projection apparatus
JP6014617B2 (en) Rainwater storage device
CN207446315U (en) A kind of experimental bench
CN2674570Y (en) Communicating vessels and fluid pressure and flow velocity relation experiment apparatus
JP2008128056A (en) Holder pipe for slender pump and liquid supply device externally having slender pump using holder pipe
CN204434258U (en) A kind of funnel of blocking preventing
CN206945724U (en) A kind of adjustable continuous sample adding apparatus
CN107907303B (en) Particle trace tracking display experimental device and method thereof
CN214593538U (en) Water-saving automatic drinking fountain for pets
CN206628201U (en) A kind of water pump teaching Graphic Panel
CN103021235A (en) Reynolds number test method