РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ЖИДКОСТИ, ВЫПОЛНЕННЫЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ УДАЛЕНИЯ ВОЗДУХА, ВОВЛЕЧЕННОГО В ЖИДКОСТЬ Российский патент 2015 года по МПК F15B1/26 F15B21/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к резервуарам для жидкости, а более конкретно к резервуарам для жидкости, которые удаляют воздух, вовлеченный в находящуюся в них жидкость, и отводят от нее тепло.

Уровень техники

Во многих устройствах используется жидкость как средство для приведения в действие других устройств. К примеру, во многих устройствах, таких как грузовые автомобили, тяжелое оборудование, строительная техника, сельскохозяйственная техника и т.д., может использоваться какая-нибудь гидравлическая система, которая может подавать под давлением гидравлическую жидкость (обычно - масло) для приведения в действие гидравлических двигателей, приводных гидравлических цилиндров и т.д.

К сожалению, отработанная гидравлическая жидкость гидравлической системы содержит вовлеченный воздух в виде микроскопических пузырьков. Источником появления такого воздуха могут быть некоторые участки, такие как уплотнения штоков гидроцилиндров и уплотнения валов гидравлического насоса и двигателя, а также турбулентность жидкости в самом резервуаре. Обычно для борьбы с такими примесями резервуар делают достаточно широким, чтобы увеличить поверхность контакта гидравлической жидкости с воздухом, находящимся в резервуаре. Благодаря большей площади контакта сред и большим размерам резервуара вовлеченный воздух может перемещаться к верхней поверхности масла в резервуаре и удаляться из масла до того, как оно поступит обратно на входы насоса.

Кроме того, по мере циркуляции гидравлической жидкости через систему жидкость будет накапливать тепловую энергию. К сожалению, для отбора избыточной теплоты обычно необходимо предусмотреть резервуар значительных размеров.

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям применительно к известному уровню техники.

Раскрытие изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к новым усовершенствованным резервуарам для жидкости. Более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к новым усовершенствованным резервуарам для жидкости, которые удаляют вовлеченный воздух из жидкости, находящейся в таком резервуаре и проходящей через него. Еще более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к новым усовершенствованным резервуарам для жидкости, которые удаляют вовлеченный воздух из жидкости, находящейся в таком резервуаре, причем в таком резервуаре использованы устройства, которые способствуют нуклеации воздуха, вовлеченного в жидкость, для его лучшего удаления.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается резервуар для жидкости с улучшенными характеристиками по удалению воздуха. Резервуар включает в себя нуклеаризационную плиту, в которой выполнены нуклеаризационные прорези, обеспечивающие нуклеацию или агломерацию иным способом мелких пузырьков вовлеченного воздуха, в результате чего образуются более крупные пузырьки, подъемная сила которых достаточна для преодоления ими гидродинамических сил, действующих на эти пузырьки.

В соответствии с более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения нуклеаризационные прорези имеют пилообразную форму с множеством выступов и впадин, которые увеличивают поверхности нуклеаризации нуклеаризационных прорезей, что способствует объединению микроскопических пузырьков воздуха в более крупные пузырьки.

В соответствии с еще более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения шероховатость поверхностей пилообразных прорезей равна около 40-70 Ra, что дополнительно способствует удержанию микроскопических воздушных пузырьков на поверхности нуклеаризационных прорезей.

В одном примере осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы нуклеаризационные поверхности были наклонены книзу относительно верхней поверхности жидкости в резервуаре, при рассмотрении в направлении потока. В результате поток жидкости устремляется в направлении, противоположном верхней поверхности, что препятствует образованию турбулентности вблизи верхней поверхности жидкости и, как следствие, дополнительному вовлечению в нее воздуха. Кроме того, предпочтительно, чтобы нуклеаризационная плита, содержащая эти нуклеаризационные прорези, была наклонена к верхней поверхности жидкости. Предпочтительно, чтобы этот угол составлял около 30-60°, а более предпочтительно около 40-50°. Кроме того, благодаря этому углу пузырьки воздуха, формирующиеся на верхних поверхностях нуклеаризационных прорезей, будут стремиться прижаться к данным верхним поверхностям, а не сорваться с них, так что объединяющиеся пузырьки будут труднее отделяться от нуклеаризационных поверхностей, что приведет к формированию более крупных пузырьков. В других примерах осуществления настоящего изобретения шероховатость поверхностей может составлять менее 135 Ra.

В других примерах осуществления настоящего изобретения нуклеаризационные поверхности могут быть наклонены кверху относительно верхней поверхности жидкости. Такая конфигурация позволяет уменьшить гидродинамическое сопротивление (то есть встречное давление), а значит жидкость может проходить через прорези с меньшей скоростью. Такие конфигурации в общем случае характеризуются углом наклона, равным около 120-150°, более предпочтительно 130-140°, а еще более предпочтительно около 135°.

Устремление потока жидкости к верхней поверхности жидкости также способствует формированию пузырьков. Установлено, что пузырьки формируются интенсивнее на больших высотах в пределах потока жидкости. Считается, что этому способствует давление, которое уменьшается ближе к верхней поверхности жидкости. Поэтому, устремляя поток жидкости к верхней поверхности жидкости, можно способствовать формированию пузырьков.

Однако этот угол может меняться из-за изменения скорости протекания жидкости через резервуар для жидкости, и в силу физических свойств жидкости. Поэтому заявитель оставляет за собой право на заявление любого конкретного диапазона или отдельного значения угла α равным от 30-60° до 120-150°.

В другом примере осуществления настоящего изобретения высота просвета прорезей, рассмотренная перпендикулярно потоку через прорези, равна около 0,16-1,27 см. Более предпочтительно, чтобы эта высота составляла около 0,32 см. Ее можно измерять на выступах или впадинах пилообразных поверхностей.

В другом примере осуществления настоящего изобретения резервуар для жидкости включает в себя, по меньшей мере, одну входную область и одну область удаления воздуха. Входная область находится непосредственно перед нуклеаризационными прорезями по ходу перемещения потока, а область удаления воздуха находится непосредственно за нуклеаризационными прорезями по ходу перемещения потока. Верх входной области расположен ниже верха области удаления воздуха по вертикальной линии. Кроме того, в рабочем режиме уровень гидравлической жидкости поддерживается неизменно выше верха входной области. Это позволяет исключить границу раздела воздух-гидравлическая жидкость внутри входной зоны, а значит, и уменьшить вовлечение воздуха из-за турбулентности, создаваемой гидравлической жидкостью по мере ее поступления во входную область.

Другой пример осуществления настоящего изобретения предполагает наличие области смены направления, которая расположена непосредственно за областью удаления воздуха по ходу перемещения потока. Эта область изменяет направление потока, которое преобладало в области удаления воздуха. Такая смена направления потока позволяет изгнать из потока крупные пузырьки. Точно так же, в одном примере осуществления настоящего изобретения резервуар для жидкости включает в себя выходную область, которая расположена за областью смены направления по ходу перемещения потока. Поступая из области смены направления в выходную область, поток жидкости также изменяет свое направление. Предпочтительно, чтобы при поступлении потока в область смены направления и выходе из нее направление потока каждый раз изменялось примерно на 150-180°.

Предпочтительно, чтобы устройства (то есть металлические плиты), которые разделяют различные части резервуара на различные области, были в термическом контакте с оболочкой резервуара, чтобы способствовать дополнительной передаче тепла оболочке для его дальнейшего отведения (были приварены к оболочке). Таким образом, эти дополнительные структуры служат теплоотводами.

В другом примере осуществления настоящего изобретения нуклеаризационные прорези выполнены вблизи боковых сторон резервуара, а не в центральной части нуклеаризационной плиты. Благодаря этому жидкость направляется к боковым сторонам резервуара, что способствует передаче тепла его оболочке, то есть корпусу, а значит, и отведению тепла от резервуара. Поэтому в одном примере осуществления настоящего изобретения сплошной участок нуклеаризационной плиты находится в центральной части плиты, благодаря чему поток жидкости стремится переместиться к боковым сторонам. Кроме того, в одном примере осуществления настоящего изобретения нуклеаризационные прорези продолжаются не симметрично центральной части нуклеаризационной плиты.

Другие аспекты, цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из нижеследующего подробного его описания, которое неотделимо от прилагаемых к нему чертежей.

Краткое описание чертежей

Сопроводительные чертежи, включенные в настоящее описание и образующие его часть, иллюстрируют некоторые аспекты настоящего изобретения и вместе с текстовой частью описания служат для разъяснения принципов настоящего изобретения.

На фиг.1 показан частичный вид в перспективе резервуара для жидкости, соответствующего одному примеру осуществления настоящего изобретения, с удаленной одной боковой стенкой и изображением внутренних компонентов резервуара;

на фиг.2 - увеличенный вид в плане ряда нуклеаризационных прорезей, выполненных в нуклеаризационной плите резервуара для жидкости по фиг.1;

на фиг.3 - боковой разрез резервуара по фиг.1, со схематичным изображением формирования пузырьков и их удаления из резервуара;

на фиг.4 и 5 - виды в перспективе нуклеаризационных прорезей; и

на фиг.6 - иллюстрация другого примера осуществления настоящего изобретения, который аналогичен примеру по фиг.3.

Хотя настоящее изобретение будет описано применительно к некоторым предпочтительным вариантам его осуществления, при этом не преследуется цель ограничить настоящее изобретение этими вариантами. Напротив, преследуется цель охватить все альтернативы, модификации и эквиваленты, входящие в сущность и объем настоящего изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображен вид в перспективе резервуара 100 для жидкости, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения. Резервуар 100 служит для вмещения жидкости, которая используется в системе, расположенной 1 ниже по потоку (не показана). В одном примере осуществления настоящего изобретения такая система представляет собой гидравлическую систему, в которой используется жидкость как средство передачи мощности устройствам или от устройств системы, таких как гидравлические двигатели, насосы, цилиндры и т.д.

Резервуар 100 для жидкости включает в себя вход 102 для жидкости, через который отработанная жидкость, прошедшая через систему, возвращается обратно в резервуар 100. Вход 102 может быть выполнен в виде резьбового соединительного элемента, быстроразъемного соединительного элемента или другого соединительного элемента, к которому может быть подсоединен трубопровод или шланг. Резервуар 100 для жидкости включает в себя также выход 103, через который запасенная жидкость выходит из резервуара 100. Выход 103 может быть аналогичен входу 102. В общем случае выход 103 связан с источником засасывания, таким как гидравлический насос.

В этом частном примере осуществления настоящего изобретения резервуар 100 для жидкости включает в себя корпус 104 фильтра, который может содержать фильтр для очистки отработанной жидкости перед тем, как она смешается с остальной жидкостью, находящейся в резервуаре 100. Корпус 104 фильтра имеет отверстие для фильтра, через которое фильтр может быть извлечен из корпуса или вставлен в него в периоды технического обслуживания. Корпус 104 фильтра имеет отверстие 108, расположенное вблизи дна резервуара 100, для выпуска очищенной жидкости из корпуса 104.

Резервуар 100, соответствующий этому примеру осуществления настоящего изобретения, имеет оболочку (или внешний корпус), стороны которой имеют в общем случае форму прямоугольников; однако можно использовать и другие формы.

Резервуар 100 выполнен с возможностью удаления вовлеченного воздуха из гидравлической жидкости, протекающей через резервуар 100, а также обеспечения отведения тепла от резервуара 100. В этой связи может быть использован резервуар, который объединяет в себе признаки настоящего изобретения, меньше в размерах, но при этом обеспечивает надлежащее удаление воздуха и отведение тепла.

Резервуар 100 включает в себя нуклеаризационную плиту 110 (называемую также плитой для образования пузырей), выполненную с возможностью объединения мелких микроскопических пузырьков воздуха, вовлеченных в гидравлическую жидкость, в более крупные пузырьки воздуха. Чем крупнее пузырьки, тем большая сила выталкивания действует на отдельно взятый пузырек, что позволяет таким пузырькам преодолевать гидродинамические силы по мере того, как гидравлический поток течет через резервуар 100.

Установлено, что резервуар для жидкости, включающий в себя нуклеаризационную систему согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для осуществления нуклеаризации микроскопических воздушных пузырьков, может удалять вплоть до 33% больше вовлеченного воздуха, чем резервуар сопоставимых размеров, лишенный такой нуклеаризационной системы.

В соответствии с фиг.1 нуклеаризационная плита 110 содержит множество нуклеаризационных прорезей 112 (также упоминаемых как формирующие прорези). Нуклеаризационные прорези 112 обеспечивают прикрепление микроскопических воздушных пузырьков, вовлеченных в гидравлическую жидкость, к поверхностям прорезей 112. По мере того как все больше воздуха пристает к поверхностям прорезей 112, отдельные пузырьки будут объединяться в более крупные пузырьки. Как только пузырьки отделились от нуклеаризационной плиты под действием потока жидкости, они будут достаточно крупными, чтобы преодолеть гидродинамические силы потока жидкости, текущей через резервуар для жидкости.

Нуклеаризационная плита 110 наклонена относительно верха 114 резервуара 100, а значит и верхней поверхности 116 гидравлической жидкости под углом α, равным около 30-60°, более предпочтительно - около 40-50°, и еще более предпочтительно - около 45°. Однако этот угол может меняться по мере протекания жидкости через резервуар 100 и в силу физических свойств жидкости 118. В этой связи заявитель оставляет за собой право на заявление любого конкретного диапазона или отдельного значения угла α как диапазона 30-60°, определенного выше.

Кроме того, наклон нуклеаризационной плиты 110 сформирован так, чтобы жидкость перемещалась вертикально вниз после прохождения через нуклеаризационные прорези 112. Это делается для уменьшения турбулентности потока вблизи верхней поверхности 116 жидкости, чтобы снизить вероятность дополнительного вовлечения воздуха.

Как показано на фиг.2, поверхности нуклеаризационных прорезей 112 в общем случае зазубрены, что способствует прикреплению микроскопических воздушных пузырьков к данным поверхностям: они образованы множеством чередующихся между собой выступов и впадин, которые в общем случае обозначены ссылочными позициями 120 и 122 соответственно. Однако конкретные выступы или впадины могут иметь специальные ссылочные обозначения.

В одном примере осуществления настоящего изобретения верхние выступы выровнены в поперечном направлении с нижними выступами, как это имеет место с выступами 130, 132. При такой конфигурации вершины выступов 130 образуют суженный участок 134, расположенный между ними. Точно так же верхние впадины выровнены с нижними впадинами, как это имеет место в случае с впадинами 136, 138, которые образуют более широкие зазоры, расположенные между ними. Фактически, по мере поперечного перемещения вглубь прорезей в направлении центральной части нуклеаризационной плиты 110 вертикальный зазор Н между верхней поверхностью 140 прорезей 112 и нижней поверхностью 142 прорезей 112 меняется в ширине, которая чередуется относительно своего большого и малого значений.

Кроме того, выступы и впадины 120, 122 придают верхней и нижней поверхностям 140, 142 пилообразную форму, максимально увеличивая площадь поверхности, на которой может происходить объединение пузырьков. Состояние поверхностей 140, 142 влияет на количество воздуха, который может быть удержан в жидкости или удален из нее, поэтому шероховатость этих поверхностей должна быть не менее 40 Ra, предпочтительно около 60-80 Ra, более предпочтительно около 65-75 Ra, а еще более предпочтительно около 70 Ra. Шероховатость способствует удержанию на поверхностях прорезей 112 микроскопических пузырьков. Однако в некоторых примерах осуществления настоящего изобретения шероховатость поверхностей может составлять до 130 Ra. Это позволяет пузырьку дорасти до больших размеров, что увеличивает подъемную силу отдельно взятого пузырька, как только он отделится от нуклеаризационной плиты 110 и вольется в поток жидкости, текущий через резервуар 100. Благодаря большим размерам пузырьки легче преодолевают гидродинамические силы, всплывают на поверхность слоя гидравлической жидкости и удаляются из нее.

На фиг.3 схематично показан поток жидкости, текущей через резервуар 100, и размеры воздушных пузырьков (без соблюдения масштаба) в гидравлической жидкости 118 по мере ее протекания через резервуар 100.

Прежде всего, следует отметить, что резервуар 100 разделен на четыре различные области. Первая область (1) - это входная область (упоминается и как «входная камера 145»), в которую попадает свежая отработанная жидкость, поступающая в резервуар 100. Эта область ограничена в общем случае участком внешнего корпуса резервуара 100, нуклеаризационной плитой 110 и противотурбулентной верхней плитой 146. Как видно из фиг.3, глубина D жидкости превышает высоту Н2 верхней плиты 146. Соответственно, между слоем жидкости 118 и верхней плитой 146 в пределах входной области 145 нет воздушного кармана.

Это происходит потому, что, поступая во входную камеру 145, жидкость течет с первой скоростью. Если бы жидкость непосредственно контактировала с воздушным карманом, то при перемещении потока жидкости вертикально вверх турбулентность вблизи верхней поверхности жидкости способствовала бы вовлечению воздуха в гидравлическую жидкость 118. Однако, исключив воздушный карман в этой части резервуара, можно устранить турбулентную поверхность раздела воздух-жидкость. Кроме того, при такой конфигурации все нуклеаризационные прорези 112 остаются погруженными в гидравлическую жидкость, что способствует процессу нуклеации. Более конкретно, прорези 112 останутся погруженными даже при колебаниях уровня жидкости в резервуаре (то есть глубины D по фиг.3).

Резервуар имеет и вторую область (2) (также упоминается как камера 148 удаления воздуха), в которой из гидравлической жидкости удаляется большая часть воздушных пузырьков. Камера 148 удаления воздуха находится по другую сторону от нуклеаризационной плиты 110 относительно входной камеры 145. Итак, в соответствии с фиг.3 микроскопические воздушные пузырьки 150 в жидкости 118, находящейся во входной камере 145, значительно мельче нуклеированных пузырьков 152, находящихся в камере 148 удаления воздуха. Эти пузырьки 152 отделились от нуклеаризационных прорезей (которые могут упоминаться и как «формирующие прорези») и преодолевают гидродинамические силы потока в камере 148 удаления воздуха, благодаря чему более крупные пузырьки 152 могут вырваться из потока жидкости и всплыть на поверхность 116 слоя жидкости 118.

Третья область (3), которая также может быть упомянута как область 152 смены направления, обеспечивает двойное изменение направления потока жидкости. Изменение направления потока гидравлической жидкости способствует удалению из жидкости вовлеченных в нее крупных воздушных пузырьков 152. На этом этапе поток жидкости представляет собой полностью кондиционированную жидкость, из которой удален вовлеченный в нее воздух. При перетекании жидкости из второй области в третью сначала выполняется первое изменение направления ее перемещения - примерно на 180°. А при перетекании жидкости из третьей области в четвертую выполняется второе изменение направление ее перемещения - также примерно на 180°.

В иллюстрируемом примере осуществления настоящего изобретения область 152 смены направления образована между двумя плитами 160, 162, которые в общем случае параллельны друг другу. Плиты 160, 162 упираются в сплошной участок нуклеаризационной плиты 110. Противоположный ему край верхней плиты 160 поддерживается парой ножек 164 с образованием входного отверстия 166. Множество отверстий 168, выполненных в нижней плите 162, обеспечивает перетекание полностью кондиционированной жидкости в выходную камеру 170, то есть четвертую область.

Благодаря наличию верхней плиты 146 можно считать, что резервуар 100 содержит и пятую область или мертвую область 172. Эта область может быть изолирована от остальной части резервуара 100. В другом случае верхняя плита 146 может содержать прорези, чтобы жидкость могла затекать в эту область, к примеру, в случае превышения допустимого уровня жидкости в резервуаре 100.

В некоторых случаях системы по настоящему изобретению могут удалять до 33% больше воздуха по сравнению с резервуарами аналогичных размеров, но не содержащими такой нуклеаризационной конструкции.

В иллюстрируемом примере осуществления настоящего изобретения прорези в общем случае выровнены горизонтально. Это приводит к уклону верхней поверхности 140 (фиг.2) прорезей от верха к низу в направлении потока. Вот почему поток жидкости подпирает эту верхнюю поверхность, что интенсифицирует формирование крупных пузырьков. А это способствует увеличению количества воздуха, удаляемого из жидкости. Угол наклона поверхностей 140, 142 соответствует углу α. Однако, как отмечено выше, данные поверхности - что предпочтительно - могут продолжаться и вертикально от верха книзу в направлении потока.

В общем случае предпочтительно, чтобы сумма площадей просветов нуклеаризационных прорезей 112 была больше или равна наименьшей площади поперечного сечения контура прохождения жидкости через резервуар, что позволяет избежать образования противодавления по верхнему потоку из-за нуклеаризационных прорезей 112. Кроме того, желательно подобрать длину L, высоту Н и число прорезей 112 таким образом, чтобы скорость V потока через область прорезей составляла как минимум около 0,09-0,15 м/с и максимум около 1,83-2,74 м/сек. Предпочтительно, чтобы толщина Т нуклеаризационной плиты 110 (а следовательно, длина верхней и нижней поверхностей 140, 142 параллельно потоку протекающей через нее жидкости) была больше 3 мм, но не превышала 10 мм, а более предпочтительно - не превышала 8 мм для обозначенного выше диапазона скорости потока. Слишком толстые материалы могут стать причиной возникновения локальных зон турбулентности, которая приводит к преждевременному отделению формирующихся пузырьков от поверхностей, то есть до того, как пузырьки вырастут до желательных размеров. В результате подъемная сила отделившихся пузырьков будет не достаточна для преодоления ими гидродинамических сил. И в результате пузырьки останутся в потоке жидкости и пройдут через выход 103.

Поскольку из резервуара может быть удалено больше воздуха, то могут быть использованы меньшие по размерам резервуары при любой площади поверхности раздела воздух-жидкость и объеме резервуара, но с сохранением тех же показателей количества удаляемого воздуха.

Другим признаком настоящего изобретения является то, что прорези 112 выполнены на краях нуклеаризационной плиты 110 так, чтобы прорези 112 примыкали к боковым стенкам 180 резервуара 100 (это видно лишь на фиг.1). Такая конфигурация позволяет направлять поток жидкости, выходящий из выхода 108, в стороны к боковым стенкам 180 резервуара 100. Это ведет к уменьшению объемов мертвых областей теплообмена в резервуаре 100.

Если вход (то есть вход 102) и выход 103 выровнены в поперечном направлении друг относительно друга, то поток будет стремиться проходить по центру резервуара 100. Центральный поток проходит по центральной линии, соединяющей вход и выход, и любой поток, отстоящий от центрального, станет относительно застойным. Жидкость, застоявшаяся в крайних боковых областях, создаст эффект термоизоляции, который ухудшает теплоотводящие свойства резервуара.

Таким образом, заставляя жидкость течь к боковым сторонам, то есть к боковым стенкам 180, можно снижать выраженность этих мертвых областей. Кроме того, при этом больше потока жидкости контактирует с боковыми стенками 180, что способствует конвекции между боковыми стенками 180 и потоком жидкости, а значит, теплоотводящие свойства резервуара 100 улучшаются.

Соответственно, в одном примере осуществления настоящего изобретения прорези продолжаются через край, то есть край 182, нуклеаризационной плиты. Прорези 112 перекрыты боковыми стенками 180 резервуара 100, так что прорези частично граничат с боковыми стенками 180 и нуклеаризационной плитой 110. Кроме того, в иллюстрируемом примере осуществления настоящего изобретения нуклеаризационная плита 110 содержит сплошной участок 186, который расположен между прорезями 112 по поперечной линии. Таким образом, имеется два ряда прорезей 112, которые расположены на противоположных сторонах сплошного участка 186. Сплошной участок заставляет жидкость течь к боковым стенкам 180.

Повышенный отвод тепла также возможен при меньших размерах резервуара.

Кроме того, число прорезей 112 можно регулировать для изменения характеристик давления соответствующего ряда прорезей 112, а значит и регулировки поступления жидкости к разным боковым сторонам резервуара 100.

На фиг.6 показан другой пример осуществления резервуара 200 для жидкости, который аналогичен резервуарам из предыдущих примеров. Однако в данном примере осуществления нуклеаризационная плита 210 продолжается под углом α', который превышает 90° в направлении потока жидкости через нуклеаризационные прорези 212. Благодаря этому углу α' поток жидкости, прошедший через нуклеаризационные прорези 212, устремляется к верхней поверхности 216 жидкости.

Такая конфигурация позволяет уменьшить гидродинамическое сопротивление (то есть встречное давление), а значит, жидкость может протекать через прорези с меньшей скоростью. Такие конфигурации в общем случае характеризуются углом α' к верхней поверхности 216, равным около 120-150°, более предпочтительно - 130-140°, а еще более предпочтительно - около 135°.

Устремление потока жидкости к верхней поверхности 216 способствует формированию пузырьков. Установлено, что пузырьки в потоке жидкости формируются интенсивнее на больших высотах. Считается, что этому способствует давление, которое уменьшается ближе к верхней поверхности 216 жидкости.

Все противопоставленные в настоящем документе ссылочные материалы, в их числе публикации, патентные заявки и патенты, включены в него посредством ссылки в такой же мере, как если бы каждый ссылочный материал был здесь отдельно и специально отмечен как включенный посредством ссылки и был целиком изложен.

Использованные артикли и аналогичные им термины в контексте описания настоящего изобретения (и особенно в контексте нижеследующей формулы изобретения) следует интерпретировать как охватывающие и единственное, и множественное числа, если только не указано иное или сказанное явно противоречит контексту. Понятия «содержит», «имеет», «включает в себя» и «вмещает» следует интерпретировать как неограничивающие (то есть в значении «включая, но не только»), если не указано иное. Приведение диапазонов значений служит лишь упрощенным способом указания на каждое отдельное значение, входящее в диапазон, если не сказано иное, и каждое отдельное значение включено в настоящее описание так же, как если бы оно было приведено независимо. Все описанные здесь способы могут быть реализованы в любом подходящем порядке, если не указано иное или сказанное явно противоречит контексту. Использование всевозможных примеров или соответствующего языка (к примеру, «такой как») служит лишь для лучшей иллюстрации настоящего изобретения и не налагает ограничений на объем изобретения, если не заявлено иное. Никакая формулировка в описании не должна интерпретироваться как указывающая на какой-либо незаявленный элемент, который принципиально важен для практического применения изобретения.

В настоящем документе описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые включают в себя наилучший способ его осуществления, известный авторам. После прочтения вышеприведенного описания средним специалистам в данной области техники могут придти на ум различные вариации указанных предпочтительных вариантов. Авторы ожидают от специалистов в данной области техники применения таких вариаций сообразно обстоятельствам и допускают применение настоящего изобретения на практике иным образом по сравнению с тем, что специально описано здесь. Соответственно, настоящее изобретение включает в себя все модификации и эквиваленты объекта, указанного в прилагаемой формуле настоящего изобретения, в рамках действующего законодательства. Кроме того, настоящее изобретение охватывает любую комбинацию вышеописанных элементов во всех их возможных вариациях, если не указано иное или сказанное явно противоречит контексту.

Настоящее изобретение относится к резервуару для жидкости, который содержит средство удаления вовлеченного воздуха. Средство удаления вовлеченного воздуха способствует объединению мелких пузырьков воздуха, вовлеченных в жидкость, в более крупные пузырьки, так что пузырьки воздуха приобретают достаточную подъемную силу и могут вырваться из потока жидкости. Средство удаления вовлеченного воздуха может быть выполнено в виде множества пилообразных прорезей, которые связывают между собой различные камеры в пределах резервуара жидкости. Резервуар для жидкости может быть сформирован и так, чтобы направлять поток жидкости к боковым стенкам резервуара по мере того, как жидкость поступает из одной камеры в другую, что способствует отведению тепла от резервуара и исключает застаивание жидкости в резервуаре, которая будет выполнять роль теплоизолятора. Технический результат - повышение надежности работы гидрооборудования. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Резервуар для жидкости, содержащий корпус, который определяет внутреннее пространство, вход и выход; и средство удаления вовлеченного воздуха, расположенное во внутреннем пространстве между входом и выходом по ходу перемещения потока, так что вся жидкость, проходящая через вход и выход, должна пройти через средство удаления вовлеченного воздуха.

2. Резервуар для жидкости по п. 1, в котором средство удаления вовлеченного воздуха представляет собой разделительную плиту, которая расположена в корпусе и разделяет внутреннее пространство по меньшей мере на первую камеру и вторую камеру, причем эта плита имеет множество сквозных прорезей, которые сообщают по жидкости первую камеру со второй камерой.

3. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором разделительная плита наклонена относительно верхней поверхности жидкости в резервуаре.

4. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором множество прорезей включает в себя множество выступов и впадин, образующих пилообразный профиль по меньшей мере на одной стороне прорезей.

5. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором шероховатость поверхности по меньшей мере одной из сторон прорези составляет по меньшей мере 40 Ra.

6. Резервуар для жидкости по п. 5, в котором шероховатость поверхности по меньшей мере одной стороны прорези, не превышает 70 Ra.

7. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором корпус имеет две противолежащие боковые стенки, продолжающиеся в общем случае между входом и выходом, при этом прорези граничат на одном своем конце с одной из противолежащих боковых стенок.

8. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором корпус имеет две противолежащие боковые стенки, продолжающиеся в общем случае между входом и выходом, причем разделительная плита продолжается между противолежащими боковыми стенками, при этом множество прорезей включает в себя первый ряд прорезей, который примыкает к одной боковой стенке, и второй ряд прорезей, который примыкает к другой боковой стенке.

9. Резервуар для жидкости по п. 8, в котором первый и второй ряды прорезей отделены друг от друга сплошным участком плиты, который заставляет жидкость течь в направлении противолежащих боковых стенок, а не через центральную часть плиты.

10. Резервуар для жидкости по п. 9, в котором прорези граничат по меньшей мере на одном из своих концов с соответствующей одной боковой стенкой.

11. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором прорези наклонены сверху вниз в направлении потока жидкости через прорези.

12. Резервуар для жидкости по п. 2, дополнительно содержащий третью и четвертую камеры, при этом направление потока жидкости изменяется первый раз, когда поток поступает из второй камеры в третью камеру, и второй раз - на направление, противоположное измененному в первый раз, когда поток поступает из третьей камеры в четвертую камеру.

13. Резервуар для жидкости по п. 12, в котором и в первый, и во второй раз направление потока изменяется примерно на 150-180°.

14. Резервуар для жидкости по п. 3, в котором толщина разделительной плиты составляет около 3-8 мм.

15. Резервуар для жидкости по п. 3, в котором угол наклона составляет около 30-60°.

16. Резервуар для жидкости по п. 15, в котором угол наклона составляет около 40-50°, при этом прорези ориентированы сверху вниз в направлении потока, проходящего через прорезь.

17. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором суммарная площадь просветов прорезей, по меньшей мере, равна площади просвета других отверстий в резервуаре, что позволяет избежать повышенного сопротивления потоку жидкости через резервуар, обусловленного прорезями.

18. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором прорези сформированы так, чтобы скорость потока жидкости через прорези составляла около 0,09-2,74 м/с.

19. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором максимальная высота просвета прорезей составляет около 0,16-1,27 см.

20. Резервуар для жидкости по п. 19, в котором максимальная высота просвета прорезей составляет около 0,32-0,48 см.

21. Резервуар для жидкости по п. 2, в котором верхняя плита первой камеры расположена ниже верхней плиты второй камеры, так что уровень жидкости во второй камере можно поддерживать выше уровня жидкости в первой камере.

22. Резервуар для жидкости по п. 3, в котором угол наклона превышает 90°.

23. Резервуар для жидкости по п. 3, в котором угол наклона составляет около 120-160°, так что поток жидкости, прошедший через прорези, устремляется к верху резервуара жидкости.

24. Способ кондиционирования гидравлической жидкости, включающий в себя следующие этапы:
проведение гидравлической жидкости через резервуар для жидкости и
проведение жидкости через средство удаления вовлеченного воздуха, расположенное в резервуаре,
при этом этап проведения жидкости через средство удаления вовлеченного воздуха, расположенного в резервуаре, включает в себя прохождение жидкости из первой камеры во вторую камеру через разделительную плиту, имеющую множество сквозных прорезей, сообщающих по жидкости первую камеру со второй камерой,
при этом этап проведения жидкости через средство удаления вовлеченного воздуха, расположенное в резервуаре, включает в себя объединение пузырьков воздуха, вовлеченных в гидравлическую жидкость, в более крупные пузырьки, по мере прохождения жидкости через множество прорезей.

25. Способ по п. 24, в котором прорези имеют пилообразный профиль, а шероховатость поверхностей зубьев составляет около 40-70 Ra.

26. Способ кондиционирования гидравлической жидкости, включающий в себя следующие этапы:
проведение гидравлической жидкости через резервуар для жидкости и
направление жидкости к боковым стенкам резервуара, что способствует теплообмену между гидравлической жидкостью и боковыми стенками резервуар,;
при этом этап направления жидкости включает в себя разделение потока на два отдельных потока по мере их прохождения через разделительную плиту, при этом разделительная плита имеет прорези, которые примыкают к боковым стенкам, и сплошной участок, который расположен в центральной части плиты между прорезями, примыкающими к противолежащим боковым стенкам, что исключает прохождение потока через центральную часть плиты, заставляя поток двигаться к боковым стенкам.