Способ изменения гидравлического сопротивления канала Советский патент 1984 года по МПК F15C1/04 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано при разработке быстродействующих электрогидравлических преобразователей.

Известен способ изменения гидрарлического сопротивления канала, заключающийся в закручивании потока жидкости механическим устройством или тангенциальным подводом потока управляющей жидкости. Возникающий при этом радиальный градиент давления приводит к перестройке профиля осевой скорости и к уменьщению коэффициента расхода жидкости fl.

Недостатком такого способа является ограниченный диапазон изменения расхода.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является способ изменения гидравлического сопротивления канала путем создания внутри канала кавитационной области, заполненной парами жидкости посредством увеличения скорости и снижения давления жидкости до давления насыщенного пара при данной температуре с помощью электрически управляемой дроссельной заслонки 2.

Реализация этого способа в устройстве регулирования производительности центробежного насоса предусматривает постановку на входе в колесо насоса дросселя, создающего «паровую пробку. Вследствие постановки дросселя на входе в крыльчатку за ним образуется зона пониженного давления, где жидкость интенсивно испаряется; под действием центростремительных сил паровая фаза отделяется от жидкой, вследствие чего производительность насоса и мощность, потребная на его привод, снижается. Таким способом можно регулировать (уменьщать) производительность насоса в 5-6 раз.

Недостаток известного способа заключается в малом быстродействии изменения расхода, что связано с инерционностью механической дроссельной заслонки.

Целью изобретения является повышение быстродействия изменения расхода при изменении электрического сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изменения гидравлического сопротивления канала путем создания внутри канала кавитационной области, электрическим излучателем формируют ультразвуковые колебания с переменной амплитудой, после чего эти колебания фокусируют внутри канала акустическим концентратором. Развивающаяся при этом кавитация в жидкости увеличивает гидросопротивление канала тем сильнее, чем выше амплитуда колебаний.

На чертеже показано устройство, реализующее предложенный способ.

Устройство для реализации способа изменения гидравлического сопротивления канала содержит пьезоэлектрический излучатель 1 (титанат бария), акустический конс центратор 2 (плексиглас), вибропоглощающие прокладки 3 (резина), входной канал 4, кавитационную область 5 и выходной канал 6.

Ультразвуковые колебания в диапазоне 100 кГц-5 МГц (оптимальная частота 1,0

0 МГц) возбуждаются в керамике пьезоэлектрического излучателя 1 колебаниями электрического напряжения на обкладках. Ультразвуковая волна фокусируется концентратором 2 в области выходного канала. Для уменьшения воздействия излучателя непосредственно на корпус установлены вибропоглощающие прокладки 3. Жидкость протекает через входной канал 4 через кавитационную область 5 в выходном канале 6. При увеличении амплитуды колебаний пк0 тающего напряжения увеличивается интенсивность ультразвуковых колебаний, фокусируемых в области выходного канала. Увеличивается размер кавитационной области, заполненной паровой фазой, и гидросопротивление выходного канала.

Фокусирование ультразвуковых колебаний позволяет получить интенсивность колебаний 15-20 кВт/см, следовательно, использование предлагаемого способа обеспечивает низкую потребляемую мощность электрогидравлического преобразователя, поскольку для начала кавитации в воде, например, достаточно подвести колебания с интенсивностью 1 Вт/см. Реализация предложенного способа позволяет осуществлять изменение сопротивления в канале с частотой до 5 кГц.

СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КАНАЛА путем создания внутри канала кавитационной области, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия изменения сопротивления, формируют ультразвуковые колебания с переменной амплитудой, после чего эти колебания фокусируют внутри канала акустическим концентратором. (Л О5 00 05 со