RU2598125C1 - Hydraulic and pneumatic once-through diode - Google Patents

Hydraulic and pneumatic once-through diode Download PDF

Info

Publication number
RU2598125C1
RU2598125C1 RU2015129270/11A RU2015129270A RU2598125C1 RU 2598125 C1 RU2598125 C1 RU 2598125C1 RU 2015129270/11 A RU2015129270/11 A RU 2015129270/11A RU 2015129270 A RU2015129270 A RU 2015129270A RU 2598125 C1 RU2598125 C1 RU 2598125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
channel
flow
rings
hydropneumatic
Prior art date
Application number
RU2015129270/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Юрьевич Кайгородов
Александр Павлович Болштянский
Виктор Евгеньевич Щерба
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
Priority to RU2015129270/11A priority Critical patent/RU2598125C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598125C1 publication Critical patent/RU2598125C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: hydraulic and pneumatic diode (1) has channel (2) of round section, in which there is at least one group of elements consisting of rings (3), the distance between tops of figures in the rings section is equal to Δ. At the inlet and the outlet of the hydropneumatic diode there are stabilizing grids (4). Coaxial to the channel there is rod (5) with the possibility of its movement and fixation along the diode channel axis through the thread in the stabilizing grids. Working elements (6) are rigidly fixed on the rod at distance Δ equal to the distance between the tops of the figures in the rings section. During movement of the working medium through the channel in the forward direction the flow enveloping the working elements and the ring does not meet significant resistance. During movement of the medium in the reverse direction the flow meets resistance in the form of the working elements or the rings, and the diode resistance becomes higher.
EFFECT: provided is the possibility of controlling the diode capability by changing relative positions of the diode working elements and the rings.
4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области управления или регулирования расхода в текучей среде (жидкость, газ) и может быть использовано в различных гидравлических и пневматических системах, в которых необходимо регулировать параметры потоков рабочей среды при низких и средних давлениях, в том числе - в качестве запорных органов гидравлических и пневматических машин периодического действия (например, в насосах и компрессорах).The invention relates to the field of control or regulation of flow in a fluid (liquid, gas) and can be used in various hydraulic and pneumatic systems in which it is necessary to adjust the parameters of the flow of the medium at low and medium pressures, including as a shut-off element of hydraulic and pneumatic machines of periodic action (for example, in pumps and compressors).

Известны гидравлические и пневматические диоды (в дальнейшем - гидропневматические диоды), содержащие прямоточный канал с установленным в нем, по крайней мере, одним рабочим элементом (см., например, Носов Е.Ю. Повышение эффективности работы гидропневматических агрегатов с катящимся ротором. Автореферат дисс. канд. наук., стр. 12, рис. 6).Known hydraulic and pneumatic diodes (hereinafter referred to as hydropneumatic diodes) containing a direct-flow channel with at least one working element installed in it (see, for example, Nosov E.Yu. Improving the efficiency of hydropneumatic units with a rolling rotor. Candidate of Science., p. 12, Fig. 6).

Наиболее близким к заявляемому техническому устройству является гидропневматический диод, содержащий прямоточный канал для прохода жидкой или газообразной среды, в котором установлен, по крайней мере, один рабочий элемент в виде втулки с поверхностью, имеющей наклон в сторону прямого потока (см. Носов Е.Ю. Повышение эффективности работы гидропневматических агрегатов с катящимся ротором. Автореферат дисс. канд. наук., стр. 14, рис. 12).Closest to the claimed technical device is a hydropneumatic diode containing a direct-flow channel for the passage of a liquid or gaseous medium, in which at least one working element is installed in the form of a sleeve with a surface inclined towards the direct flow (see Nosov E.Yu. Improving the efficiency of hydropneumatic units with a rolling rotor. Abstract of dissertation of Candidate of Science., P. 14, Fig. 12).

К недостатку известных конструкций является невозможность регулировки диодности (отношение расхода прямого потока к расходу обратного потока), являющийся положительным числом больше единицы) для каждой конкретной пневматической или гидравлической линии. Это особенно важно при использовании гидропневматических диодов в качестве клапанных устройств в машинах объемного действия, когда для каждой частоты изменения направления потока и разной динамической вязкости и плотности рабочего тела (жидкости или газа) требуется разное взаимное положение элементов диода.A disadvantage of the known designs is the inability to adjust the diode (the ratio of the flow rate of the direct flow to the flow rate of the return flow), which is a positive number greater than one) for each specific pneumatic or hydraulic line. This is especially important when using hydropneumatic diodes as valve devices in volumetric machines, when for each frequency of changing the direction of flow and different dynamic viscosity and density of the working fluid (liquid or gas), a different relative position of the diode elements is required.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности настройки диодности путем изменения взаимного положения элементов диода.The technical result of the invention is the ability to configure the diode by changing the relative position of the elements of the diode.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидропневматическом прямоточном диоде, содержащем прямоточный канал для прохода жидкой или газообразной среды, в котором установлен, по крайней мере, один рабочий элемент в виде втулки с поверхностью, имеющей наклон в сторону прямого потока, согласно изобретению в канале установлены, как минимум, два кольца, имеющие выступы, выполненные в виде треугольников в сечении, параллельном оси канала, и расположенные на некотором расстоянии вершин треугольников друг от друга, а соосно каналу установлен стержень с возможностью его перемещения и фиксации вдоль оси прямоточного канала, и как минимум один рабочий элемент в виде втулки неподвижно закреплен на упомянутом стержне.The specified technical result is achieved in that in a hydropneumatic direct-flow diode containing a direct-flow channel for passage of a liquid or gaseous medium, in which at least one working element is installed in the form of a sleeve with a surface having an inclination towards the forward flow, according to the invention in the channel at least two rings are installed, having protrusions made in the form of triangles in a section parallel to the axis of the channel and located at a certain distance of the vertices of the triangles from each other, and coaxially to the channel a rod is installed with the possibility of its movement and fixing along the axis of the direct-flow channel, and at least one working element in the form of a sleeve is fixedly mounted on the said rod.

Рабочий элемент может быть выполнен в виде полого конуса, чашки, или в форме соединенных между собой основаниями двух разнонаправленных конусов, образующих ромб в сечении, параллельном оси канала.The working element can be made in the form of a hollow cone, a cup, or in the form of two oppositely directed cones interconnected by bases, forming a rhombus in a section parallel to the channel axis.

Сущность изобретения поясняется на примере конструктивных вариантов гидравлического и пневматического прямоточного диода.The invention is illustrated by the example of structural options for a hydraulic and pneumatic once-through diode.

На фиг. 1-3 изображен гидропневматический прямоточный диод с каналом круглого сечения, в котором рабочим элементом является втулка в виде полого конуса, имеющего наклон в сторону прямого потока. На фиг. 1 изображена работа гидропневматического прямоточного диода при движении рабочей среды (жидкости или газа) в прямом направлении, а на фиг. 3 - работа этого же диода при движении рабочей среды в обратном направлении.In FIG. 1-3 shows a hydropneumatic direct-flow diode with a channel of circular cross section, in which the working element is a sleeve in the form of a hollow cone, tilted in the direction of direct flow. In FIG. 1 shows the operation of a hydropneumatic direct-flow diode when moving a working medium (liquid or gas) in the forward direction, and FIG. 3 - operation of the same diode when moving the working medium in the opposite direction.

На фиг. 2 изображена стабилизирующая решетка, установленная в канале диода.In FIG. 2 shows a stabilizing grating installed in the channel of the diode.

На фиг. 4 и 5 показан конструктивный вариант гидропневматического прямоточного диода, в котором рабочим элементом является втулка в виде чашки, при прямом и обратном направлении потока.In FIG. 4 and 5 show a constructive version of a hydropneumatic ramjet diode in which the cup-shaped sleeve is the working element, with the forward and reverse flow directions.

На фиг. 6 и 7 изображена конструктивная схема гидропневматического прямоточного диода, в котором рабочим элементом является втулка в виде соединенных между собой основаниями двух разнонаправленных конусов, образующих ромб в сечении, параллельном оси канала.In FIG. 6 and 7 show a structural diagram of a hydropneumatic direct-flow diode, in which the working element is a sleeve in the form of two multidirectional cones interconnected by bases, forming a rhombus in cross section parallel to the channel axis.

Гидравлический или пневматический диод 1 (фиг. 1-3) содержит прямоточный канал 2 круглого сечения для прохода жидкой или газообразной среды, в котором установлены кольца 3, имеющие выступы, выполненные в виде треугольников в сечении, параллельном оси канала, причем вершины этих треугольников обращены в сторону оси канала 2 и расположены на расстоянии Δ друг от друга.The hydraulic or pneumatic diode 1 (Fig. 1-3) contains a direct-flow channel 2 of circular cross section for the passage of a liquid or gaseous medium, in which rings 3 are installed, having protrusions made in the form of triangles in a section parallel to the channel axis, with the vertices of these triangles facing in the direction of the axis of the channel 2 and are located at a distance Δ from each other.

На входе (справа по рисунку - вход для прямого потока) и выходе гидропневматического диода (слева по рисунку - выход для прямого потока) установлены стабилизирующие решетки 4, которые выравнивают поток жидкости или газа и равномерно распределяют его по сечению канала 2. Этому же способствует расстояние L от торца диода 1 до первого по ходу прямого потока кольца 3, равное удесятеренному диаметру D канала 2 или больше этой величины, что соответствует рекомендациям при проектировании проточных частей управляющих элементов.At the inlet (to the right in the figure is the inlet for direct flow) and the outlet of the hydropneumatic diode (in the left in the figure is the outlet for direct flow), stabilizing gratings 4 are installed, which equalize the flow of liquid or gas and evenly distribute it along the section of channel 2. This is facilitated by the distance L from the end of the diode 1 to the first along the direct flow of the ring 3, which is equal to ten times the diameter D of the channel 2 or more of this value, which corresponds to the recommendations when designing the flow parts of the control elements.

Соосно каналу 2 установлен стержень 5 с возможностью его перемещения и фиксации вдоль оси канала 2 диода с помощью резьбы, находящейся в стабилизирующих решетках 4. На стержне 5 жестко закреплены рабочие элементы в виде втулок, имеющих форму полых конусов 6, на расстоянии Δ друг от друга, равном расстоянию между верхушками треугольников в сечении колец 3. Перемещение и фиксация стержня 5 осуществляется винтами 7.Coaxial to channel 2, a rod 5 is installed with the possibility of its movement and fixing along the axis of the channel 2 of the diode using a thread located in the stabilizing gratings 4. On the rod 5, working elements in the form of bushings having the shape of hollow cones 6 are rigidly fixed at a distance Δ from each other equal to the distance between the tops of the triangles in the section of the rings 3. Moving and fixing the rod 5 is carried out by screws 7.

На фиг. 4-5 показан гидропневматический диод, в котором рабочие элементы в виде втулок выполнены чашеобразными, в виде чашек 8.In FIG. 4-5 shows a hydropneumatic diode in which the working elements in the form of bushings are made cup-shaped, in the form of cups 8.

На фиг. 6-7 изображен гидропневматический диод 1 с рабочими элементами в виде втулок 9, выполненных в форме соединенных между собой основаниями двух разнонаправленных конусов, и в сечении, параллельном оси канала, образующих ромб. В канале 2 установлены кольца 3 с поверхностями треугольного сечения, причем вершина треугольника обращена в сторону оси канала 2 и смещена в сторону прямого потока. Расстояние между вершинами треугольников в сечении колец 3 равно Δ.In FIG. 6-7, a hydropneumatic diode 1 with working elements in the form of bushings 9, made in the form of two interconnected cones connected together by bases, and in a section parallel to the channel axis forming a rhombus is shown. In the channel 2, rings 3 with surfaces of a triangular section are installed, with the top of the triangle facing the axis of the channel 2 and shifted towards the forward flow. The distance between the vertices of the triangles in the section of the rings 3 is Δ.

Гидропневматический диод работает следующим образом.Hydropneumatic diode operates as follows.

При прохождении прямого потока жидкости или газа (направление потока показано стрелками на фиг. 1), направление потока меняется незначительно, и поток жидкости или газа практически не встречает большого гидравлического сопротивления и не теряет кинетическую энергию. Рабочая среда, следуя вдоль промежутка между выступами колец 3 и конусов 6 и огибая их, проходит диод практически без потери энергии.When passing a direct flow of liquid or gas (the direction of flow is shown by arrows in Fig. 1), the direction of flow changes insignificantly, and the flow of liquid or gas practically does not meet much hydraulic resistance and does not lose kinetic energy. The working medium, following along the gap between the protrusions of the rings 3 and the cones 6 and enveloping them, passes the diode with virtually no energy loss.

При прохождении обратного потока жидкости или газа (фиг. 3), часть потока, направляемого поверхностями колец 3, входит в полость конусов 6 и меняет направление движения на противоположное, препятствуя движению той части потока, которая проходит мимо конуса 6. При этом образуются завихрения, препятствующие свободному движению потока в обратном направлении. Вследствие этого, сопротивление обратному потоку газа или жидкости резко возрастает, и обратный поток, встречая большое гидравлическое сопротивление, оказывается существенно меньшим, чем прямой поток.With the passage of the reverse flow of liquid or gas (Fig. 3), part of the flow directed by the surfaces of the rings 3 enters the cavity of the cones 6 and reverses the direction of movement, obstructing the movement of the part of the flow that passes by the cone 6. In this case, turbulences are formed, preventing the free movement of the flow in the opposite direction. As a result of this, the resistance to the reverse flow of gas or liquid increases sharply, and the return flow, meeting a large hydraulic resistance, turns out to be significantly smaller than the direct flow.

Аналогичные явления происходят при использовании в качестве рабочих элементов чашек 8 (фиг. 4 и фиг. 5) и втулок 9 (фиг. 6 и фиг. 7) с продольным сечением в виде ромба. В последнем случае (фиг. 6 и фиг. 7) препятствие для обратного потока создается линиями тока жидкости, меняющими направление движения на противоположное наклонными выступами колец 3.Similar phenomena occur when cups 8 (Fig. 4 and Fig. 5) and bushings 9 (Fig. 6 and Fig. 7) are used as working elements with a longitudinal section in the form of a rhombus. In the latter case (Fig. 6 and Fig. 7), an obstacle to the reverse flow is created by the fluid flow lines that change the direction of motion to the opposite with the inclined protrusions of the rings 3.

Перемещая стержень 5 ввинчиванием и вывинчиванием винтов 7, можно изменять взаимное положение рабочих элементов 6, 8 и 9 относительно выступов колец 3 и изменять диодность гидропневматического диода в большую или меньшую сторону в зависимости от потребности пневмо- или гидросистемы, которую он обслуживает, а также «подстраивать» его под свойства жидкости и параметры, при которых происходит работа (вязкость, перепад давления, частота возвратно-поступательного движения жидкости и др.).By moving the rod 5 by screwing and unscrewing the screws 7, you can change the relative position of the working elements 6, 8 and 9 relative to the protrusions of the rings 3 and change the diode of the hydropneumatic diode up or down depending on the needs of the pneumatic or hydraulic system that it serves, as well as " adjust ”it to the properties of the liquid and the parameters at which the work occurs (viscosity, pressure drop, frequency of the reciprocating movement of the liquid, etc.).

Предложенные конструктивные варианты гидропневматических диодов позволяют выполнить поставленную техническую задачу - обеспечить возможность настройки диодности путем изменения взаимного положения рабочих элементов диода и колец, неподвижно установленных в канале.The proposed constructive options for hydropneumatic diodes allow us to fulfill the technical task - to provide the ability to configure the diode by changing the relative position of the working elements of the diode and the rings fixedly installed in the channel.

Claims (4)

1. Гидропневматический прямоточный диод, содержащий прямоточный канал для прохода жидкой или газообразной среды, в котором установлен, по крайней мере, один рабочий элемент в виде втулки с поверхностью, имеющей наклон в сторону прямого потока, отличающийся тем, что в канале установлены, как минимум два кольца, имеющие выступы, выполненные в виде треугольников в сечении, параллельном оси канала, вершины которых отстоят друг от друга на некотором расстоянии и обращены в сторону оси канала, а соосно каналу установлен стержень с возможностью его перемещения и фиксации вдоль оси прямоточного канала, и, как минимум, один рабочий элемент в виде втулки неподвижно закреплен на упомянутом стержне.1. Hydropneumatic direct-flow diode containing a direct-flow channel for the passage of a liquid or gaseous medium, in which at least one working element is installed in the form of a sleeve with a surface inclined in the direction of direct flow, characterized in that at least two rings having protrusions made in the form of triangles in a section parallel to the axis of the channel, the vertices of which are separated from each other at a certain distance and face the channel axis, and a rod is installed coaxially with the channel with the possibility of e of moving and fixing the continuous-flow channel along the axis, and at least one operating element in form of a sleeve fixedly secured to said rod. 2. Гидропневматический диод по п. 1, отличающийся тем, что рабочий элемент в виде втулки выполнен в форме полого конуса.2. Hydropneumatic diode according to claim 1, characterized in that the working element in the form of a sleeve is made in the form of a hollow cone. 3. Гидропневматический диод по п. 1, отличающийся тем, что рабочий элемент в виде втулки выполнен чашеобразным.3. Hydropneumatic diode according to claim 1, characterized in that the working element in the form of a sleeve is made bowl-shaped. 4. Гидропневматический диод по п. 1, отличающийся тем, что рабочий элемент в виде втулки выполнен в форме соединенных между собой основаниями двух разнонаправленных конусов, и в сечении, параллельном оси канала, образующих ромб. 4. Hydropneumatic diode under item 1, characterized in that the working element in the form of a sleeve is made in the form of two interconnected cones connected to each other by bases and in a section parallel to the axis of the channel forming a rhombus.
RU2015129270/11A 2015-07-16 2015-07-16 Hydraulic and pneumatic once-through diode RU2598125C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129270/11A RU2598125C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Hydraulic and pneumatic once-through diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129270/11A RU2598125C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Hydraulic and pneumatic once-through diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598125C1 true RU2598125C1 (en) 2016-09-20

Family

ID=56938078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129270/11A RU2598125C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Hydraulic and pneumatic once-through diode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598125C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718196C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydropneumatic diode with looped movement of working medium
RU206313U1 (en) * 2021-06-04 2021-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) HYDROPNEUMATIC DIODE
RU2760511C1 (en) * 2021-05-24 2021-11-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydrodiode
RU2767223C1 (en) * 2021-07-30 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydraulic distributor
US11930875B2 (en) 2021-07-12 2024-03-19 John Hooman Kasraei Impact reduction system for personal protective devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1329559A (en) * 1916-02-21 1920-02-03 Tesla Nikola Valvular conduit
SU1348779A1 (en) * 1986-02-26 1987-10-30 Белорусская сельскохозяйственная академия Liquid flow meter
DE102014111963A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Vent passage with flow diode for an engine crankcase
CN104405625A (en) * 2014-10-11 2015-03-11 北京联合大学 Valveless piezoelectric pump with inner bucket flow pipe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1329559A (en) * 1916-02-21 1920-02-03 Tesla Nikola Valvular conduit
SU1348779A1 (en) * 1986-02-26 1987-10-30 Белорусская сельскохозяйственная академия Liquid flow meter
DE102014111963A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Vent passage with flow diode for an engine crankcase
CN104405625A (en) * 2014-10-11 2015-03-11 北京联合大学 Valveless piezoelectric pump with inner bucket flow pipe

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718196C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydropneumatic diode with looped movement of working medium
RU2760511C1 (en) * 2021-05-24 2021-11-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydrodiode
RU206313U1 (en) * 2021-06-04 2021-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) HYDROPNEUMATIC DIODE
US11930875B2 (en) 2021-07-12 2024-03-19 John Hooman Kasraei Impact reduction system for personal protective devices
RU2767223C1 (en) * 2021-07-30 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Hydraulic distributor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2598125C1 (en) Hydraulic and pneumatic once-through diode
RU2018121612A (en) SENSOR DEVICE
RU2509261C1 (en) Pneumatic vortex nozzle
RU2570441C1 (en) Kochetov's swirl atomiser
EP3187729B1 (en) Fluted piston components for pumps
RU2527805C1 (en) Kochetov's swirl atomiser
RU2499634C1 (en) Kochetov's rotary sprayer
RU2551460C1 (en) Pneumatic vortex injector
SE1001213A1 (en) homogenizer
US2031125A (en) Spherical machine
RU2013149484A (en) FLOW FLOW CONTROL DEVICE
RU92905U1 (en) DEVICE FOR MANAGING LIQUID FLOW COMING TO THE PRODUCING OR PUMPING WELL COLUMN
RU2539183C1 (en) Kochetov's centrifugal atomiser with active spray gun
CN205745392U (en) High Pressure Difference accurate small-bore slide plate regulation valve
RU2718196C1 (en) Hydropneumatic diode with looped movement of working medium
RU2529272C1 (en) Axial-flow compressor blade
US20180135614A1 (en) Shock dampening pump
US9557745B2 (en) Throttle device
RU2015136065A (en) HIGH PERFORMANCE CONTROL VALVE
RU2015129450A (en) HOMOGENIZATION METHOD AND HOMOGENIZING DEVICE WITH FLOW HANDLING
RU2561107C1 (en) Jet-vortex atomiser with ejecting flame
CN107479585B (en) Critical flow venturi nozzle based on mechanical choking principle
CN203431260U (en) Angle type differential pressure valve
CN102829222A (en) Pressure-difference-variable flow control valve
CN207761728U (en) A kind of engine with flow control valve