Способ генерирования нелинейных колебаний и гидромеханический пульсатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1 9) я)5 Г 15 В 21/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(Ь 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский авиационный институт им,Серго Орджоникидзе)561 Автооское свидетельство СССРМ 191176, кл, В 06 В 1/20, 1967.(54) СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР(57) Изобретение позволяет интенсифицировать технологические процессы генерацией нелинейных колебаний вгидромеханическом пул ьсаторе. Поток жидкости под давлением разделяют на деа потока. один иэ к-рых направляютпотребителю, в другом возбуждают колебания расхода. Поток жидкости до разделениязакручивают с образованием полого жидкостного вихря с свободной внутренней поверхностью. Отвод жидкости, разделяемой на два автономных потока, осуществляют иэ периферийной зоны вихря. В свободную внутреннюю поверхность вихря подводят гаэ под давлением, не превышающим давление жидкости у потребителя, Для создания колебаний напорная магистраль 14 связана через регулируемый дроссель 3 с источником высокого давления жидкости.Камера 15 формирования импульсов подключена к потребителю и магистрали 14.Камера 10 низкого давления связана с источником сжатого газа линии 13 низкого давления и через прерыватель 16 расхода и дроссель 3 с камерой 15. Вихревая камера установлена в линии связи источника высокого давления с, камерой 15 после дросселя 3 и выполнена в виде частично заполненной газом осесимметричной емкости 5 с тангенциальными противоположно направленными каналами 4, 7 подвода и отвода потока и осевым каналом 9, сообщенным через жиклер с камерой 10, 2 с. и 1 з,п.ф-лы, 1 ил.аавйИзобретение относится к гидравлическим машинам и предназначено для создания в жи скости периодических нелинейных колебаний при интенсификации технологических процессов смешения разнородных фаэ, образования эмульсий и суспензий, очистки поверхностей и пр,Цель изобретения - интенсификация технологических процессов,На чертеже представлен гидромеханический пульсатор, с псмощью которого реализуется способ генерирования нелинейных колебаний.Пульсатор содержит корпус 1 с выполненным в нем патрубком 2 для подачи жидкости от источника высокого давления, соединенным с регулируемым дросселем 3, который подключен ктангенциальным каналам 4 подвода осесимметричной емкости 5, в боковых стенках 6 которой выполнены тангенциальные каналы 7 отвода. противоположно направленные по отношению к каналам 4. В торцовой стенке 8 емкости 5 выполнен осевой канал 9, подсоединенный к камере 10 низкого давления, которая может быть снабжена краном 11, соединяющим ее с источником сжатого газа, и краном 12, соединяющим камеру 10 с линией 13 низкого давления. Тангенциальные каналы 7 отвода подсоединены к напорной магистрали 14, которая через камеру 15 формирования импульса и прерыватель 16 расхода сообщена с камерой 10 низкого давления, В данном случае в качестве прерывателя 16 использован подпружиненный насадок, контактирующий с диском 17 с о верстиями 18, периодически соединяющими выходную часть напорной магистрали 14 с линией 13 пониженного давления. Для управления амплитудой генерируемых колебаний в камере , 15 формирования импульса, соединяющейнапорную магистраль 14 с прерывателем 16, может быть установлен регулируемый дроссель 19, Камера 15 соединена с потребителем 20.При подаче через патрубок 2 в корпус 1 пульсатора жидкости под давлением, она через дроссель 3 поступает к тангенциальным каналам 4 и образует полый жидкостный вихрь в емкости 5, создавая центробежное давление нэ стенки 6, истекает через тангенциальные каналы 7 отвода в напорную магистраль 14 и поступает по ней через камеру 15 к потребителю 20При работе прерывателя 16 расходажидкости, например, при вращении диска 17 с отверстиями 18, периодически сообщающими выходную часть напорной магистрали 14 с линией 13 пониженного давления, открытые отверстия 18 приводит к ростускорости течения жидкости в напорной магистрали 14, расход через которую является суммой расходов жидкости, направляющихся потребителю 20 и через прерыватель 16 Несмотря на резкое увеличение расхода жидкости, ее давление поддерживается на высоком уровне жидкостным вихрем в емкости 5. При закрытии отверстия 18 расход жидкости в камере 15 резко падает, инерци 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 онность заполняющего ее столба жидкости приводит к возникновению гидроудара с крутым передним фронтом, который воздействует на потребителя 20,Наличие наполненной газом приосевой эоны в емкости 5 разрывает связь жидкостного столба в магистрали 14 и в источнике жидкости с избыточным давлением,Могут быть рекомендованы следующие режимы работы пульсатора.А. Кран 12 приоткрыт до сечения, обеспечивающего истечение через него преимущественно жидкости, открыт кран 11, сообщающий приосевую зону емкости 5 через канал 9 с источником сжатого газа повышенного давления Рг, При этом диаметр жидкостного вихря в емкости 5 устанавливается исходя из обеспечения равенства давления подаваемого газа Р, давлению на поверхности жидкостного вихря Рв. Такой диаметр существует в случае, если давление подаваемого газа Р меньше, чем давление подаваемой жидкости Рж. Для предотвращения попадания жидкости в газовую магистраль, давление газа должно превышать давление в жидкостном вихре на диаметре канала 9,На этом режиме давление вытеснения жидкости в напорную магистраль 14 обеспечивается давлением газа в емкости 5, а положение дросселя 3 определяет количество жидкости, поступающей к прерывателю 16 и потребителю 20.Б, Закрыт кран 11, открыт кран 12. При этом канал 9 сообщает емкость 5 с линией 13 пониженного давления. Часть жидкости, поступающей через тенгенциальные каналы 44, истекает через канал 9 в линию 13 При этом течение в емкости 5 подчиняется закону постоянства циркуляции, который обеспечивает центробежное давление на стенки 6 емкости 5, близкое к разнице давлений в каналах 4 и линии 13. Это давление возбуждает ударную волну в магистрали 14 при перекрытии канала 18 прерыцателем 6.Таким образом, пульсатор позволяет организовать серию периодических ударных волн в жидкости эа счет как э сергии сжатого газа (режил А), так и закрученной жидкости (режим Б) Режим ы вы бира ют исходя из эксплуатационных особенностей наличия источника сжатого газа, требуемо1670196 Составитель 3, ПимаховаТехред М,Моргентал Корректор Т,Малец Редактор А, Огар Заказ 2727 Тираж 368 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го давления в напорной магистрали, требуемой частоты следования ударных волн. Режим Б используется предпочтительно при более высоких потребных частотах Он характеризует также и тем, что емкость 5 одновреме но выполняет функции сепаратора жидкости от газовых включений, так, что допускает присутствие пузырьков газа в линии подачи жидкости под давлением, которые должны быть полностью исключены в напорной магистрали 14,Для получения максимальной амплитуды колебений целесообразно выбрать длину напорной магистрали 14 между емкостью 5 и камерой 15 резонансной равной целому числу полуволн колебаний давления в жидкости, наполняющей магистраль 14, При этом, кроме инерционных сил жидкости в магистрали 14 и упругости жидкостного вихря е емкости 5, используется еще и упругость жидкости в магистрали 14, Для подстройки собственной частоты гидросистемы к частоте прерывателя 16 следует изменять давление газа в емкости 5 (либо изменением давления наддува в режиме А, либо изменением расхода жидкости через канал 9) положением крана 12.Объем емкости 5 зависит от требуемой частоты нелинейных колебаний, В целом пульсатор обеспечивает генерирование периодических ударных волн в жидкости, амплитуда и крутизна переднего фронта которых в 5- 9 раз превышает зти параметры у гармонических колебаний,Формула изобретения 1, Способ генерирования нелинейных колебаний, заключающийся в том, что поток жидкости под давлением разделяют на два потока, один из которых направляют потребителю, а в другом возбуждают колебаниярасхода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью интенсификации технологических5 процессов, поток жидкости до его разделения закручивают с образованием пологожидкостного вихря со свободной внутренней поверхностью, причем отвод жидкости,разделяемой на два автономных потока,10 осуществляют из переферийной зоны вихря,2. Способ по и 1, о т л и ч а ю щи й с ятем, что в свободную внутреннюю поверхность вихря подводят газ под давлением, на15 превышающим давление жидкости у потребителяю3, Гидромеханический пульсатор, содержащий напорную мэгистраль, связанную через регулируемый дроссель с20 источником высокого давления жидкости,камеру формирования импульса, подключенную к потребителю и напорной магистралиб камеру низкого давления, связаннуюс источником сжатия газа линией низкого25 давления и через прерыватель расхода ирегулируемый дроссель с камерой формирования импульса, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что он снабжен вихревой камерой, установленной в линии связи источника высокого30 давления с камерой магистралью после регулируемого дросселя и выполненной в видечастично заполненной газом осесимметричной емкости с тангенциальными противоположно направленными каналами подвода и35 отвода потока жидкости и осевым каналомбсообщенным через жиклер с камерой низкого давления,