RU2770351C1 - Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах - Google Patents
Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770351C1 RU2770351C1 RU2021121846A RU2021121846A RU2770351C1 RU 2770351 C1 RU2770351 C1 RU 2770351C1 RU 2021121846 A RU2021121846 A RU 2021121846A RU 2021121846 A RU2021121846 A RU 2021121846A RU 2770351 C1 RU2770351 C1 RU 2770351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrodiode
- pressure
- valve
- hydrodiodes
- inertial
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
- F15C1/22—Oscillators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в гидравлических насосных системах. Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах состоит из запорного вентиля (1), обратного клапана (2), двухполупериодных гидродиодов (5), фильтра (6), обратного клапана (8), запорного вентиля (9). Двухполупериодные гидродиоды (5) последовательно соединены в каскад. На выходе включен гидроаккумулятор (3). Технический результат заключается в повышении напора, развиваемого гидродиодом. 6 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к гидравлическим насосным системам и может быть использовано в качестве энергетического узла увеличения располагаемого напора за счет утилизации естественной механической энергии вибрации, ее аккумуляции для возможности дальнейшего использования в особых условиях работы машин (например: обеспечение собственных нужд в работе машины или ее элементов).
Известен опыт умножения напряжения в электротехнических устройствах (Алексеев О.В. и др. Электротехнические устройства: Учебник для вузов // О.В. Алексеев, В.Е. Китаев, А.Я. Шихин; под общ.ред. А.Я. Шихина. - М.: Энергоиздат, 1981-336 с., ил.). Умножители напряжения, построенные на диодах и конденсаторах, позволяют повысить напряжение в десятки и сотни раз. Диоды устанавливаются по двухполупериодной схеме выпрямления последовательно. От их количества зависит кратность увеличения напряжения на выходе.
Прототипом заявляемого изобретения является прокладка головки блока цилиндров (патент Ru 2456466 C2, МПК F02 F11/00 от 20.07.2012 г.) служащая для уплотнения двух неподвижных друг относительно друга поверхностей если в металлическом каркасе прокладки отверстия перетока сделать коноидальными с заостоенными выходными кромками по ходу потока охлаждающей жидкости, где показано, что энергию естественной вибрации машины можно использовать для прокачки охлаждающей жидкости здесь авторы воспользовались одномембранным гидродиодом (одно полупериодная схема выпрямления). Как показано в работе
А.А. Кураева, А.Б. Семенова «Исследование напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирущем потоке жидкости» (Теплофизика и Аэромеханика, 2013, том 20, №3) напор можно удвоить применив двухполупериодную схему выпрямления. Напор развиваемый двухполупериодной схемой выпрямления повышает напор, развиваемый перфорированной мембраной примерно вдвое.
А.А. Кураева, А.Б. Семенова «Исследование напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирущем потоке жидкости» (Теплофизика и Аэромеханика, 2013, том 20, №3) напор можно удвоить применив двухполупериодную схему выпрямления. Напор развиваемый двухполупериодной схемой выпрямления повышает напор, развиваемый перфорированной мембраной примерно вдвое.
Однако в этом случае напор, развиваемый гидродиодом, невелик и для расширения сферы приложений его нужно существенно увеличить. Тогда для решения поставленной задачи можно воспользоваться опытом умножения напряжения, применяемым в электронике (см. аналог).
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение напора, развиваемого гидродиодом.
Задача достигается тем, что в умножителе инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах, состоящем из запорный вентиля, обратного клапана, двухполупериодных гидродиодов, фильтра, обратного клапана, запорного вентиля, двухполупериодные гидродиоды последовательно соединены в каскад, на выходе включен гидроаккумулятор.
На фигуре 1 приведена структурная схема четырехкратного умножителя инерционного напора. На фиг.2 приведен двухполупериодный гидродиод. На фиг.3 приведена схема коноидальными отверстиями с заостренными выходными кромками. На фиг.4 приведен четырех ступенчатый каскад гидродиодов. На фиг.5 представлена график зависимости напора, развиваемого одной ступенью гидродиода, от частоты и амплитуды осцилляции (схема 1 - однополупериодная схема выпрямления; схема 2 - двухполупериодная схема выпрямления). На фиг.6 представлен напор, развиваемый одной ступенью гидродиода, как функция
Четырехкратный умножитель инерционного напора (фиг.1) содержит на выходе запорный вентиль 1, обратный клапан 2, гидроаккумулятор 3, манометр 4, и на входе - каскад двухполупериодных гидродиодов 5, фильтр 6, входной манометр 7, обратный клапан 8, запорный вентиль 9.
Основным элементом умножителя напора является двухполупериодный гидродиод (Фиг.2), представляющий собой сосуд с установленными в нем мембранами 10, перфорированными коноидальными отверстиями с заостренными выходными кромками (Фиг.3). При входе потока со стороны закругленных образующих пропускная способность (коэффициент расхода 1), а со стороны заостренных выходных кромок 0.6. Поскольку разнорасходность проявляется при протоке жидкости через отверстия в мембранах под действием инерционного напора вызванного осцилляциями, а жидкость несжимаема в полостях гидродиода установлены упруго объемные элементы (сильфоны) 11.
Деформация сильфонов под действием инерционного напора, вызванного осцилляциями обеспечивает проток жидкости через отверстия перфорации. Разнорасходность может быть существенно большей при протекании горячих жидкостей из-за возникновения кавитации на острых входных кромках коноидальных отверстий.
Как известно (Некрасов Б.Б. Гидравлика и ее применение на летательных аппаратах. - Гидравлика и ее применение на летательных аппаратах. - М.: Машиностроение, 1967.-368 с.) инерционный напор:
здесь
g - ускорение свободного падения;
Δz - протяженность столба жидкости подверженная осцилляциям в направлении вектора ускорения
Умножитель инерционного напора работает следующим образом:
Перед началом работы все полости устройства заполняются рабочей жидкостью. В реальных условиях устройство устанавливается на элементах конструкции машины подверженных в наибольшей степени осцилляциям так, чтобы вектор ускорения, вызванного осцилляциями, был нормальным к плоскости мембран гидродиодов.
Под действием инерционного напора и разнорасходности коноидальных отверстий жидкость перетекает (фиг2) из области А в напорную полость В гидродиода.
Как было показано в работе Кураев А.А., Семенов Б.А. «Иследование напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирующем потоке жидкости» (Теплофизика и аэромеханика, 2013, том 20, №3) избыточный напор, развиваемый двухполупериодным гидродиодом, может достигать величины порядка 1 м водяного столба. Таким образом последовательно соединяя гидродиоды (фиг.4) можно существенно увеличить инерционный напор на выходе. Аналогично тому, как этого достигают в высоковольтных гальванических батареях.
Кратность увеличения инерционного напора определяется числом последовательно соединенных гидродиодов. Суммарный напор развиваемый умножителем напора аккумулируется в гидроаккумуляторе для дальнейшего использования в работе машин или их элементов.
Claims (1)
- Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах, состоящий из запорного вентиля, обратного клапана, двухполупериодных гидродиодов, фильтра, обратного клапана, запорного вентиля, отличающийся тем, что двухполупериодные гидродиоды последовательно соединены в каскад, на выходе включен гидроаккумулятор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021121846A RU2770351C1 (ru) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021121846A RU2770351C1 (ru) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770351C1 true RU2770351C1 (ru) | 2022-04-15 |
Family
ID=81255498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021121846A RU2770351C1 (ru) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770351C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2108714A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-18 | Atomic Energy Authority Uk | Fluidic devices |
RU2153603C2 (ru) * | 1994-06-17 | 2000-07-27 | Шлюмберже Эндюстри С.А. | Жидкостный осциллятор и способ измерения величины, относящейся к объему жидкости, протекающей через такой жидкостный осциллятор |
US20130255960A1 (en) * | 2010-02-04 | 2013-10-03 | Michael Linley Fripp | Method and apparatus for autonomous downhole fluid selection with pathway dependent resistance system |
RU2718365C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2020-04-02 | Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. | Поверхность для направленного переноса текучей среды, в частности против внешнего давления |
-
2021
- 2021-07-23 RU RU2021121846A patent/RU2770351C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2108714A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-18 | Atomic Energy Authority Uk | Fluidic devices |
RU2153603C2 (ru) * | 1994-06-17 | 2000-07-27 | Шлюмберже Эндюстри С.А. | Жидкостный осциллятор и способ измерения величины, относящейся к объему жидкости, протекающей через такой жидкостный осциллятор |
US20130255960A1 (en) * | 2010-02-04 | 2013-10-03 | Michael Linley Fripp | Method and apparatus for autonomous downhole fluid selection with pathway dependent resistance system |
RU2718365C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2020-04-02 | Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. | Поверхность для направленного переноса текучей среды, в частности против внешнего давления |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Семёнов. Исследование напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирующем потоке жидкости. * |
Теплофизика и аэромеханика. 2013, том 20, номер 3, УДК 532, 533, А.А. Кураев, А.Б. * |
Теплофизика и аэромеханика. 2013, том 20, номер 3, УДК 532, 533, А.А. Кураев, А.Б. Семёнов. Исследование напорных характеристик перфорированной мембраны в осциллирующем потоке жидкости. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2951450A (en) | Fluid pump | |
Bardell et al. | Designing high-performance micro-pumps based on no-moving-parts valves | |
Stemme et al. | A valveless diffuser/nozzle-based fluid pump | |
Wang et al. | Valveless micropump with acoustically featured pumping chamber | |
RU2770351C1 (ru) | Умножитель инерционного напора на основе гидродиода в осциллирующих гидравлических технических системах | |
Ullmann et al. | The piezoelectric valve-less pump: Series and parallel connections | |
Xu et al. | Impact of typical steady-state conditions and transient conditions on flow ripple and its test accuracy for axial piston pump | |
Edwards et al. | Pulsating flow on non-Newtonian fluids in pipes | |
Dereshgi et al. | Numerical study of novel MEMS-based valveless piezoelectric micropumps in the range of low voltages and frequencies | |
Amiri et al. | Coupled vibrations of a magneto-electro-elastic micro-diaphragm in micro-pumps | |
Krechetnikov | Thermodynamics of chemical Marangoni-driven engines | |
US3516510A (en) | Seismic wave generating system | |
Rafiee et al. | Numerical simulation of wave impact on an oscillating wave surge converter | |
US3099998A (en) | Fluid rectifier | |
Vetter et al. | Pressure pulsation dampening methods for reciprocating pumps | |
Deng et al. | Dynamic optimization of valveless micropump | |
Tsui et al. | A novel peristaltic micropump with low compression ratios | |
Швець et al. | New ways of transition to deterministic chaos in nonideal oscillating systems | |
Shvets et al. | Complicated scenarios of transitions to deterministic chaos in non-ideal dynamic systems | |
Azarbadegan et al. | Combination rules for multichamber valveless micropumps | |
Jiang et al. | The dynamic characteristics of a valve-less micropump | |
SU857540A1 (ru) | Обратный клапан | |
Costa et al. | Dynamic Model of a Membrane Pump Powered by a Scroll Pump in an Absorption Refrigeration Cycle | |
Sun et al. | An analytical model for flow rectification of a microdiffuser driven by an oscillating source | |
Williams et al. | Micropump design for optimum pressure/flow characteristics |