Транспортная система для транспортирования жидкости и газа

 

Сущность изобретения: транспортная система с периодическими сужениями и расширениями трубопровода, расположенными на расстоянии, равном отношению средней скорости пульсирующего потока к частоте собственных колебаний потока, а также с диффузором на выходе подающего устройства и конфузором на входе трубопровода снабжена активным устройством, выполненным в виде отрезка цилиндрической трубы с упругими стенками и нанесенным на внешнюю поверхность ферромагнитным слоем для сцепления стенки с электромагнитным полем вибросистемы , выполненной в виде когерентной системы катушек, охватывающих трубу с покрытием. Причем последние расположены друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между двумя ближайшими сужениями трубопровода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s F 17 0 1/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I QQ

1(Л

C) ф». (21) 4928891/29 (22) 12.02.91 (46) 30.05.93. Бюл, N 20 (72) Н.З.Гармаш (56) Авторское свидетельство СССР йт 1681139, кл. F 17 D 1/16, 1989. (54) ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ И ГАЗА (57) Сущность изобретения: транспортная система с периодическими сужениями и расширениями трубопровода, расположенными на расстоянии. равном отношению средней скорости пульсирующего потока к

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для транспортирования по трубам воды, нефти, воздуха. газа, а также высоковязких жидкостей и паст.

Транспортная система, представленная на чертеже, содержит подающее устройство

1 периодического действия, транспортный трубопровод 2, выполненный с регулярными периодическими расширениями и сужениями внутреннего проходного поперечного сечения, расположенными на расстоянии (между ближайшими расширениями или сужениями), равном отношению средней скорости движения пульсирующего потока к удвоенной частоте собственных колебаний потока, датчик 3 средней скорости движения пульсирующего потока в трубопроводе, датчик 4 частоты пульсаций потока. блок 5 управления системой. устройство 1 содержит на выходе диффузор 6. а трубопровод 2 начинается конфузором 7. причем. Ж,, 1818504 А1 частоте собственных колебаний потока, а также с диффузором на выходе подающего устройства и конфузором на входе трубопровода снабжена активным устройством, выполненным в виде отрезка цилиндрической трубы с упругими стенками и нанесенным на внешнюю поверхность ферромагнитным слоем для сцепления стенки с электромагнитным полем вибросистемы, выполненной в виде когерентной системы катушек, охватывающих трубу с покрытием. Причем последние расположены друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между двумя ближайшими сужениями трубопровода. 1 ил. диффузор с конфузором соединены широкими сторонами таким образом, что соединение как целое по конфигурации и размерам является эквивалентным одному элементу транспортного трубопровода, то есть длина системы диффузор-конфузор равна расстоянию между двумя ближайшими сужениями трубопровода. Активное устройство для усиления затухающих колебаний (пульсаций) вдоль потока снабжено гибкой упругоэластичной вставкой, выполненной в виде отрезка круглоцилиндрической трубы 8 с упругоподатливыми стенками и нанесенным на внешнюю поверхность ферромагнитным слоем 9 для сцепления стенки с электромагнитным полем вибросистемы, которая представляет собой когерентную систему катушек 10, охватывающих упругоподатливую круглоцилиндрическую вставку (трубу) 8 с ферромагнитным покрытием 9 и расположенных друг от друга на расстоянии, равном расстоянию междудву3

1818504 мя ближайшими сужениями трубопровода

2. Активное устройство снабжено датчиком

11 колебаний (пульсаций) потока, блоком 12 управления вибросистемой, генератором 13 тока переменной полярности. 5

Транспортная система работает следующим образом.

Посредством подающего устройства 1 периодического действия порции транспортируемой среды подают в трубопровод 2 10 последовательно, плавно регулируя частоту подачи по сигналам датчика З.скорости потока и датчика 4 частоты пульсаций потока в трубе 2, по команде блока 5 управления, который содержит компьютер. Оптимальной частотой подачи порций транспортируемой среды является частота, равная собственной частоте пульсаций потока.

Диффузор 5 и конфузор 6, соединенные между собой расширенными частями, пред- 20 ставляют собой единую систему, позволяющую с самого начала на участке ввода порций среды в транспортный трубопровод создать регулярную последовательность импульсов в потоке, понизить степень раз- 25 вития кавитации жидкости, улучшить когерентность движения частиц среды и этим снизить внутреннее вязкое трение в потоке и трение о стенки трубопровода. Затухающие вдоль потока колебания среды усилива- 30 ют посредством активного устройства, содержащего упругоподатливую вставку 8 между двумя концами жесткого трубопровода 2 и вибросистему, включающую 10-12 катушек, которые приводятся в действие по 35 сигналу датчика 11 при уменьшении амплитуды колебаний потока на 30 первоначального значения. При возрастании тока в обмотке катушки 10 и связанного с током магнитного поля упругоподатливая стенка 40

8, покрытая ферромагнитным слоем 9, деформируется, при уменьшении тока до нуля стенка возвращается в исходное состояние и по инерции деформируется в противоположную сторону, а затем цикл повторяется 45 с частотой, равной собственной частоте пульсаций потока. Все 10-12 катушек приводятся в действие последовательно с постоянной разностью фаз в режиме бегущей волны. Такой режим обеспечивается блоком 50

12 управления вибросистемой.

Транспортная система с активным устройством позволяет повысить эффективность транспортирования жидких и газообразных сред за счет снижения энергетических потерь на трение и значительно уменьшить общую массу оборудования за счет замены массивных промежуточных насосных и компрессорных станций на облегченные активные устройства. Не требуются также высоконапорные головные нагнетающие устройства, так как достаточно минимального напора на входе в транспортный трубопровод, чтобы затем порции вводимой среды подхватывались и транспортировались дальше активными устройствами по мере затухания пульсаций потока. В этой связи снижаются также требования к прочности трубопроводов. Поскольку высокий напор отсутствует, можно использовать тонкостенные трубы. Открывается также реальная возможность откачивать воду из шахт любой глубины без промежуточных насосных станций.

Формула изобретения

Транспортная система для транспортирования жидкости и газа, содержащая подающее устройство периодического действия, трубопровод с периодическими сужениями и расширениями поперечного сечения, расположенными на расстоянии, равном отношению средней скорости движения пульсирующего потока к частоте собственных колебаний потока, а также диффузор на выхрде подающего устройства и конфузор на входе трубопровода, примыкающие друг к другу расширенными частями, при этом длина системы диффузор — конфузор равна расстоянию между ближайшими сужениями, отличающаяся тем, что она снабжена активным устройством, выполненным в виде отрезка цилиндрической трубы с упругими стенками и нанесенным на внешнюю поверхность ферромагнитным слоем для сцепления стенки с электромагнитным полем вибросистемы, выполненной в виде когерентной системы катушек, охватывающих цилиндрическую трубу с покрытием и расположенных друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между двумя ближайшими сужениями трубопровода.

1818504

Составитель Н,Гармаш

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1932 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101