Гидроимпульсатор Советский патент 1980 года по МПК E21C25/60 E21C45/04 F15B21/12 

Это достигается тем, что воздушная полость сообщена с магистральным трубопроводом при помощи переводной трубки и ее гидравлическое сопротивление больше сопротивления вентиля управления при его открытом положении.

Описываемое устройство схематически представлено на чертеже.

Гидроимпульсатор содержит гидропневмоаккумулятор I, установленный между магистральным 2 и ударным 3 трубопроводами, и генератор колебаний 4. Генератор колебаний 4 имеет рабочую 5 и сбросную 6 насадки, порщень-клапан 7, взаимодействующий с седлами высокой 8 и низкой 9 стороны, и воздушную полость 10. Переводная трубка 11, снабженная вентилем управления 12, сообщает воздущную полость 10 с магистральным трубопроводом 2, причем гидравлическое сопротивление переводной трубки 11 больше гидравлического сопротивления вентиля управления 12 при его открытом положении.

Порщень-клапан 7 имеет осевой канал 13 и наконечник 14 и установлен в корпусе 15, образуя запоршневую полость 16 и полость 17. Полость 17 сообщается с осевым каналом 13 через радиальные отверстия 18.

Воздушная полость 10 образована при помощи разделительной мембраны 19, причем подмембранное пространство 20 сообщается с запоршневой полостью 16 каналом 21 и с атмосферой - через переводную трубку 11 и вентиль управления 12.

Гидроимпульсатор работает следующим образом.

При закрытом вентиле управления 12 жидкость из магистрального трубопровода 2 по ударному трубопроводу 3 через осевой канал 13 и радиальные отверстия 18 порщень-клапана 7 поступает в полость 17, а по переводной трубке 11 - в подмембранное пространство 20 и запоршневую полость 16. Давление в полости 16 равно подводимому, так как истечение жидкости через вентиль управления 12 отсутствует. При равных давлениях в полостях 16 и 17, вследствие наличия наконечника 14, порщень-клапан 7 перемещается вправо до упора в седло высокой стороны 8 и находится в этом положении до тех пор, пока не будет открыт вентиль управления 12. При этом поступающая из магистрального трубопровода 2 жидкость истекает через сбросную насадку 6, а скорость движения жидкости по ударному трубопроводу 3 достигает максимально возможного для данного диаметра сбросной насадки 6 значения.

ВклЮчение гидроимпуЛьсатора в режим автоколебаний осуществляется открытием вентиля управления 12. При этом давление жидкости в подмембранном пространстве 20, а следовательно, и в полости 16 снижается по отношению к подводимому давлению и давлению в полости 17. В результате разности давления в полостях 17 и 16 поршень-клапан 7 перемещается влево до упора в седло низкой стороны 9. Закрывается сбросная насадка 6 и открывается рабочая насадка 5. Так как гидравлическое сопротивление последней больше, происходит гидравлический удар. Скорость движения жидкости в ударном трубопроводе 3 резко уменьшается, а давление, в том числе и перед рабочей насадкой 5, увеличивается. Начинается высокая фаза колебаний давления. Волна повышенного давления от генератора колебаний 4 распространяется по ударному трубопроводу 3 в сторону гидропневмоаккумулятора 1. Отражаясь от последнего, волна повышенного давления возвращается к генератору колебаний 4 через время 2 IIс (I - длина ударного трубопровода 3, с - скорость распространения ударной волны в нем). Этий временем определяется длительность высокой фазы колебаний и существование повышенного давления перед рабочей насадкой 5.

При достаточно большом гидравлическом

сопротивлении рабочей насадки 5 (например, для насадки диаметром не более 16- 18 мм) приход к генератору колебаний 4 отраженной волны повышенного давления влечет за собой снижение давления вплоть

до атмосферного. Под действием более высокого давления в полости 16 порщень-клапан 7 перемещается вправо до упора в седло высокой стороны 8. Открывается сбросная насадка 6 и закрывается рабочая насадка 5. Оканчивается высокая и начинается низкая фаза колебаний давления.

По ударному трубопроводу 3 в сторону гидропневмоаккумулятора 1 распространяется первая волна пониженного давления.

Отразившись от гидропневмоаккумулятора 1, она возвращается к генератору колебаний 4 также через время 2 1/с. Приход отраженной волны пониженного давления к генератору колебаний 4 влечет за собой

скачкообразное возрастание скорости истечения жидкости через сбросную насадку 6 и давления перед ней, а следовательно, и увеличение давления в полости 17. Однако это давление остается меньшим по величине, чем постоянное давление в подмембранном пространстве 20 и запоршневой полости 16, поэтому поршень-клапан 7 остается в прежнем положении. По ударному трубопроводу 3 распространяется вторая волна

пониженного давления, за ней третья и т. д. до тех пор, пока давление жидкости в зоне генератора колебаний 4, а значит и в полости 17, скачкообразно повышаясь при каждом приходе отраженной волны пониженного давления, не станет большим, чем постоянное давление в полости 16. Как только давление в полости 17 станет больше, чем в полости 16 на величину, достаточную для перемещения поршень-клапана

7, последний перемещается влево до упора

в седло низкой стороны 9. Этим заканчивается низкая фаза колебаний и начинается высокая фаза. Процесс работы повторяется. Система входит в режим автоколебаний.

Подвод в подмембранное пространство 20 постоянного давления из магистрального трубопровода 2, возможность регулирования его по величине исключают использование для перемещения поршень-клапана 7 потока повышенного давления, позволяет изменять в широких пределах длительность низкой фазы колебаний, а значит, максимально увеличить степень повышения давления перед рабочей насадкой 5. В результате этого увеличивается эффективность пульсирующей струи и, следовательно, КПД и производительность устройства.

Формула изобретения

Гидроимпульсатор, содержаший гидропневмоаккумулятор, установленный между

магистральным и ударным трубопроводами, генератор колебаний, имеющий рабочую и сбросную насадки, порщень-клапан, взаимодействующий с седлами высокой и низкой стороны, к воздушную полость, переводную трубку, снабженную вентилем управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и производительности путем увеличения степени повышения давления, воздушная полость сообщена с магистральным трубопроводом при помощи переводной трубки и ее гидравлическое сопротивление больше сопротивления вентиля управления при его открытом положении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 244991, кл. Е 21С 45/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 594322, кл. Е 21С 45/00, 1976.

7/

/г

f

..й // 7 /

/J /