RU2820098C1

RU2820098C1 - Vortex hydrodiode

Info

Publication number: RU2820098C1
Application number: RU2023112855A
Authority: RU
Inventors: Виктор Евгеньевич Щерба; Александр Павлович Болштянский; Евгений Александрович Павлюченко; Сергей Юрьевич Кайгородов
Filing date: 2023-05-18
Publication date: 2024-05-29

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industry.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic and pneumatic equipment and can be used in controlling fluid and gas flows, mainly in hydraulic and pneumatic automation, as well as in systems of water supply and transportation of oil and gas. Vortex hydrodiode comprises vortex cylindrical chamber (10) connected through supply (20) and discharge (3) pipelines with consumer and source of gas or liquid. Vortex chamber (1) is made in the form of pipe (4) section, coaxial with supply (2) and discharge (3) pipelines, and the spiral vortex formation device is located inside this pipe section and is made in the form of spiral plate (5) elongated along pipe (40), and along axis of pipe (4) there is pipe (6) having plugged end (7) directed towards supply pipeline (2), and equipped along its axis with nozzles (8) directed to inner surface of pipe (4). Tube (6) is fixed on partition (9) having holes (10). As a result of high friction between layers of working medium and between it and surface of chamber (1) considerable hydraulic resistance is formed, which reduces reverse flow by multiple.

EFFECT: increased compactness of vortex diode and convenience of its embedding into pipeline systems, especially into main pipelines.

8 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлической и пневматической технике и может быть использовано при регулировании потоков жидкости и газа преимущественно в гидро- и пневмоавтоматике, а также в системах водоснабжения и транспортировки нефти и газа.The invention relates to hydraulic and pneumatic technology and can be used in regulating liquid and gas flows mainly in hydraulic and pneumatic automation, as well as in water supply and oil and gas transportation systems.

Широко известны вихревые гидродиоды, конструкция которых описана в следующих источниках информации:Vortex hydrodiodes are widely known, the design of which is described in the following sources of information:

- кн. Лебедев И.В. Элементы струйной автоматики/ И.В. Лебедев, С.Л. Трескунов, В.С. Яковенко // М.: Машиностроение, 1973, стр. 10, рис. 3; стр. 252, рис. 114;- book Lebedev I.V. Elements of inkjet automation / I.V. Lebedev, S.L. Treskunov, V.S. Yakovenko // M.: Mashinostroenie, 1973, p. 10, fig. 3; p. 252, fig. 114;

- статья Гимаднев А.Г. Исследование характеристик вихревого гидравлического дросселя для систем подготовки проб теплоносителя / А.Г. Гимадиев, А.В. Уткин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, Т.14, № 4, 2015 г., с. 110, рис. 1 б и рис. 2.- article by Gimadnev A.G. Study of the characteristics of a vortex hydraulic throttle for coolant sample preparation systems / A.G. Gimadiev, A.V. Utkin // Bulletin of Samara State Aerospace University, T.14, No. 4, 2015, p. 110, fig. 1 b and fig. 2.

- А.С. СССР № 903591 Вихревой диод, 1982 г.;- A.S. USSR No. 903591 Vortex diode, 1982;

- А.С. СССР № 1.647.163 Вихревой струйный диод, 1991 г.- A.S. USSR No. 1.647.163 Vortex jet diode, 1991

- Патент РФ № 2.740.487 Вихревой гидропневматический диод, 2021 г.- RF Patent No. 2.740.487 Vortex hydropneumatic diode, 2021

и др.and etc.

Характерной особенностью этих конструкций является наличие вихревой цилиндрической камеры, соединенной с источником и потребителем газа или жидкости через устройство для образования вихрей и отверстия, соосного с вихревой камерой. При этом устройство для образования вихрей представляет собой канал, расположенный тангенциально по отношению к окружности вихревой камеры.A characteristic feature of these designs is the presence of a cylindrical vortex chamber connected to the source and consumer of gas or liquid through a device for generating vortexes and an opening coaxial with the vortex chamber. In this case, the device for generating vortexes is a channel located tangentially with respect to the circumference of the vortex chamber.

Недостатком, присущим известным конструкциям, является расположение канала относительно отверстия под углом, близким к 90°, а также большое отношение диаметра вихревой камеры к диаметру соосного с ней отверстия (до 10-ти, 20-ти и более). Это делает конструкцию пространственной и громоздкой, особенно при ее применении в системах с большим расходом газа или жидкости - водопроводные системы, системы газовых и нефтяных магистралей. Это обстоятельство чрезвычайно затрудняет применение вихревых диодов в указанных системах, т.к. они часто прокладываются под землей, по дну рек и водоемов. В то же время вихревые диоды обладают большой (до 30-ти и более) диодностью (отношение прямого потока к обратному) по сравнению с резистивными прямоточными конструкциями, и могут помимо свойств регулирования потоков успешно применяться дли гашения пульсаций жидкостей и газов в трубопроводных системах, в том числе и для предотвращения гидроудара.A disadvantage inherent in the known designs is the location of the channel relative to the hole at an angle close to 90°, as well as the large ratio of the diameter of the vortex chamber to the diameter of the hole coaxial with it (up to 10, 20 or more). This makes the design spatial and cumbersome, especially when used in systems with high gas or liquid flow rates - water supply systems, gas and oil pipeline systems. This circumstance makes it extremely difficult to use vortex diodes in these systems, because they are often laid underground, along the bottom of rivers and reservoirs. At the same time, vortex diodes have a high (up to 30 or more) diode ratio (the ratio of forward flow to reverse flow) compared to resistive direct-flow designs, and in addition to their flow control properties, they can be successfully used to dampen pulsations of liquids and gases in pipeline systems, in including to prevent water hammer.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона применения вихревых диодов в сторону увеличения проходящих по ним потоков жидкости и газа.The technical objective of the invention is to expand the range of application of vortex diodes in the direction of increasing the flow of liquid and gas passing through them.

Указанная задача решается тем, что в вихревом гидродиоде, содержащем вихревую цилиндрическую камеру, соединенную через подводящие и отводящие трубопроводы с потребителем и источником газа или жидкости, один из которых выполняет функцию устройства для создания вихревого спиралевидного движения газа или жидкости в вихревой камере, а другой выполнен в виде отверстия, соосного с вихревой камерой, согласно изобретению, вихревая камера выполнена в виде отрезка трубы, соосного с подводящим и отводящим трубопроводом, а устройство для образования вихревого спиралевидного движения газа или жидкости расположено внутри этого отрезка трубы.This problem is solved by the fact that in a vortex hydrodiode containing a cylindrical vortex chamber connected through inlet and outlet pipelines to a consumer and a source of gas or liquid, one of which serves as a device for creating a vortex spiral movement of gas or liquid in the vortex chamber, and the other is made in the form of an opening coaxial with the vortex chamber, according to the invention, the vortex chamber is made in the form of a pipe section coaxial with the inlet and outlet pipelines, and a device for forming a vortex spiral movement of gas or liquid is located inside this pipe section.

При этом устройство для образования круговых вихрей выполнено:In this case, the device for the formation of circular vortices is made:

- в виде спиральной пластины, вытянутой вдоль оси трубы, а вдоль оси трубы установлена трубка, имеющая заглушенный конец, направленный в сторону подводящего трубопровода, и снабженная вдоль ее оси соплами, направленными к внутренней поверхности трубы;- in the form of a spiral plate extended along the axis of the pipe, and a tube is installed along the axis of the pipe, having a plugged end directed towards the supply pipeline, and equipped with nozzles along its axis directed to the inner surface of the pipe;

- в виде Г-образных трубок, имеющих прямые участки и отогнутые концы, и расположенных по окружности вдоль стенок трубы, причем прямые участки соединены с отводящим трубопроводом и имеют разную длину, а отогнутый участок направлен вдоль окружности трубы, а отогнутые концы трубок могут образовывать прерывистую спираль вдоль оси трубы;- in the form of L-shaped tubes having straight sections and bent ends, and located circumferentially along the walls of the pipe, and the straight sections are connected to the outlet pipeline and have different lengths, and the bent section is directed along the circumference of the pipe, and the bent ends of the tubes can form an intermittent spiral along the axis of the pipe;

- в виде Г-образных трубок, имеющих прямые участки и отогнутые концы, причем прямые участки установлены во втулке, размещенной вдоль оси трубы, и эта втулка имеет открытый торец, соединенный с отводящим трубопроводом, и глухой торец, направленный в сторону подводящего трубопроводам, а отогнутые концы Г-образных трубок направлены вдоль окружности трубы, а отогнутые концы трубок могут образовывать прерывистую спираль вдоль оси трубы;- in the form of L-shaped tubes having straight sections and bent ends, and the straight sections are installed in a sleeve placed along the axis of the pipe, and this sleeve has an open end connected to the outlet pipeline, and a blind end directed towards the inlet pipeline, and the bent ends of the L-shaped tubes are directed along the circumference of the pipe, and the bent ends of the tubes can form an intermittent spiral along the axis of the pipe;

- в виде размещенной вдоль оси трубы втулки с расположенными по окружности и вдоль ее оси радиальными отверстиями, причем открытый конец втулки соединен с отводящим трубопроводом, а глухой направлен в сторону подводящего трубопровода, и на эту втулку надета рубашка с глухими отверстиями, направленными под острым углом к образующей окружности, оси которых в зоне их глухого конца совпадают с осями отверстий во втулке, а радиальные отверстия во втулке могут быть расположены по ее длине по спирали.- in the form of a sleeve placed along the axis of the pipe with radial holes located around the circumference and along its axis, wherein the open end of the sleeve is connected to the outlet pipeline, and the blind end is directed towards the supply pipeline, and a jacket with blind holes directed at an acute angle is put on this sleeve to the generatrix of the circle, the axes of which in the area of their blind end coincide with the axes of the holes in the bushing, and the radial holes in the bushing can be located along its length in a spiral.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано сечение вихревого гидродиода со спиральной пластиной внутри трубы, а на фиг. 2 и 3 - направление протекающих через него потоков жидкости или газа в прямом и обратном направлении.In fig. Figure 1 shows a cross-section of a vortex hydrodiode with a spiral plate inside a pipe, and FIG. 2 and 3 - the direction of liquid or gas flows through it in the forward and reverse directions.

На фиг. 4 и 5 показаны продольное и поперечное сечение диода с Г-образными трубками, а на фиг. 6 и 7 - направление движения по нему жидкости или газа в обратном и прямом направлении. In fig. 4 and 5 show the longitudinal and cross sections of an L-shaped tube diode, and FIG. 6 and 7 - the direction of movement of liquid or gas along it in the reverse and forward directions.

На фиг. 8, 9 и 10 показаны продольное и поперечное сечение гидродиода с Г-образными трубками, смонтированными во втулке, размещенной внутри трубы, а на фиг. 11 и 12 - направление движения по диоду потоков жидкости или газа в обратном и прямом направлении.In fig. 8, 9 and 10 show the longitudinal and cross section of a hydrodiode with L-shaped tubes mounted in a sleeve located inside the pipe, and FIG. 11 and 12 - direction of movement of liquid or gas flows along the diode in the reverse and forward directions.

На фиг. 13 и 14 показаны сечения гидродиода в котором направляющие жидкость или газ по окружности каналы образованы во втулке и надетой на нее рубашке.In fig. 13 and 14 show cross-sections of a hydrodiode in which the channels guiding liquid or gas around the circumference are formed in the sleeve and the jacket put on it.

Вихревой гидродиод (фиг. 1) содержит вихревую цилиндрическую камеру 1, соединенную через подводящий 2 и отводящий 3 трубопроводы с потребителем и источником газа или жидкости. Вихревая камера 1 выполнена в виде отрезка трубы 4, соосного с подводящим 2 и отводящим 3 трубопроводом, а устройство для образования спиралевидных вихрей расположено внутри этого отрезка трубы и выполнено в виде спиральной пластины 5, вытянутой вдоль оси трубы 4, а вдоль оси трубы 4 установлена трубка 6, имеющая заглушенный конец 7, направленный в сторону подводящего трубопровода 2, и снабженная вдоль ее оси соплами 8, направленными к внутренней поверхности трубы 4. Трубка 6 закреплена на перегородке 9, имеющей отверстия 10.The vortex hydrodiode (Fig. 1) contains a vortex cylindrical chamber 1 connected through inlet 2 and outlet 3 pipelines with a consumer and a source of gas or liquid. The vortex chamber 1 is made in the form of a section of pipe 4, coaxial with the inlet 2 and outlet 3 pipelines, and the device for the formation of spiral vortices is located inside this section of the pipe and is made in the form of a spiral plate 5, elongated along the axis of the pipe 4, and installed along the axis of the pipe 4 tube 6 having a plugged end 7 directed towards the supply pipeline 2, and equipped along its axis with nozzles 8 directed towards the inner surface of the pipe 4. Tube 6 is fixed to a partition 9 having holes 10.

На фиг. 4 показан гидродиод, в котором устройство для образования круговых спиралевидных вихрей выполнено в виде Г-образных трубок 20, имеющих прямые участки 21 и отогнутые концы 22, и расположенных по окружности вдоль стенок трубы 4. Прямые участки 21 установлены на перегородке 9 с отверстием 23 и соединены с отводящим трубопроводом 3. Они имеют разную длину, а отогнутый конец 22 направлен вдоль окружности трубы. Таким образом, в данном примере, отогнутые концы трубок 22 образуют прерывистую спираль 24 вдоль оси трубы. Камера 1 соединена с подводящим трубопроводом 2 через отверстие 25 в перегородке 26.In fig. Figure 4 shows a hydrodiode in which the device for the formation of circular spiral vortices is made in the form of L-shaped tubes 20, having straight sections 21 and bent ends 22, and located circumferentially along the walls of the pipe 4. Straight sections 21 are installed on a partition 9 with a hole 23 and connected to the outlet pipeline 3. They have different lengths, and the bent end 22 is directed along the circumference of the pipe. Thus, in this example, the bent ends of the tubes 22 form an intermittent spiral 24 along the axis of the tube. Chamber 1 is connected to supply pipeline 2 through hole 25 in partition 26.

На фиг. 8, 9 и 10 показан гидродиод, в котором устройство для образования круговых спиралевидных вихрей выполнено в виде Г-образных трубок 30, имеющих прямые участки 31 и отогнутые концы 32. Прямые участки 31 установлены (например, запрессованы) во втулке 33, размещенной вдоль оси трубы 4, и эта втулка 33 имеет открытый торец 35, соединенный с отводящим трубопроводом 3, и глухой торец 36, направленный в сторону подводящего трубопровода 2, а отогнутые концы 32 Г-образных трубок 30 направлены вдоль окружности трубы 4. Отверстие 37 соединяет камеру 1 отводящим трубопроводом 3.In fig. 8, 9 and 10 show a hydrodiode in which the device for the formation of circular spiral vortices is made in the form of L-shaped tubes 30 having straight sections 31 and bent ends 32. Straight sections 31 are installed (for example, pressed) in a sleeve 33 placed along the axis pipe 4, and this sleeve 33 has an open end 35 connected to the outlet pipeline 3, and a blind end 36 directed towards the supply pipeline 2, and the bent ends 32 of the L-shaped tubes 30 are directed along the circumference of the pipe 4. The hole 37 connects the chamber 1 outlet pipeline 3.

В данном примере отогнутые концы 32 трубок 30 образуют прерывистую спираль 38 вдоль оси трубы 4.In this example, the bent ends 32 of the tubes 30 form an intermittent spiral 38 along the axis of the tube 4.

На фиг. 13 и 14 показан гидродиод, в котором устройство для образования круговых спиралевидных вихрей выполнено в виде размещенной вдоль оси трубы 4 втулки 40 с расположенными по окружности и вдоль ее оси радиальными отверстиями 41.In fig. 13 and 14 show a hydrodiode in which the device for the formation of circular spiral vortices is made in the form of a sleeve 40 placed along the axis of the pipe 4 with radial holes 41 located around the circumference and along its axis.

Открытый конец 42 втулки 40 соединен с отводящим трубопроводом 3, а глухой конец 43 направлен в сторону подводящего трубопровода 2. На эту втулку 40 надета рубашка 44 с глухими отверстиями 45, направленными под острым углом β к образующей окружности втулки 40, оси которых в зоне их глухого конца совпадают с осями отверстий 41 во втулке.The open end 42 of the sleeve 40 is connected to the outlet pipeline 3, and the blind end 43 is directed towards the supply pipeline 2. This sleeve 40 is fitted with a jacket 44 with blind holes 45 directed at an acute angle β to the generatrix of the circle of the sleeve 40, the axes of which are in their area the blind end coincides with the axes of the holes 41 in the sleeve.

В данном варианте конструкции радиальные отверстия 41 расположены во втулке 40 вдоль ее длины по спирали 46.In this embodiment, radial holes 41 are located in the sleeve 40 along its length in a spiral 46.

Вихревой гидродиод, изображенный на фиг. 1, работает следующим образом (фиг. 2 и 3).The vortex hydrodiode shown in FIG. 1 works as follows (Figs. 2 and 3).

При течении рабочего тела (газа или жидкости) в прямом направлении (фиг. 2), основной поток движется ближе к центру, и лишь незначительное его количество попадает на спиральную пластину 5, т.к. скорость потока в центре трубы гораздо выше, чем на периферии, в связи с чем практически вихревое движение не возникает. Незначительная часть жидкости или газа также попадает через сопла 8 в трубку 6 и истекает через отводящий патрубок 3 вместе с основным потоком, который обозначен «жирными» стрелками. В этом случае гидравлическое сопротивление диода минимальное и близко по своему значению к сопротивлению такого же по длине участка трубопровода.When the working fluid (gas or liquid) flows in the forward direction (Fig. 2), the main flow moves closer to the center, and only a small amount of it hits the spiral plate 5, because the flow velocity in the center of the pipe is much higher than at the periphery, and therefore virtually no vortex motion occurs. A small part of the liquid or gas also enters through the nozzles 8 into the tube 6 and flows out through the outlet pipe 3 along with the main flow, which is indicated by “thick” arrows. In this case, the hydraulic resistance of the diode is minimal and close in value to the resistance of a pipeline section of the same length.

При течении рабочего тела в обратном направлении (фиг. 3) поток делится на две части. Центральная часть, обладающая максимальной скоростью, проникает в трубку 6, а периферийная - через отверстия 10 попадает в зону действия спиральной пластины 5 и начинает двигаться вдоль нее, совершая вращательно-поступательное спиралевидное движение. Этот эффект усиливается тем, что высокоэнергичный поток, истекая из трубки 6 через сопла 8, «расталкивает» поток рабочего тела, направляя его на спиральную пластину 5, увеличивая скорость движения жидкости или газа именно вдоль этой пластины. При этом возникает интенсивное круговое спиралевидное движение рабочего тела вихревого типа, которое сопровождается большим трением частиц рабочего тела, как между собой, так и о стенки трубы 4 и о плоскость пластины 5. Это приводит к возникновению большого гидравлического сопротивления.When the working fluid flows in the opposite direction (Fig. 3), the flow is divided into two parts. The central part, which has maximum speed, penetrates tube 6, and the peripheral part, through holes 10, enters the action zone of the spiral plate 5 and begins to move along it, performing a rotational-translational spiral motion. This effect is enhanced by the fact that the high-energy flow, flowing from tube 6 through nozzles 8, “pushes” the flow of the working fluid, directing it to the spiral plate 5, increasing the speed of movement of the liquid or gas along this plate. In this case, an intense circular spiral motion of the vortex-type working fluid occurs, which is accompanied by high friction of the particles of the working fluid, both among themselves and against the walls of the pipe 4 and the plane of the plate 5. This leads to the emergence of high hydraulic resistance.

Кроме того, вращающийся с большой круговой скоростью поток входит в подводящий трубопровод 2 и продолжает в нем терять энергию на трение до тех пор, пока частицы рабочего тела не начнут двигаться вдоль оси трубопровода прямолинейно. Обычно их путь до «успокоения» потока занимает около 15-ти диаметров трубопровода.In addition, the flow rotating at a high circular speed enters the supply pipeline 2 and continues to lose energy through friction until the particles of the working fluid begin to move linearly along the axis of the pipeline. Typically, their path to “calm” the flow takes about 15 pipeline diameters.

В связи с изложенным, гидравлическое сопротивление гидродиода обратному потоку кратно выше, чем сопротивление прямому потоку.In connection with the above, the hydraulic resistance of the hydrodiode to the reverse flow is multiple higher than the resistance to the forward flow.

Гидродиод, изображенный на фиг. 4 и 5, работает следующим образом (фиг. 6 и 7).The hydrodiode shown in FIG. 4 and 5, works as follows (Fig. 6 and 7).

При обратном течении потока (фиг. 6) он делится на две части. Поток с большей скоростью (показан прерывистыми стрелками) течет через отверстия 23, а с меньшей скоростью - через трубки 20. Диаметр этих трубок сравнительно большой. Так, например, при диаметре трубы 4 в 1500 мм при типичном диаметре газопроводов и нефтепроводов 1000 мм (диаметр подводящего 2 и отводящего 3 трубопровода) диаметр трубок 20 составляет около 150÷200 мм. При этом значительная часть потока направляется в круговое движение (этот поток показан сплошными стрелками) через отогнутые концы 22 и частично захватывает центральную часть потока, в связи с чем в целом возникает вихревое круговое спиралевидное движение потока, сопровождающееся большим гидравлическим сопротивлением.When the flow flows in reverse (Fig. 6), it is divided into two parts. The flow at a higher speed (shown by intermittent arrows) flows through the holes 23, and at a lower speed through the tubes 20. The diameter of these tubes is relatively large. So, for example, with a pipe 4 diameter of 1500 mm and a typical gas and oil pipeline diameter of 1000 mm (the diameter of the inlet 2 and outlet 3 pipelines), the diameter of the tubes 20 is about 150÷200 mm. In this case, a significant part of the flow is directed into a circular motion (this flow is shown by solid arrows) through the bent ends 22 and partially captures the central part of the flow, and therefore, in general, a vortex circular spiral motion of the flow occurs, accompanied by high hydraulic resistance.

При прямом течении потока (фиг. 7) лишь незначительная его часть попадает в отогнутые концы 22, т.к. они расположены поперек течения, в связи с чем кругового вихревого спиралевидного течения не возникает, и гидравлическое сопротивление диода практически равно сопротивлению обычного трубопровода и кратно меньше, чем его сопротивление обратному потоку.When the flow flows straight (Fig. 7), only a small part of it ends up in the bent ends 22, because they are located across the flow, and therefore a circular vortex spiral flow does not arise, and the hydraulic resistance of the diode is almost equal to the resistance of a conventional pipeline and is a multiple of its resistance to reverse flow.

Описанные гидродиоды предполагают наличие конструкций, изготавливаемых с применением сварки и гибочных установок, в связи с чем они могут быть рекомендованы для установки на магистральных трубопроводах больших диаметров - 800÷1000 мм и более.The described hydrodiodes assume the presence of structures manufactured using welding and bending installations, and therefore they can be recommended for installation on main pipelines of large diameters - 800÷1000 mm or more.

Гидродиод, изображенный на фиг. 8, 9 и 10, работает следующим образом (фиг. 11 и 12).The hydrodiode shown in FIG. 8, 9 and 10, works as follows (Fig. 11 and 12).

При обратном потоке (фиг. 11) поток рабочего тела, прошедший через отводящий трубопровод 3, делится на две части. Одна часть попадает через отверстие 37 во втулке 33 в периферийную зону трубы 4, а другая - в отверстие втулки 33, откуда она истекает через отогнутые концы 32 трубок 30 в камеру 1, двигаясь по окружности, и образуя вихревое движение в этой камере. Это движение жидкости «подхватывает» поток, прошедший в камеру 1 через отверстие 37, и также заставляет его двигаться по окружности в спиралевидном вихревом движении. Далее вихревой поток попадает в подающий трубопровод 2, где продолжает (как описано выше) вихревое спиралевидное движение.With reverse flow (Fig. 11), the flow of the working fluid passing through the outlet pipeline 3 is divided into two parts. One part enters through the hole 37 in the sleeve 33 into the peripheral zone of the pipe 4, and the other into the hole in the sleeve 33, from where it flows through the bent ends 32 of the tubes 30 into the chamber 1, moving in a circle and forming a vortex movement in this chamber. This movement of the liquid “picks up” the flow that has passed into chamber 1 through hole 37 and also causes it to move around the circumference in a spiral vortex motion. Next, the vortex flow enters the supply pipeline 2, where it continues (as described above) the vortex spiral movement.

Результатом такой работы является возникновение большого гидравлического сопротивления протекающему через диод потоку.The result of this work is the appearance of high hydraulic resistance to the flow flowing through the diode.

При движении рабочего тела в прямом направлении (фиг. 12), оно обтекает глухой торец 36 втулки 33 и выступающие в камеру 1 трубки 30 и сразу движется к отверстию 37 и далее - в отводящий трубопровод 3. Незначительная часть жидкости попадает через трубки 30 в отверстие втулки 33 и также истекает в трубопровод 3. При этом спиралевидных вихревых движений не возникает, и гидравлическое сопротивление прямому потоку практически равно сопротивлению обычного трубопровода.When the working fluid moves in the forward direction (Fig. 12), it flows around the blind end 36 of the bushing 33 and the tubes 30 protruding into the chamber 1 and immediately moves to the hole 37 and then into the outlet pipeline 3. A small part of the liquid enters through the tubes 30 into the hole bushings 33 and also flows into pipeline 3. In this case, no spiral vortex movements occur, and the hydraulic resistance to direct flow is almost equal to the resistance of a conventional pipeline.

Работа гидродиода, изображенного на фиг. 13 и 14 аналогична работе диода, изображенного на фиг 8, 9 и 10.The operation of the hydrodiode shown in Fig. 13 and 14 is similar to the operation of the diode shown in Figs 8, 9 and 10.

Конструкции гидродиода, изображенного на фиг 8, 9 и 10 может быть рекомендована для установки в трубопроводных системах с диаметром труб порядка 500÷800 мм, т.к. она не содержит сложных сварных элементов.The hydrodiode designs shown in Figs 8, 9 and 10 can be recommended for installation in pipeline systems with pipe diameters of the order of 500÷800 mm, because it does not contain complex welded elements.

Гидродиод, изображенный на фиг. 13 и 14 имеет чрезвычайно компактную конструкцию и может быть установлен в трубопроводных системах с диаметром менее 500 мм вплоть до диаметров труб, используемых в машиностроительных конструкциях и в домовом хозяйстве.The hydrodiode shown in FIG. 13 and 14 have an extremely compact design and can be installed in pipe systems with a diameter of less than 500 mm, down to the diameters of pipes used in mechanical engineering structures and in the domestic sector.

В предложенных вариантах конструкций вихревых гидродиодов вход и выход рабочего тела осуществляется в одной оси, а сами гидродиоды практически представляют собой сравнительно небольшое утолщение основного трубопровода, в котором диоды смонтированы. Это делает конструкцию чрезвычайно компактной и удобно встраиваемой в трубопроводные системы практически любых диаметров, что позволяет существенно расширить диапазон применения вихревых гидродиодов в трубопроводных системах любого назначения.In the proposed design options for vortex hydrodiodes, the input and output of the working fluid is carried out in the same axis, and the hydrodiodes themselves practically represent a relatively small thickening of the main pipeline in which the diodes are mounted. This makes the design extremely compact and conveniently built into pipeline systems of almost any diameter, which can significantly expand the range of application of vortex hydrodiodes in pipeline systems for any purpose.

Claims

1. A vortex hydrodiode containing a vortex cylindrical chamber connected through inlet and outlet pipelines to a consumer and a source of gas or liquid, one of which acts as a device for creating a vortex spiral movement of gas or liquid in the vortex chamber, and the other is made in the form of a hole coaxial with a vortex chamber, characterized in that the vortex chamber is made in the form of a pipe section coaxial with the inlet and outlet pipelines, and a device for forming a vortex spiral movement of gas or liquid is located inside this pipe section.

2. A vortex hydrodiode according to claim 1, characterized in that the device for creating a vortex spiral motion of a gas or liquid in a vortex chamber is made in the form of a spiral plate extended along the axis of the pipe, and a tube is installed along the axis of the pipe, having a plugged end directed to the side supply pipeline, and equipped with nozzles along its axis directed towards the inner surface of the pipe.

3. A vortex hydrodiode according to claim 1, characterized in that the device for creating a vortex spiral motion of a gas or liquid in a vortex chamber is made in the form of L-shaped tubes having straight sections and bent ends and located circumferentially along the walls of the pipe, with straight sections connected to the outlet pipeline and have different lengths, and the bent section is directed along the circumference of the pipe.

4. Vortex hydrodiode according to claim 3, characterized in that the bent ends of the tubes form an intermittent spiral along the axis of the tube.

5. A vortex hydrodiode according to claim 1, characterized in that the device for creating a vortex spiral motion of a gas or liquid in a vortex chamber is made in the form of L-shaped tubes having straight sections and bent ends, and the straight sections are installed in a sleeve placed along the axis pipes, and this bushing has an open end connected to the outlet pipeline, and a blind end directed towards the inlet pipeline, and the bent ends of the L-shaped bushings are directed along the circumference of the pipe.

6. Vortex hydrodiode according to claim 5, characterized in that the bent ends of the tubes form an intermittent spiral along the axis of the tube.

7. The vortex hydrodiode according to claim 1, characterized in that the device for creating a vortex spiral motion of gas or liquid in the vortex chamber is made in the form of a sleeve placed along the axis of the pipe with radial holes located around the circumference and along its axis, and the open end of the sleeve is connected to the outlet pipeline, and the blind one is directed towards the supply pipeline, and this bushing is fitted with a jacket with blind holes directed at an acute angle to the generatrix, the axes of which in the area of their blind end coincide with the axes of the holes in the bushing.

8. Vortex hydrodiode according to claim 7, characterized in that the radial holes in the sleeve are located along its length in a spiral.