Генератор колебаний давления проточной среды

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ генераторам и может быть гидросистемах автоматики ных устройствах. Цель изо ширение частотного диапа колебаний давления прото держит сопла в виде конфу ра, упругий рукав, охватыв образующий с ним полость конфузором, а диффузор в конической пружины с ре тием, При протекании жид ройства влтки пружины размыкаются, и вследствие ются колебания давления. 1.го диапазона может наблюдаться нестабильная их рабата. Это связано с применением в устройствах элементов, частична периодически перегораживающих их проходное сечение, и рядом нелинейных эффектов, возникающих при взаимодействии упомянутых элементов со средой,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генсратар колебаний Карсавина, содержащий сопла из канфуэора и диффузорз, системы изменения условий истечения жидкости через его критическое сечение, Зта устройство не содержит в своем составе элементов, далеко выступающих в основное проходное сечение, поэтому воздействие дестабилизирующих аффектов в его работе является сниженным,Однако, состав устройства и взаимодействие ега частей таковы, что исключают ва:"- можность использования В области частот свыже 1 КГц, чта требуется для систем автоматики, строительной техники, в медицинских терапевтических устройствах и т,п. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики Ростовского государственного университета(56) Авторское свидетельство СССРМ 1446370, кл. Г 15 В 21/2, 1987.(54) ГЕНЕРАТОР КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯПРОТОЧНОЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к акустическим Изобретение относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для генера" ции переменных по давлению и расходу струй жидкости. Изобретение мажет быть использовано в трубопроводных системах аварийной защиты в качестве источника приводного воздействия, в гидросистемах автоматики, в ирригационных и противопожарных устройствах.Известны генераторы переменного давления, скорости и расхода потока текучей среды, содержащее размещенные в проходном сечении дефармируемые и кинематические элементы, изменяющие местный коэффициент сопротивления, В частности, известны генераторы, раоотающие от энергии потока среды, а также. внешних приводных воздействий,Недостатком упомянутых устройств является их недостаточная применимость для случаев использования в системах с проводимыми неньютонавскими жидкостями, где в области частот высокого или инфраниэкоиспользовано в и противопожарбретения - расзона. Генератор чной среды созорз. и диффуэоающий сопла и , сообщаемую с ыполнен в виде гулируемым сжакос и через уст.смыкаются и этого генерируил,Целью изобретения является раСширение частотного диапазона использования,Указанная цель достигается тем, что генератор колебаний давления проточной среды, содержащий сопло в виде конфуэора и диффузора, снабжен упругим рукавом; охватывающим сопло, образующим с ним полость, сообщаемую с конфузором, а диффузор выполнен в виде конической пружины с регулируемым сжатием.На чертеже представлен генератор колебания давления текучей среды.Генератор колебаний давления текучей среды состоит из форкамеры 1 с патрубком для входа текучей среды под давлением; ввернутого в корпус форкамеры 1 составного сопла 2, состоящего иэ сплошного конфуэора 3 и подпружиненного диффузора 4, выполненного из конической пружины; пружинных тяг 5; регулирующего пружинного устройства 6; отрезка упругого рукава 7; отверстия 8 в конфузоре, входящего в объем рукава 7.Буквами и стрелками обозначены: А - вход текучей среды в генератор, В - ее основной поток в проходном сечении, С - выход среды с генерированными в ней колебаниями, О - поток среды, ответвляющийся от основного через отверстие 8 в обьем, ограниченный отрезком упругоо рукава 7. Индексами при О обозначены "3" - поток О при смыкании витков диффуэора 4, "0" - поток О при размыкании витков диффуэора 4.Устройство работает следующим образом,В неотрегулированном состоянии витки диффузора 4 сопла 2 под действием сил упругости распрямлены, поэтому внитри сопла 2 по месту диффузора 4 образуется спиральная щель, В этом состоянии устройство представляет собой местное гидравлическое сопротивление и при пропуске через , него текучей среды по стрелке А колебаний не генерирует, поскольку имеет место ее свободное перетекание как через его основной проход в направлении стрелки В, так и по пути ответвляемого потока Оо. Отрезок упругого рукава 7 в этом состоянии оказывается натянутым давлением среды.В состоянии регулировки, атом числе и при протекании через генератор потока рабочей среды, устройство работает следующим образомРегулирующим пружинным устройством 6 через пружинные тяги 5 сжимают пружинный диффузор 4 вплоть до смыкания его витков. При этом протекание рабочей среды по направлению ответвляемого потока прекращается, а геометрия основного прохода устройства приобретает вид сопла,состоящего из сплошного конфузора 3 ипружинного диффуэора 4, вследствие чегохарактер истечения жидкости через устройство меняется, и оно переходит в режим5 генерации колебаний,В режиме генерации колебаний устройство работает следующим образом. При начале смыкания витков пружинногодиффуэора 4 инициируется переходный10 процесс отдросселирования перетекающейсреды через гидравлическое сопротивлениеобщего вида к более упВрядочен ному протеканию через сопло, при этом происходитрезкое увеличение коэффициента расхода15 и, следовательно. увеличение скорости протекания среды через устройство при одинаковом ее напоре в зоне конфуэора 3. Врезультате этого порции среды, вытекающие по стрелке В через критическое сече 20 ние сопла 2 ускоряются, а давление в .диффузорном участке резко падает. С этогомомента на внутреннюю поверхность диффузора 4 начинает действовать избыточноераэряжение, преодолевающее силы поджа 25 тии его витков от воздействия пружинногорегулирующего устройства 6 и тяг 5. В результате витки диффузора 4 размыкаются,.идавление, аккумулированное в полости рукава 7, перетекает внутрь проходного сече 30 ния диффузора 4. Одновременно самдиффуэор, вследствие изменения своей геометрии, перестает выполнять функциюдиффуэора, и процесс упорядоченного истечения, по совокупному действию этих двух35 причин, срывается, Процесс перетеканиярабочей среды по стрелке Оо через разомкнутые вити диффузора 4 прекращаетсяпри выравнивании давления в полости упругого рукава 7 и внутри проходного сечения,40 что сопровождается некоторым сдуваниемрукава 7, Поскольку данный процесс носитявно выраженный релаксационный характер, неупорядоченный порядок истечениясреды через него сохраняется некоторое45 время; при этом пропуская способность генератора в течение этого времени остаетсяпониженной, а скорость протекания черезнего жидкости падает,Следующая фаза работы генератора на 50 чинается после окончании этого процесса,при этом витки диффуэора 4 смыкаются иначинается переходный процесс от дроссе- .,лирования среды к ее упорядоченному истечению через сопло 2. Во время этого55 переходного процесса часть среды продолжает перетекать по стрелке О через отвер.стие 8 в конфуэоре, выравнивзет давление,подтягивает своим давлением рукав 7, создавая дополнительный иэбь;ток потенциальной энерГии в системе и, кроке тоГо,тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москда, Ж, Раушская наб 4/5 при ГКНТ С изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага создает избыток кинетической энергии за счет образования циркуляции среды по стрелке Рз. В дальнейшем, по окончании переходного процесса, генератор вновь входит в режим упорядоченного истечения, то б есть процесс циклически повторяется. Диапазон частоты генерации колебаний в основном зависит от соотношения расхода среды, ее плотности, а также от соотношения пропускных способностей устройства по основному и 10 ответвляемому ее потоку и, кроме того, от упругих характеристик пружинного диффузора 4, регулирующего пружинного устройства 8 и упругого рукава 7. Частота генерации устройства может быть. отрегулирована с помощью регу лирующей пружины б, в основном за счет изменения времени раскрытия-закрытия пружинного диффузора 4.Использование устройства обеспечивает по сравнению с существующими устрой ствами следующие преимущества; по предварительным расчетам, при соответствующем подборе этих параметров, изобретение может обеспечить генерацию частот в диапазонах от 0,5 Гц до 40 кГц, В качестве материалов для использования сопла .устройства могут быть использованы стали и сплавы промышленно освоенных марок, допущенных к арматуростроению. текстурированные материалы и композиты раздуваемая оболочка-рукав), литьевые металлы и пластины (корпусные детали).Формула изобретения Генератор колебаний давления проточной среды, содержащий сопло в виде конфузора, отличающийся тем,что,с целью расширения частотного диапазона, он снабжен упругим рукавом, охватывающим сопло, образующим с ним полость, сообщаемую с конфузором, а диффузор выполнен в виде конической пружины с регулируемым сжатием,