RU2511888C1 - Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation - Google Patents
Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511888C1 RU2511888C1 RU2013100011/06A RU2013100011A RU2511888C1 RU 2511888 C1 RU2511888 C1 RU 2511888C1 RU 2013100011/06 A RU2013100011/06 A RU 2013100011/06A RU 2013100011 A RU2013100011 A RU 2013100011A RU 2511888 C1 RU2511888 C1 RU 2511888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- additional
- nozzle
- main
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/12—Fluid oscillators or pulse generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике создания пульсирующих жидкостных потоков и может быть использовано в технологических процессах, требующих проведения циклов интенсивного воздействия с помощью колебаний расхода и давления жидкости.The invention relates to techniques for creating pulsating fluid flows and can be used in technological processes requiring intensive cycles of exposure using fluctuations in flow rate and pressure of the fluid.
Известен способ создания пульсирующей жидкостной струи, включающий закручивание жидкости и образование двух противоположно направленных вихрей, периферия которых гидравлически связана с упругой полостью и выходным соплом, пульсирующую жидкость из которого смешивают с дополнительной скоростной струей, а также устройство для реализации этого способа, содержащее напорную магистраль, корпус с вихревой камерой и центральным телом, каналы закрутки, выполненные в двух плоскостях вихревой камеры и противоположно ориентированные, выходное сопло из вихревой камеры и гидравлически соединенное с ним дополнительное сопло (RU №2310078, 10.11.2007 г.).A known method of creating a pulsating liquid stream, including twisting the liquid and the formation of two oppositely directed vortices, the periphery of which is hydraulically connected to the elastic cavity and the outlet nozzle, the pulsating liquid from which is mixed with an additional high-speed jet, and also a device for implementing this method, containing a pressure line, case with a vortex chamber and a central body, swirl channels made in two planes of the vortex chamber and oppositely oriented, output a nozzle from a vortex chamber and an additional nozzle hydraulically connected to it (RU No. 2310078, 11/10/2007).
Недостатком известного способа и устройства является узкий диапазон его эффективной эксплуатации, проявляющийся в необходимости наличия на выходе из устройства среды с минимальным волновым сопротивлением, например воздушной. При истечении в затопленную жидкостью среду сопротивление пульсациям будет возрастать, что существенно сужает диапазон применения способа и устройства по расходу. Наличие полости с упругостью приводит к увеличению внешних габаритов устройства, а для сохранения требуемой упругости - к необходимой регулировке давления в полости в соответствии с давлением в напорной магистрали и обрабатываемой среде.A disadvantage of the known method and device is a narrow range of its effective operation, manifested in the need for the presence of a medium with a minimum wave impedance, for example, air, at the output from the device. When flowing into a liquid-flooded medium, the pulsation resistance will increase, which significantly narrows the range of application of the method and device for flow. The presence of a cavity with elasticity leads to an increase in the external dimensions of the device, and to maintain the required elasticity, to the necessary adjustment of the pressure in the cavity in accordance with the pressure in the pressure line and the medium being treated.
Известен способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что жидкость закручивают в двух противоположно направленных вихрях, разделяют их промежуточным соплом центробежной форсунки, один вихрь соединяют с упругой полостью, а другой с выходным соплом, а также генератор колебаний для реализации способа, содержащий напорную магистраль, вихревую камеру с центральным телом и зазором между ними, двумя рядами каналов закрутки, противоположно ориентированными и разделенными промежуточным соплом, при этом один ряд каналов соединен с упругой полостью, а другой с выходным соплом (RU №2296894, 10.04.2007 г.).A known method of generating oscillations of the fluid flow, consisting in the fact that the fluid is twisted in two oppositely directed vortices, separated by an intermediate nozzle of a centrifugal nozzle, one vortex is connected to an elastic cavity, and the other to an output nozzle, and also an oscillation generator for implementing the method, comprising a pressure head a line, a vortex chamber with a central body and a gap between them, two rows of swirl channels, oppositely oriented and separated by an intermediate nozzle, with one row of channels oedinen cavity with the elastic and the other with an outlet nozzle (RU №2296894, 10.04.2007 g).
Устройство устойчиво работает в воздушную среду в широком диапазоне расхода и давления, при этом к недостаткам можно отнести то, что наличие полости с упругостью приводит к увеличению габаритов конструкции. При истечении в затопленное жидкостью пространство для поддержания устойчивого режима генерации необходимо увеличивать давление нагнетания, что в свою очередь приводит к нерегулируемому росту частоты колебаний и к необходимости компенсировать давление, создаваемое в упругой полости, при этом для расширения рабочего диапазона необходимо устанавливать за выходным соплом дополнительную упругую полость.The device operates stably in air in a wide range of flow rate and pressure, while the disadvantages include the fact that the presence of a cavity with elasticity leads to an increase in the dimensions of the structure. When flowing into the space flooded with liquid, it is necessary to increase the discharge pressure, which in turn leads to an unregulated increase in the oscillation frequency and the need to compensate for the pressure created in the elastic cavity, in order to expand the working range, it is necessary to install an additional elastic cavity.
Известен способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что жидкость под давлением закручивают и формируют не менее двух противоположно направленных вихрей с одинаковым давлением подачи, периферия которых гидравлически связана с полостью с регулируемой упругостью. Известен генератор колебаний для реализации способа, содержащий корпус с вихревой камерой, каналы закрутки, выполненные в двух плоскостях сечения вихревой камеры с взаимно противоположной ориентацией, выходное сопло, напорную магистраль, соединенную с каналами закрутки, и установленное в вихревой камере с зазором относительно боковой стенки центральное тело, при этом корпус снабжен полостью с регулируемой упругостью, сообщенной с вихревой камерой, и через зазор с выходным соплом (RU №2144440, 20.01.2000 г.).A known method of generating oscillations of the fluid flow, consisting in the fact that the fluid under pressure twist and form at least two oppositely directed vortices with the same supply pressure, the periphery of which is hydraulically connected to the cavity with adjustable elasticity. A known oscillation generator for implementing the method, comprising a housing with a vortex chamber, swirl channels made in two planes of cross-section of the swirl chamber with a mutually opposite orientation, an output nozzle, a pressure line connected to the swirl channels, and a central one installed in the swirl chamber with a gap relative to the side wall body, while the body is equipped with a cavity with adjustable elasticity in communication with the vortex chamber, and through the gap with the outlet nozzle (RU No. 2144440, 01.20.2000).
К недостаткам известного способа и устройства можно отнести потери интенсивности закрутки из-за смешения в одной камере противоположно направленных вихрей, что в результате приводит к снижению интенсивности генерации колебаний, а наличие объема для установки полости с упругостью приводит к увеличению габаритов конструкции и к необходимости компенсировать давление в ней при истечении жидкости в пространство с повышенным давлением.The disadvantages of the known method and device include the loss of the intensity of the twist due to mixing in one chamber oppositely directed vortices, which leads to a decrease in the intensity of generation of oscillations, and the presence of volume for installing a cavity with elasticity leads to an increase in the dimensions of the structure and the need to compensate for the pressure in it when the fluid flows into the space with high pressure.
Наиболее близким по способу и техническому решению по реализации является способ генерирования колебаний жидкостного потока, заключающийся в том, что жидкость подают под избыточным давлением и разделяют на основной и дополнительный автономные потоки, осуществляют закручивание основного потока для образования вихря, а в дополнительном частично стравливают давление и подают на периферию вихря с окружной составляющей скорости, меньшей окружной скорости основного потока, и генератор колебаний для осуществления этого способа, который содержит корпус, установленную в нем проточную камеру с каналами закрутки и выходным соплом, напорную магистраль, сообщенную с каналами закрутки, при этом корпус снабжен центральным телом, установленным в проточной камере с зазором относительно ее боковой стенки, дополнительной магистралью с ограничителем расхода, подключенной через зазор между центральным телом и стенкой проточной камеры (RU №2087756, 20.08.1997 г.).The closest method and technical solution for implementation is the method of generating oscillations of the fluid flow, which consists in the fact that the fluid is supplied under excess pressure and is divided into the main and additional autonomous flows, the main flow is twisted to form a vortex, and in the additional, partially relieve pressure and fed to the periphery of the vortex with a peripheral velocity component less than the peripheral velocity of the main stream, and an oscillation generator for implementing this method, which holds the housing, the flow chamber installed in it with the swirl channels and the outlet nozzle, the pressure line connected to the swirl channels, while the housing is equipped with a central body installed in the flow chamber with a gap relative to its side wall, an additional trunk with a flow limiter connected through the gap between the central body and the wall of the flow chamber (RU No. 2087756, 08.20.1997).
Недостатками известного способа и устройства являются непроизводительные потери энергии дополнительного потока из-за частичного стравливания давления, что приводит к сужению частотного диапазона, а использование ограничителя расхода при формировании дополнительного потока - к увеличению габаритов устройства, необходимых для увеличения колеблющейся массы жидкости и сохранения энергии взаимодействия с периферией закрученного потока. Генератор колебаний устойчиво работает в воздушное пространство. При истечении в затопленное жидкостью пространство для поддержания устойчивого режима генерации в широком диапазоне расхода и давления необходимо устанавливать за выходным соплом дополнительную упругую полость, которая в свою очередь будет потреблять часть энергии колебаний.The disadvantages of the known method and device are unproductive energy losses of the additional flow due to partial pressure relief, which leads to a narrowing of the frequency range, and the use of a flow limiter during the formation of the additional flow leads to an increase in the dimensions of the device necessary to increase the oscillating mass of the liquid and save the energy of interaction with the periphery of the swirling flow. The oscillation generator stably works in airspace. When flowing into a space flooded with liquid, in order to maintain a stable generation regime in a wide range of flow rate and pressure, it is necessary to install an additional elastic cavity behind the outlet nozzle, which in turn will consume part of the vibration energy.
Задачей данного изобретения являются расширение функциональных и эксплуатационных возможностей за счет управления амплитудно-частотной характеристикой генерации колебаний, расширения рабочих диапазонов используемых при этом расходов и давлений, уменьшения габаритов и упрощения конструкции с сохранением устойчивого режима генерирования колебаний жидкостного потока в различных средах, снижения энергетических потерь.The objective of the invention is to expand the functional and operational capabilities by controlling the amplitude-frequency characteristic of oscillation generation, expanding the operating ranges of the flow rates and pressures used in this case, reducing the size and simplifying the design while maintaining a stable mode of generating oscillations of the fluid flow in various environments, and reducing energy losses.
Решение поставленной задачи достигается при использовании способа генерирования колебаний жидкостного потока, состоящего в том, что жидкость нагнетают под давлением, разделяют на основной и дополнительный автономные потоки, основной поток закручивают и стравливают через сопло, а дополнительный поток направляют на периферию основного потока, согласно изобретению, осевую часть основного закрученного потока направляют в дополнительный поток и разделяют их с помощью упругой перегородки, а при разделении жидкости на автономные потоки поддерживают расход в дополнительный поток по величине равным или меньшим, чем величина расхода в основной закрученный поток.The solution to this problem is achieved by using the method of generating oscillations of the liquid stream, which consists in pumping the liquid under pressure, separating it into the main and additional autonomous flows, the main stream is twisted and bleed through the nozzle, and the additional stream is directed to the periphery of the main stream, according to the invention, the axial part of the main swirling flow is sent to an additional flow and they are separated using an elastic partition, and when dividing the liquid into autonomous flows, keep the flow rate into the additional flow equal to or less than the flow rate into the main swirling flow.
Для регулирования частотного диапазона колебаний жидкостного потока целесообразно изменять сжимаемость потока в осевом канале добавлением в него газа.To regulate the frequency range of oscillations of the fluid flow, it is advisable to change the compressibility of the flow in the axial channel by adding gas to it.
Для регулирования частоты колебаний в потоке осевого канала используют полость с упругостью.To regulate the frequency of oscillations in the axial channel flow, a cavity with elasticity is used.
Поставленная задача решается также тем, что в гидродинамическом генераторе колебаний, содержащем напорную магистраль с жидкостью, корпус с выходным соплом и проточной камерой с центральным телом, установленным с зазором относительно ее боковой стенки, и каналами закрутки, дополнительную магистраль, соединенную с корпусом и сообщенную с напорной магистралью, а также через зазор проточной камеры с выходным соплом, согласно изобретению, в центральном теле проточной камеры выполнен осевой канал, вход которого расположен напротив выходного сопла, а выход расположен в дополнительной магистрали и закрыт упругой перегородкой, дополнительная магистраль сообщена с напорной магистралью через, по крайней мере, один распределительный канал, площадь проходного сечения которого меньше или равна суммарной площади проходных сечений каналов закрутки.The problem is also solved by the fact that in a hydrodynamic oscillation generator containing a pressure line with liquid, a housing with an output nozzle and a flow chamber with a central body installed with a gap relative to its side wall, and swirl channels, an additional line connected to the housing and communicated with the pressure line, and also through the gap of the flow chamber with the outlet nozzle, according to the invention, in the central body of the flow chamber an axial channel is made, the input of which is opposite the outlet the nozzle and the outlet is located in an additional line is closed and the elastic septum, the additional line communicates with the pressure line via at least one distribution channel, the flow area of which is less than or equal to the total area of flow sections twist channels.
При небольших перепадах давления на гидродинамическом генераторе колебаний целесообразно упругую перегородку выполнить в виде эластичной оболочки или сильфона, а при больших перепадах давления - в виде подпружиненной мембраны или подпружиненного поршня.With small pressure drops on the hydrodynamic oscillation generator, it is advisable to perform an elastic partition in the form of an elastic shell or bellows, and with large pressure drops - in the form of a spring-loaded membrane or a spring-loaded piston.
Для регулирования частоты генерации колебаний целесообразно осевой канал снабдить полостью с упругостью.To control the frequency of oscillation generation, it is advisable to provide the axial channel with a cavity with elasticity.
Для регулирования частоты колебаний целесообразно полость с упругостью выполнить в виде емкости, заполненной сжимаемой средой, вход которой закрыт эластичной оболочкой.To control the frequency of oscillations, it is advisable to perform a cavity with elasticity in the form of a container filled with a compressible medium, the entrance of which is closed by an elastic shell.
С целью управления частотой колебаний в среде с небольшой плотностью, например воздушной, целесообразно снабдить выходное сопло дросселем.In order to control the oscillation frequency in a medium with a low density, such as air, it is advisable to provide an output nozzle with a throttle.
В заявляемом изобретении реализуется механизм возбуждения автоколебаний, позволяющий получить новый технический результат, который заключается в том, что регулирование потока жидкости через гидродинамический генератор колебаний происходит с помощью взаимодействия двух автономных потоков, закрученного и дополнительного, как через периферию закрученного потока, так и через его середину. Взаимодействие потоков через периферию происходит с помощью открытой гидравлической связи смешением жидкостей, а через середину обеспечивают упругое взаимодействие потоков, осуществляя обратную связь для управления интенсивностью вращения закрученного потока. Именно упругое взаимодействие обеспечивает самовозбуждение автоколебаний жидкости в дополнительном потоке, который периодически, через периферию, присоединяясь к закрученному потоку, уменьшает его интенсивность, увеличивая тем самым расход жидкости через сопло. В заявляемом изобретении реализуется новый механизм управления амплитудой и частотой колебаний потока из сопла. Так как расход жидкости в основном закрученном потоке меняется в зависимости от давления нагнетания, а расход жидкости в дополнительном потоке поддерживают меньшим или равным этому расходу, то создаются условия для регулирования давления на периферии основного закрученного потока и управления по времени силой взаимодействия с дополнительным потоком. Такое управление позволяет изменять частоту и амплитуду колебаний потока из сопла в зависимости от нагнетаемого давления жидкости.The claimed invention implements a self-oscillation excitation mechanism, which allows to obtain a new technical result, which consists in the fact that the regulation of fluid flow through a hydrodynamic oscillation generator occurs through the interaction of two autonomous flows, swirling and additional, both through the periphery of the swirling stream and through its middle . The interaction of flows through the periphery occurs using an open hydraulic connection by mixing liquids, and through the middle they provide elastic interaction of the flows, providing feedback to control the rotation rate of the swirling flow. It is the elastic interaction that provides self-excitation of self-oscillations of the fluid in the additional flow, which periodically, through the periphery, joining the swirling flow, reduces its intensity, thereby increasing the flow rate of the fluid through the nozzle. In the claimed invention, a new mechanism for controlling the amplitude and frequency of oscillations of the flow from the nozzle is implemented. Since the flow rate of the liquid in the main swirling flow varies depending on the discharge pressure, and the flow rate of the fluid in the secondary flow is kept lower than or equal to this flow rate, conditions are created for regulating the pressure at the periphery of the main swirling flow and controlling the force of interaction with the secondary flow in time. This control allows you to change the frequency and amplitude of the oscillations of the flow from the nozzle depending on the discharge pressure of the liquid.
Предложенная конструктивная реализация способа позволяет начинать работу гидродинамического генератора уже при низких перепадах давления и небольших расходах независимо от среды, в которой происходят колебания, так как процесс возбуждения автоколебаний начинается благодаря распределению и взаимодействию потоков внутри самого устройства, тем самым расширяется рабочий диапазон расходов и давлений, при которых обеспечивается устойчивая генерация с высокой амплитудой при снижении энергетических затрат. При этом данное конструктивное решение позволяет уменьшить габариты, упростить устройство и обеспечить управление амплитудно-частотными параметрами колебаний.The proposed constructive implementation of the method allows you to start the work of a hydrodynamic generator even at low pressure drops and low flow rates, regardless of the environment in which the vibrations occur, since the process of excitation of self-oscillations begins due to the distribution and interaction of flows within the device itself, thereby expanding the operating range of flow rates and pressures, at which stable generation with high amplitude is provided while reducing energy costs. Moreover, this design solution allows to reduce the dimensions, simplify the device and provide control of the amplitude-frequency vibration parameters.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by a variant of its implementation with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 дана схема гидродинамического генератора колебаний при выполнении его по основной формуле, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - вариант его выполнения с дополнениями по факультативным признакам.Figure 1 shows a diagram of a hydrodynamic oscillation generator when executed according to the basic formula, figure 2 is a section aa in figure 1, figure 3 is a variant of its implementation with additions on optional grounds.
Поскольку заявленный способ реализуется при работе заявляемого гидродинамического генератора колебаний, то описание способа приведено при изложении раздела описания работы устройства.Since the claimed method is implemented during the operation of the inventive hydrodynamic oscillation generator, the description of the method is given in the presentation section of the description of the operation of the device.
Гидродинамический генератор колебаний жидкостного потока содержит корпус (1), выполненную в нем проточную камеру (2) с каналами закрутки (3) и выходным соплом (4), напорную магистраль (5), сообщенную с каналами закрутки (3), например, тангенциальными каналами закрутки (фиг.2). В проточной камере (2) с зазором (6) установлено центральное тело (7) с осевым каналом (8), его входом (9) и выходом (10), который снабжен упругой перегородкой (11). Корпус (1) соединен с дополнительной магистралью (12), которая через, по крайней мере, один распределительный канал (13) сообщена с напорной магистралью (5). В осевой канал (8), при необходимости устанавливают полость с упругостью (фиг.3), например, в виде заполненной сжимаемой средой емкости (14), вход которой закрыт эластичной оболочкой (15). Для настройки параметров колебаний в выходном сопле (4) устанавливают дроссель (16).The hydrodynamic oscillator of the fluid flow comprises a housing (1), a flow chamber (2) made therein with swirl channels (3) and an outlet nozzle (4), a pressure line (5) in communication with swirl channels (3), for example, tangential channels twist (figure 2). In the flow chamber (2) with a gap (6), a central body (7) is installed with an axial channel (8), its inlet (9) and outlet (10), which is equipped with an elastic partition (11). The housing (1) is connected to an additional line (12), which is connected through at least one distribution channel (13) to the pressure line (5). If necessary, a cavity with elasticity is installed in the axial channel (8) (Fig. 3), for example, in the form of a container (14) filled with a compressible medium, the inlet of which is closed by an elastic shell (15). To adjust the oscillation parameters, an inductor (16) is installed in the output nozzle (4).
Гидродинамический генератор колебаний работает следующим образом. Для обеспечения рабочего амплитудно-частотного диапазона колебаний при заданном расходно-напорном режиме нагнетания рабочей жидкости предварительно рассчитывают проходные сечения составных частей гидродинамического генератора и устанавливают необходимый тип упругой перегородки (11).Hydrodynamic oscillator operates as follows. To ensure the working amplitude-frequency range of oscillations at a given flow-pressure mode of pumping the working fluid, the flow sections of the components of the hydrodynamic generator are preliminarily calculated and the necessary type of elastic partition is established (11).
Часть жидкости из напорной магистрали (5) через каналы закрутки (3) поступает в проточную камеру (2) и закручивается, уменьшая общий расход через выходное сопло (4). Другая часть жидкости из напорной магистрали (5) через распределительный канал (13) поступает в дополнительную магистраль (12), образуя дополнительный поток. При этом периферия закрученного потока с помощью создаваемого им центробежного давления блокирует стравливание дополнительного потока через зазор (6) и выходное сопло (4). Расчетные параметры проходных сечений проточной камеры (2), выходного сопла (4) и при необходимости дросселя (16) обеспечивают регулируемое снижение давления в осевой части закрученного потока относительно его центробежного давления на периферии. Снижение давления через вход (9) осевого канала (8) в центральном теле (7) и через закрытый упругой перегородкой (11) выход (10) воздействует на поток в дополнительной магистрали (12), направляя его в сторону осевого канала (8). Движение дополнительного потока продолжается до прекращения движения перегородки (11) под действием сил упругости. В дальнейшем, поступающая жидкость из напорной магистрали (5) в дополнительную магистраль (12) создает в ней избыточное давление и позволяет дополнительному потоку преодолеть блокирующее влияние центробежного давления, а за счет присоединения своей массы к вращающейся массе закрученного потока уменьшить его интенсивность вращения и увеличить расход через выходное сопло (4). При этом возрастет давление в осевом канале (8) и дополнительный поток получит импульс силы от возврата упругой перегородки (11) в первоначальное положение. Суммарное действие избыточного давления и упругой силы на периферию основного закрученного потока резко уменьшает интенсивность его вращения и величину центробежного давления. В результате давление в дополнительной магистрали (12) уменьшается за счет резкого сброса части дополнительного потока через выходное сопло (4), а затем вновь создаются условия для восстановления первоначальной интенсивности закрученного потока и уменьшения общего расхода через выходное сопло (4). В результате автоколебаний жидкости в осевом канале и в дополнительной магистрали (12) возникают колебания расхода в пульсирующем режиме течения из выходного сопла (4). Для регулирования амплитуды и частоты колебаний потока в осевом канале (8) устанавливается полость с упругостью, например, в виде заполненной сжимаемой средой емкости (14), вход которой закрыт эластичной оболочкой (15). При этом обеспечивается задержка по времени снижения давления в осевом канале (8), в результате уменьшается частота колебаний расхода и увеличивается пульсирующая масса потока из выходного сопла (4).Part of the liquid from the pressure line (5) through the swirl channels (3) enters the flow chamber (2) and swirls, reducing the total flow rate through the outlet nozzle (4). Another part of the liquid from the pressure line (5) through the distribution channel (13) enters the additional line (12), forming an additional stream. In this case, the periphery of the swirling flow, using the centrifugal pressure created by it, blocks the bleeding of the additional flow through the gap (6) and the outlet nozzle (4). The calculated parameters of the flow sections of the flow chamber (2), the outlet nozzle (4) and, if necessary, the throttle (16) provide an adjustable pressure reduction in the axial part of the swirling flow relative to its centrifugal pressure at the periphery. The pressure reduction through the inlet (9) of the axial channel (8) in the central body (7) and through the outlet (10) closed by an elastic partition (11) affects the flow in the additional line (12), directing it towards the axial channel (8). The movement of the additional flow continues until the cessation of the movement of the partition (11) under the action of elastic forces. Further, the incoming fluid from the pressure line (5) to the additional line (12) creates excess pressure in it and allows the additional stream to overcome the blocking effect of centrifugal pressure, and by attaching its mass to the rotating mass of the swirling stream, reduce its rotation speed and increase flow rate through the outlet nozzle (4). In this case, the pressure in the axial channel (8) will increase and the additional flow will receive a momentum of force from the return of the elastic partition (11) to its original position. The total effect of excess pressure and elastic force on the periphery of the main swirling flow sharply reduces the intensity of its rotation and the value of centrifugal pressure. As a result, the pressure in the additional line (12) decreases due to a sharp discharge of part of the additional stream through the output nozzle (4), and then conditions are created again to restore the initial intensity of the swirling flow and reduce the total flow rate through the output nozzle (4). As a result of self-oscillations of the liquid in the axial channel and in the additional line (12), flow fluctuations occur in a pulsating flow regime from the output nozzle (4). To control the amplitude and frequency of flow oscillations in the axial channel (8), a cavity with elasticity is established, for example, in the form of a container (14) filled with a compressible medium, the entrance of which is closed by an elastic shell (15). This ensures a delay in time of pressure reduction in the axial channel (8), as a result, the frequency of flow fluctuations decreases and the pulsating mass of the flow from the output nozzle increases (4).
Использование изобретения позволяет обеспечить надежность и управляемость рабочими параметрами гидродинамического генератора колебаний жидкостного потока уже при небольших перепадах давления в напорной магистрали и независимо от среды, в которую происходит излучение пульсаций. За счет самовозбуждения автоколебаний массы жидкости внутри генератора обеспечивается возможность его применения в широких диапазонах расхода и давления нагнетаемой жидкости. При этом конструктивное решение позволяет уменьшить габариты устройства с сохранением интенсивности излучения, что также расширяет его эксплуатационные возможности.The use of the invention allows to ensure reliability and controllability of the operating parameters of a hydrodynamic generator of fluid flow oscillations even at small pressure drops in the pressure line and regardless of the medium into which the pulsation radiation occurs. Due to self-excitation of self-oscillations of the liquid mass inside the generator, it is possible to use it in wide ranges of flow rate and pressure of the pumped liquid. In this case, the design solution allows to reduce the dimensions of the device while maintaining the radiation intensity, which also extends its operational capabilities.
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100011/06A RU2511888C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation |
| PCT/RU2013/001163 WO2014109674A1 (en) | 2013-01-09 | 2013-12-24 | Method for generating vibrations in a liquid flow and hydrodynamic generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100011/06A RU2511888C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2511888C1 true RU2511888C1 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50438235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013100011/06A RU2511888C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2511888C1 (en) |
| WO (1) | WO2014109674A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560866C1 (en) * | 2014-10-27 | 2015-08-20 | Рустэм Наифович Камалов | Method of oscillations generation of liquid flow and generator of flow oscillations |
| RU2680030C1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Device for ultrasound cleaning of products |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106391436B (en) * | 2016-11-25 | 2018-08-21 | 濮阳市鸿宇压力容器有限公司 | A kind of air vibrator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3768520A (en) * | 1972-04-06 | 1973-10-30 | Westinghouse Electric Corp | Fluidic high pressure hydraulic pulsator |
| RU2087756C1 (en) * | 1994-04-27 | 1997-08-20 | Марчуков Евгений Ювенальевич | Method and device for generating oscillation of fluid flow |
| RU2144440C1 (en) * | 1998-08-24 | 2000-01-20 | Дыбленко Валерий Петрович | Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator |
| RU2210011C2 (en) * | 2001-11-05 | 2003-08-10 | Зао "Нипиотстром" | Shock flow generator |
| RU2310078C2 (en) * | 2005-02-21 | 2007-11-10 | Рустэм Наифович Камалов | Pulsed liquid jet generation method and device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010046667A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Airbus Operations Gmbh | Fluid actuator for influencing the flow along a flow surface and the blower and flow body with such a fluid actuator |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100011/06A patent/RU2511888C1/en not_active IP Right Cessation
- 2013-12-24 WO PCT/RU2013/001163 patent/WO2014109674A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3768520A (en) * | 1972-04-06 | 1973-10-30 | Westinghouse Electric Corp | Fluidic high pressure hydraulic pulsator |
| RU2087756C1 (en) * | 1994-04-27 | 1997-08-20 | Марчуков Евгений Ювенальевич | Method and device for generating oscillation of fluid flow |
| RU2144440C1 (en) * | 1998-08-24 | 2000-01-20 | Дыбленко Валерий Петрович | Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator |
| RU2210011C2 (en) * | 2001-11-05 | 2003-08-10 | Зао "Нипиотстром" | Shock flow generator |
| RU2310078C2 (en) * | 2005-02-21 | 2007-11-10 | Рустэм Наифович Камалов | Pulsed liquid jet generation method and device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560866C1 (en) * | 2014-10-27 | 2015-08-20 | Рустэм Наифович Камалов | Method of oscillations generation of liquid flow and generator of flow oscillations |
| RU2680030C1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Device for ultrasound cleaning of products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014109674A1 (en) | 2014-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4041984A (en) | Jet-driven helmholtz fluid oscillator | |
| RU2511888C1 (en) | Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation | |
| WO2007040423A1 (en) | Method for realising energy by means o a reciprocating motion and a device for converting and releasing energy in liquid media | |
| RU2464456C2 (en) | Method and device to generate pressure oscillations in fluid flow | |
| CN102588353A (en) | Self excited oscillation type jet vacuum pump | |
| RU2504441C1 (en) | Sprayer | |
| RU2479355C1 (en) | Centrifugal sprayer | |
| RU2533525C1 (en) | Method of fluid flow vibration generation and vibration generator for method implementation | |
| RU2267364C1 (en) | Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations | |
| RU2560866C1 (en) | Method of oscillations generation of liquid flow and generator of flow oscillations | |
| CN209588046U (en) | A kind of oil burner self-pulsating nozzle | |
| US4275794A (en) | Tool equipped with a percussive device | |
| RU2544201C2 (en) | Method and device for generating wave field at injector bottomhole with automatic tuning of generation constant frequency | |
| RU2144440C1 (en) | Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator | |
| RU2352373C2 (en) | Multiphase fluid feeding and dispensing nozzle | |
| RU2087756C1 (en) | Method and device for generating oscillation of fluid flow | |
| RU2502536C1 (en) | Foam generator | |
| CN111255400A (en) | Hydraulic pulse vibrator | |
| RU63714U1 (en) | Borehole Hydroacoustic Generator | |
| RU146440U1 (en) | ACOUSTIC RADIATOR | |
| RU141430U1 (en) | EJECTOR | |
| RU2281389C2 (en) | Vibratory device for vibro-wave production bed and well screen treatment | |
| RU51403U1 (en) | CAVITATION TYPE HEAT GENERATOR | |
| RU217875U1 (en) | DOWNHOLE HYDROMECHANICAL OSCILLATOR | |
| RU185656U1 (en) | HYDRODYNAMIC OSCILLATOR GENERATOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170110 |