RU2310078C2 - Pulsed liquid jet generation method and device - Google Patents
Pulsed liquid jet generation method and device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310078C2 RU2310078C2 RU2005104561/03A RU2005104561A RU2310078C2 RU 2310078 C2 RU2310078 C2 RU 2310078C2 RU 2005104561/03 A RU2005104561/03 A RU 2005104561/03A RU 2005104561 A RU2005104561 A RU 2005104561A RU 2310078 C2 RU2310078 C2 RU 2310078C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jet
- nozzle
- liquid
- channels
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Устройство для создания пульсирующей жидкостной струи содержит трубопровод с нагнетаемой жидкостью, которая разделяется на две части. Одна из них поступает в отверстие или струйную форсунку и истекает в окружающее пространство с постоянной скоростью, соответствующей перепаду давления, а другая часть жидкости поступает в тангенциальные каналы и закручивается в камере закручивания. Камера закручивания одним торцом соединена с упругой полостью, а другим соединена с соплом.A device for creating a pulsating liquid jet contains a pipeline with pumped liquid, which is divided into two parts. One of them enters the hole or jet nozzle and flows into the surrounding space at a constant speed corresponding to the pressure drop, and the other part of the liquid enters the tangential channels and twists in the swirl chamber. The twisting chamber is connected by one end to the elastic cavity, and the other is connected to the nozzle.
В результате такого течения из сопла, соединенного с камерой закручивания, истекает пульсирующий жидкостной поток. Пульсирующий жидкостной поток смешивается со скоростной струей, образуя суммарную скоростную струю с переменным расходом по длине струи и переменным скоростным напором.As a result of such a flow, a pulsating liquid flow flows from a nozzle connected to the swirl chamber. A pulsating liquid stream is mixed with a high-speed jet, forming a total high-velocity jet with a variable flow rate along the length of the jet and a variable velocity head.
Изобретение относится к технике создания жидкостных мониторов и устройств с высокоскоростными струями и может быть использовано в различных областях техники:The invention relates to techniques for creating liquid monitors and devices with high-speed jets and can be used in various fields of technology:
при проведении различных гидроразмывных работ, в частности, при добыче полезных ископаемых:during various hydraulic washing operations, in particular, in mining operations:
при очистке различных поверхностей от грязи и отложений;when cleaning various surfaces from dirt and deposits;
при использовании агрессивных жидкостей и смесей, содержащих твердые частицы (корунд), которые быстро изнашивают подвижные рабочие части мониторов;when using aggressive liquids and mixtures containing solid particles (corundum), which quickly wear out the moving working parts of monitors;
для обработки водоносных и нефтяных скважин;for the treatment of aquifers and oil wells;
для интенсификации скважинной гидродобычи железных руд и других полезных ископаемых.for intensification of borehole hydraulic mining of iron ores and other minerals.
Известное виброволновое воздействие в сочетании с гидроразмывом способно существенно повысить выход руды и рентабельность скважинной гидродобычи железных руд и других полезных ископаемых. Предпосылки виброволнового воздействия с целью интенсификации процесса добычи заключаются в способности упругих колебаний осуществлять псевдоожижение твердых структурированных материалов, понижать прочность обводненных глиноподобных и гелевидных масс и плавунов [Дыбленко В.П., Камалов Р.Н. и др. "Повышение продуктивности и реанимации скважин с применением виброволнового воздействия", М.: Недра, 2000 г.].The well-known vibro-microwave effect in combination with hydraulic washing can significantly increase the yield of ore and the profitability of downhole hydraulic mining of iron ores and other minerals. The prerequisites for vibrating microwave exposure in order to intensify the production process are the ability of elastic vibrations to fluidize solid structured materials, reduce the strength of flooded clay-like and gel-like masses and floaters [Dyblenko V.P., Kamalov R.N. and others. "Improving the productivity and resuscitation of wells using vibro-microwave exposure", M .: Nedra, 2000].
Известен способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что жидкость под давлением закручивают, формируя жидкостной вихрь, согласно изобретению создают не менее двух противоположно направленных вихрей, образованных закрученными жидкостными потоками с одинаковым давлением подачи, периферия которых гидравлически связана с полостью с регулируемой упругостью (Патент РФ №2144440)). Поставленная задача решается тем, что гидравлический генератор колебаний, содержащий корпус с вихревой камерой, каналы закрутки, выходное сопло, напорную магистраль, соединенную с каналами закрутки, и установленное в вихревой камере с зазором относительно боковой стенки центральное тело, согласно изобретению снабжен полостью с регулируемой упругостью, сообщенной с вихревой камерой и через упомянутый зазор с выходным соплом, а каналы закрутки выполнены, по крайней мере, в двух плоскостях сечения вихревой камеры с взаимно противоположной ориентацией закрутки и соединены с напорной магистралью.A known method of generating oscillations of a fluid flow, consisting in the fact that the fluid is twisted under pressure to form a fluid vortex, according to the invention create at least two oppositely directed vortices formed by swirling fluid flows with the same supply pressure, the periphery of which is hydraulically connected with a cavity with adjustable elasticity ( RF patent No. 2144440)). The problem is solved in that the hydraulic oscillator comprising a housing with a swirl chamber, swirl channels, an output nozzle, a pressure line connected to swirl channels, and a central body installed in a swirl chamber with a gap relative to the side wall, according to the invention, is equipped with a cavity with adjustable elasticity communicated with the vortex chamber and through said gap with the outlet nozzle, and the swirl channels are made in at least two cross-sectional planes of the vortex chamber with mutually opposite th orientation of the swirl and connected to the pressure line.
Недостатки известного способа - у устройства низкая скорость, а следовательно, и низкий скоростной поток пульсирующей истекающей струи. Низкая скорость истекающего потока обусловлена потерями полной скорости внутри центробежной форсунки из-за смешения потоков с различной закруткой.The disadvantages of this method is that the device has a low speed and, consequently, a low velocity flow of a pulsating flowing stream. The low flow rate is caused by the loss of full speed inside the centrifugal nozzle due to the mixing of flows with different swirls.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности пульсирующей скоростной струи за счет сохранения ее скоростного напора.The objective of the invention is to increase the efficiency of a pulsating high-speed jet by maintaining its high-speed head.
Цель изобретения достигается тем, что в известном способе генерирования колебаний жидкостного потока, состоящем в том, что жидкость под давлением закручивают, создают не менее двух противоположно направленных вихрей, образованных закрученными жидкостными потоками с одинаковым давлением подачи, периферия которых гидравлически связана с полостью регулируемой упругости, согласно изобретению дополнительную жидкость под давлением срабатывают в сопле, формируя скоростную струю, и смешивают с закрученной жидкостью переменного расхода.The purpose of the invention is achieved by the fact that in the known method of generating oscillations of the fluid flow, consisting in the fact that the fluid is twisted under pressure, at least two oppositely directed vortices are formed formed by swirled fluid flows with the same supply pressure, the periphery of which is hydraulically connected to the cavity of adjustable elasticity, according to the invention, additional liquid under pressure is activated in the nozzle, forming a high-speed jet, and mixed with a swirling liquid of variable flow rate.
Цель изобретения достигается также тем, что перед смешением закрученную жидкость переменного расхода преобразуют в осевую скоростную струю переменного расхода.The purpose of the invention is also achieved by the fact that before mixing the swirling fluid of variable flow rate is converted into an axial velocity jet of variable flow rate.
Цель изобретения достигается также тем, что дополнительную жидкость подают под давлением, отличным от давления жидкости переменного расхода.The purpose of the invention is also achieved by the fact that the additional liquid is supplied under a pressure different from the pressure of a liquid of variable flow rate.
Цель изобретения достигается также тем, что дополнительная жидкость имеет химические и физические свойства, отличные от свойств жидкости переменного расхода.The purpose of the invention is also achieved in that the additional fluid has chemical and physical properties different from those of a variable flow fluid.
Цель изобретения достигается также тем, что дополнительная жидкость имеет в своем составе твердые или абразивные частицы.The purpose of the invention is also achieved by the fact that the additional liquid is composed of solid or abrasive particles.
Цель изобретения достигается также тем, что устройство для создания пульсирующей скоростной струи, содержащее корпус с вихревой камерой, каналы закрутки, выходное сопло, напорную магистраль, соединенную с каналами закрутки, и установленное в вихревой камере с зазором относительно боковой стенки центральное тело, снабженное полостью с регулируемой упругостью, сообщенной с вихревой камерой и через упомянутый зазор с выходным соплом, а каналы закрутки выполнены, по крайней мере, в двух плоскостях сечения вихревой камеры с взаимно противоположной ориентацией закрутки и соединены с напорной магистралью, согласно изобретению снабжено дополнительным соплом для создания скоростной струи постоянного расхода.The purpose of the invention is also achieved by the fact that the device for creating a pulsating high-speed jet, comprising a housing with a vortex chamber, swirl channels, an output nozzle, a pressure line connected to the swirl channels, and a central body provided with a cavity with a gap relative to the side wall and equipped with a cavity with adjustable elasticity communicated with the vortex chamber and through the said gap with the outlet nozzle, and the swirl channels are made in at least two cross-sectional planes of the vortex chamber with mutually opposed the positive orientation of the swirl and connected to the pressure line, according to the invention is equipped with an additional nozzle to create a high-speed jet of constant flow.
Цель изобретения достигается также тем, что согласно изобретению выходное сопло для закрученного потока соединено с каналами закрутки в виде плавных кривых, входная часть которых выполнена под углом к оси форсунки, а выходная часть соосна оси форсунки и соединена с отверстиями в виде цилиндрического или кольцевого струйного сопла.The purpose of the invention is also achieved by the fact that, according to the invention, the output nozzle for swirling flow is connected to the swirl channels in the form of smooth curves, the input part of which is made at an angle to the axis of the nozzle, and the output part is coaxial with the axis of the nozzle and connected to the holes in the form of a cylindrical or annular jet nozzle .
В предложенном способе реализуется новый механизм создания пульсирующей скоростной струи. Благодаря автоколебательному течению закрученной жидкости в центробежной форсунке мы имеем на выходе из сопла поток жидкости с переменным значением расхода m1 и полной скоростью истечения W1. На выходе из сопла поток смешивается с дополнительным постоянным потоком, истекающим из сопла и имеющим значение расхода m2 и скорость истечения W2. После смешивания суммарная струя имеет осевую скорость, равнуюThe proposed method implements a new mechanism for creating a pulsating high-speed jet. Due to the self-oscillating flow of the swirling fluid in the centrifugal nozzle, we have at the outlet of the nozzle a fluid flow with a variable flow rate m 1 and a full flow rate W 1 . At the exit of the nozzle, the flow is mixed with an additional constant flow flowing out of the nozzle and having a flow rate of m 2 and an outflow rate of W 2 . After mixing, the total jet has an axial velocity equal to
где W1a - осевая составляющая скорости переменного потока.where W 1a is the axial component of the variable flow velocity.
Для увеличения значения осевой составляющей скорости переменного закрученного потока этот закрученный поток попадает в каналы, угол наклона которого к скорости переменного расхода W1. Эти каналы плавно изменяют направление полной скорости до направления осевой. Давление, с которым жидкость подается к центробежной форсунке и в дополнительное сопло со струйным течением жидкости, может быть разным и определяется эксплуатационными требованиями. Химические и физические свойства жидкости, подаваемой через центробежную форсунку и через струйную форсунку, могут быть различными и определяются требованиями эксплуатации устройства. При воздействии на поверхность скоростной струей возникает необходимость иметь в жидкостной струе твердые или абразивные частицы, которые значительно повышают эффективность воздействия. С этой целью целесообразно иметь жидкость с твердыми частицами только в струйной форсунке, что сильно повышает износостойкость центробежной форсунки.To increase the value of the axial component of the velocity of the variable swirling flow, this swirling flow enters the channels, the angle of inclination of which to the speed of the variable flow rate W 1 . These channels smoothly change the direction of full speed to the axial direction. The pressure with which the fluid is supplied to the centrifugal nozzle and to the additional nozzle with the jet fluid flow can be different and is determined by operational requirements. The chemical and physical properties of the fluid supplied through the centrifugal nozzle and through the jet nozzle can be different and are determined by the requirements of the operation of the device. When exposed to a surface with a high-speed jet, it becomes necessary to have solid or abrasive particles in the liquid stream, which significantly increase the effectiveness of the impact. For this purpose, it is advisable to have a liquid with solid particles only in the jet nozzle, which greatly increases the wear resistance of the centrifugal nozzle.
На фиг.1 показана схема устройства для создания пульсирующей скоростной струи с вариантом подачи жидкости в оба потока с одинаковым напором.Figure 1 shows a diagram of a device for creating a pulsating high-speed jet with the option of supplying fluid to both flows with the same pressure.
На фиг.2 показан вариант выполнения спрямляющих каналов для уменьшения закрутки потока.Figure 2 shows an embodiment of the straightening channels to reduce flow swirl.
На фиг.2а показано сечение А-А вдоль спрямляющих каналов.On figa shows a section aa along the rectifying channels.
На фиг.3 показана схема устройства с вариантом раздельной подачи жидкости в оба потока.Figure 3 shows a diagram of a device with a variant of the separate supply of fluid in both flows.
Устройство для создания пульсирующей жидкостной струи содержит корпус 1 с напорной магистралью 2, которая сообщается с каналами закрутки 3 и струйным соплом 4. Каналы закрутки 3 сообщаются с полостью с регулируемой упругостью 6 через зазор 7, который образован центральным телом 8 и корпусом 9 центробежной форсунки. Корпус 9 центробежной форсунки заканчивается выходным соплом 10 центробежной форсунки. Для уменьшения закрутки жидкости служит насадок 11, в котором выполнены спрямляющие каналы 12. Далее жидкостной тракт продолжает сопло 13. В случае, когда жидкость в центробежную форсунку подается под давлением, отличным от давления в струйной форсунке, канал подачи жидкости 14 образован корпусом 1 и стенкой 15 корпуса форсунки, а истечение жидкости происходит через струйное сопло 4, образованное насадком 16 и соплом 10 центробежной форсунки.A device for creating a pulsating liquid jet comprises a housing 1 with a
Способ получения пульсирующей струи состоит в следующем. Жидкость подают под давлением по напорной магистрали 2, где она разделяется на два потока. Первый поток истекает из струйного сопла 4 с постоянной скоростью и расходом. Второй поток, попадая через каналы закрутки 3 в вихревую камеру 5, образует суммарный жидкостной вихрь, усиливающий флуктуации расхода в полости с регулируемой упругостью 6, что вызывает автоколебательный (пульсирующий) режим течения жидкости на выходе центробежной форсунки. Этот пульсирующий поток на выходе сопла 10 смешивается с высокоскоростной струей, истекающей из струйного сопла 4, в результате получают скоростную пульсирующую струю. С целью уменьшения закрутки и увеличения осевой скорости пульсирующего потока, истекающего из сопла 10, этот поток направляется в спрямляющие каналы 12, входные кромки которых располагаются под углом к оси форсунки, а выходные кромки направлены от форсунки.A method of obtaining a pulsating jet is as follows. The liquid is supplied under pressure along the
В процессе эксплуатации возникают задачи, когда необходимо, чтобы скоростной поток жидкости, идущий через струйную форсунку, был иным, чем скоростной поток, идущий через центробежную. Для этой цели жидкость подают по двум различным каналам 2 и 14 и под различным напором.During operation, tasks arise when it is necessary that the high-speed fluid flow through the jet nozzle is different from the high-speed flow through the centrifugal nozzle. For this purpose, the liquid is supplied through two
Также возможно подавать по каналам 2 и 14 различные жидкости, отличающиеся друг от друга по химическим и физическим свойствам.It is also possible to supply various fluids through
При использовании растворенных в жидкости твердых частиц для задачи обработки и очистки различных поверхностей целесообразно пустить эту жидкость только по каналу 14 и через струйное сопло 4, так как в этом случае износ поверхностей для струйной форсунки значительно меньше, чем в центробежной, в которой происходит автоколебательный процесс течения.When using solid particles dissolved in a liquid for the task of processing and cleaning various surfaces, it is advisable to let this liquid only through
Устройство, создающее пульсирующую скоростную струю, может иметь различное конструктивное исполнение. Так, на фиг.1 показан вариант исполнения, когда жидкость, подающаяся под напором по каналу 2, разделяется на два потока, при этом в центре подается постоянный расход через струйное сопло 4, а снаружи находится центробежная форсунка с двумя поясами тангенциальных каналов, имеющая полость с регулируемой упругостью и создающая автоколебательный режим течения жидкости. В качестве центробежной форсунки, работающей в автоколебательном режиме, возможно взять центробежную форсунку, предложенную в патенте РФ №2087756.A device that creates a pulsating high-speed jet can have a different design. So, figure 1 shows a variant when the fluid supplied under pressure through the
На фиг.3 показан вариант исполнения устройства, когда пульсирующий поток генерируется центробежной форсункой, находящейся в центре устройства, а постоянный расход подается внешней форсункой.Figure 3 shows an embodiment of the device when the pulsating flow is generated by a centrifugal nozzle located in the center of the device, and a constant flow rate is supplied by an external nozzle.
На фиг.2 показан вариант исполнения спрямляющих каналов для увеличения осевой скорости. Закрученная жидкость, истекающая из сопла 10, имеет суммарную скорость, направленную под углом к оси форсунки. Под таким углом направлена входная часть спрямляющих каналов. В этом случае уменьшаются потери закрученного потока на входе в спрямляющие каналы. Спрямляющие каналы имеют плавную кривизну в направлении оси, при этом поток плавно изменяет свое направление в сторону осевого. На выходе спрямляющих каналов жидкостной поток имеет направление скорости, параллельное оси форсунки.Figure 2 shows a variant of the straightening channels to increase the axial speed. The swirling fluid flowing out of the
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104561/03A RU2310078C2 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Pulsed liquid jet generation method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104561/03A RU2310078C2 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Pulsed liquid jet generation method and device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005104561A RU2005104561A (en) | 2006-08-10 |
RU2310078C2 true RU2310078C2 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=37058879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005104561/03A RU2310078C2 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Pulsed liquid jet generation method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2310078C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA014266B1 (en) * | 2009-08-10 | 2010-10-29 | Эдуард Маукенович Батырбаев | Device and method for generating liquid flow oscillations |
RU2511888C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-04-10 | Рустэм Наифович Камалов | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation |
-
2005
- 2005-02-21 RU RU2005104561/03A patent/RU2310078C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA014266B1 (en) * | 2009-08-10 | 2010-10-29 | Эдуард Маукенович Батырбаев | Device and method for generating liquid flow oscillations |
RU2511888C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-04-10 | Рустэм Наифович Камалов | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005104561A (en) | 2006-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1325969C (en) | Conduit or well cleaning and pumping device and method of use thereof | |
US20080099410A1 (en) | Liquid treatment apparatus and methods | |
US6029746A (en) | Self-excited jet stimulation tool for cleaning and stimulating wells | |
US5893383A (en) | Fluidic Oscillator | |
US8297540B1 (en) | Reverse-flow nozzle for generating cavitating or pulsed jets | |
KR101481204B1 (en) | Fluid/abrasive jet cutting arrangement | |
RU2081292C1 (en) | Nozzle for self-excited oscillations of drilling mud and drilling tool with this nozzle | |
EP1689966B1 (en) | Nozzle unit and method for excavating a hole in an object | |
RU2310078C2 (en) | Pulsed liquid jet generation method and device | |
US11286724B2 (en) | Drilling assembly with a small hydraulic downhole motor | |
RU2448242C1 (en) | Intensification method of hydrocarbon flow from productive formations of wells and cavitating device for its implementation | |
US20100157722A1 (en) | Means and method for mixing a particulate material and a liquid | |
RU2296894C2 (en) | Method and device for generating oscillation of fluid flow | |
US10753154B1 (en) | Extended reach fluidic oscillator | |
RU2175718C2 (en) | Equipment to treat face zone of pool and hydrodynamic generator of flow rate variations for it | |
RU2247227C2 (en) | Jet end piece for hydraulic sand jet perforator | |
WO2014109674A1 (en) | Method for generating vibrations in a liquid flow and hydrodynamic generator | |
RU2144440C1 (en) | Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator | |
CA3150727C (en) | Extended reach fluidic oscillator | |
RU2267364C1 (en) | Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations | |
EP3999713A1 (en) | A vortex device and a method for hydroacoustic treatment of a fluid | |
RU2186961C2 (en) | Downhole hydroacoustic generator (versions) | |
RU2086747C1 (en) | Drill bit of cutting-breaking action | |
SU1025860A1 (en) | Hydraulic monitor nozzle for drilling bit | |
RU1796263C (en) | Injector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080222 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101027 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170222 |