Пульсатор Советский патент 1985 года по МПК F15B21/12 

О)

to

00

Изобретение относится к устройствам для создания пульсаций давления и расхода рабочей жидкости и газа и может быть использовано в различных механизмах, машинах и установ- ках с импульсным приводом рабочих органов или с пульсирующей подачей рабочей жидкости и газа, применяемых в гидроимпульсной, вибрационной, испытательной и других областях тех- НИКИ и является усовершенствованием изобретения по основному авт.св. № 979728.

Цель изобретения - повьшение КПД и эффективности работы пульсатора.

На фиг.1 схематически представлен один из возможных вариантов выполнения пульсатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1. Пульсатор содержит корпус 1с подводящим каналом 2, одним или более отводящим каналом 3 и сливным каналом 4, вращающийся прерыватель .5 потока с по меньшей мере двумя соплами 6, камеру 7 свободного формиро- вания струи и по меньшей мере одно приемное сопло 8, соединенное с каналом 3. В камере 7 установлен тор-, цовый затвор 9, вьшолненный в виде диска, установленного соосно корпусу 1 и поджатого пружиной 10 к прерывателю 5. В зазоре 9 выполнен по меньшей мере один дугообразный вырез 11, расположенный от оси корпуса 1 на расстоянии, равном радиусу окружности, на которой лежат, отверстия 1,2 сопел 6 прерывателя 5. Затвор 9 фиксируется относительно корпуса 1 при помощи фиксаторов J3. Вырезы 11 также как и сопла 6 и 8 могут быть расположены на одинаковом или различном (например, в случае, когда с помощью одного пульсатора требуется формировать несколько выходных импульсов, отличающихся по длительности, а так- же крутизне нарастания и спада ) расстоянии от оси корпуса 1. I

Для повьшения ресурса пульсатора

торцовые зчастки сопел 6 (или целиком прерывателя 5 ) и затвор 9 целе- сообразно выполнять из износостойког материала, а для компенсации гидроэррозионного и механического износа прерывателя 5 и затвора 9, возможног при использовании для работы пульсатора загрязненной рабочей жидкости (например, промывочной жидкости в виде глинистого раствора, используемой при бурении скважин ), затвор 9 может подпираться к торцам .прерывателя 5 с помощью пружины 10 или другого упругого элемента. Для исключения возможности раскрытия зазора между торцами прерывателя 5 и затвором 9 усилие пружины 10 должно несколько превьш1ать силу давления жидкости на затвор 9 .со стороны прерывателя 5. Фиксаторы 13 препятствуют вращению .затвора 9 и тем самым исключают возможность отхода выреза 11 от приемного сопла 8 (т.е. возможность перекрытий сопла 8 затвором 9 ). Для загрузки уплотнения 14 от давления жидкости в затворе 9 вьшолнены окна 15, сообщающие уплотняемый с помощью уплотнения 14 зазор между валом 16 и корпусом 1 с камерой 7.

Пульсатор может быть снабжен ком- плектом сменных сопел 6 и 8, отличающихся геометрическими размерами, .при этом сопла 6 и 8 могут быть выполнены с возможностью регулирования расстояния между их торцами (например, путем осевого перемещения приемных сопел 8 относительно корпуса 1 и сопел 6 ). Для исключения гид- роударов и пульсации давления в соп- лах 6 и подводящем канале -2 отрицательно влияющих на работу пульсатора и требующих установки в подводящей линии специальных демпферов т№па ресиверов, гидро-пневмоаккумулято ров и т.п., что не всегда представляется возможным (например, в условиях геологоразведочных скважин малого диаметра ) и вместе с тем приводит к увеличению массы и-габаритов пульсатора, сопла 6 расположены таким образом, что центр торцового отверстия 12 каждого питающего сопла б находится на одинаковом расстоянии от центров торцовых отверстий 12 близлежащих к нему сопел 6, а вьфез 1 Г в зат воре выполнен таким образом, что начало открытия ( сообщения с вырезом 11 ) одного из двух близлежащих сопел 6 совпадает по времени с началом закрытия другого (см.фиг.2). Совпадение по времени открытия и закрытия близлежащих сопел 6 обеспечивается ввиду того, что длина выреза 11 в направлении движения сопел 6 равна длине ду- ги, соединяющей центры , торцовых отверстий 12 близлежащих питающих сопел 6 и лежащей на окружности, описьшаемой центрами торцовых отверсти 12 сопел 6. . При необходимости напротив выреза 11 может быть установлено нескол ко приемных сопел 8. В случае, если длина выреза 11 не позволяет этого сделать, а также в том случае, когда в пульсаторе имеется несколько отводящих каналов 3 и, соответствен но, сопел 8 с синхронным одновреме ным формированием выходных импульсов, в затворе 9 может быть выполнено несколько вырезов 11. Пульсатор работает следующим образом. Рабочая среда ( жидкость, сжатый воздух и т.п. ) подается под давлением по подводящему каналу 2 к соплам 6, которые приводятся во вра щение валом 16, соединенным с приводом, В процессе вращения каждое из сопел 6 периодич ески сообщается с вьфезом 11 затвора 9. При этом на выходе сопла 6 формируется напорная струя, которая при совмещении сопел 6 с вьфезом 11 сообщается с приемным соплом 8, формируя в отводящем канале рабочий импульс давления и расхода, окончание которого соответ ствует моменту расхождения сопел 6 6284 и 8 в процессе вращения прерьшателя 5. Поскольку длина дугообразного выреза 11 равна расстоянию между центрами торцовых отверстий 12. близлежащих сопел 6, начало открытия (сообщения с вырезом 11 ) одного из двух близлежащих сопел 6 совпадает по времени с началом закрытия (перекрытия затвором 9) другого (см. фиг.2)., В результате рабочая среда дросселируется из подводящего канала 2 в вырез 11 и камеру 7 как через одно отверстие постоянного сечения, площадь которого равна площа- ди торцового отверстия 12 сопла 6. Вследствие этого исключается пульсация давления в соплах 6 и лодводя- ,щем канале 2. В то же время остальные сопла 6 блокируются затвором 9, благодаря чему вся энергия входного потока, подводимого по каналу 2, концентрируется в момент совмещения сопел 6 и 8 на одном сопле 6, что позволяет получать в приемном сопле 8 и его отводящем канале 3 максимальный импульс, амплитуда давления, расхода и мощности которого близка по величине соответственно величине давления, расхода и мощности постоянно- го входного потока в подводящем канале 2 пульсатора.

1.ПУЛЬСАТОР по авт.св. № 979728, отлич.ающийся тем, что, с целью повышения КПД и эффективности работы, он снабжен торцовым затвором, установленным на .прерывателе потока со стороны камеры свободного формирования струи и выполненным в виде диска по меньшей мере с одним дугообразным вырезом, расположенным от оси корпуса на расстоянии, равном радиусу окружности, на которой лежат отверстия прерывателя, причем длина дуги выре- за равна I - lг где R - радиус окружности, на которой лежат отверстия прерывателя; . П - число отверстий прерывателя; Е - длина дуги ёыреза. 2. Пульсатор поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что торцовый затвор установлен с возможностью осево(О го перемещения, подпружинен к прерывателю и снабжен фиксаторами, расположенными в корпусе.