Регулируемый струйно-кавитационный стабилизатор расхода жидкости

Авторы патента:

G05D7/06 - с использованием неэлектрических средств

Владельцы патента RU 2568951:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к струйной технике, в частности к струйным стабилизаторам расхода жидкости, и может быть использовано в гидроприводах для получения постоянной скорости движения исполнительного гидродвигателя вне зависимости от нагрузки. Сущность изобретения: струйная камера выполнена в виде вихревой ячейки, а конфузорное питающее сопло и диффузорное приемное сопло расположены относительно друг друга с возможностью соосного перемещения. Технический результат: расширение диапазона расхода стабилизации по давлению питания при неизменной геометрии питающего и приемного сопла с использованием эффекта кавитационной стабилизации расхода. 2 ил.

Известен эффект стабилизации расхода жидкости в трубках Вентури при гидродинамической кавитации (Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник для вузов./ Т.М. Башта и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982, - 423 с.) при постоянном давлении питания на входе.

Известен стабилизатор расхода жидкости [АС СССР № 903816, кл. G05D 7/01, Бюл. №5, 1982 г.], представляющий из себя трубку Вентури с конусностью на входе 20-25° и конусностью на выходе 10-12°. Регулирование расхода осуществляется перемещением регулировочной иглы переменного сечения на входе в стабилизатор. Для более точного регулирования расхода при пульсациях вследствие кавитации используется регулирующий клапан в выходном сечении стабилизатора, управляемый гидравлически по заданному сигналу давления с горла трубки Вентури.

Недостатком такой конструкции являются ее сложность, большие габариты, пониженная точность удержания расхода при интенсивной кавитации.

Известно также о возникновении эффекта кавитационной стабилизации расхода в струйных элементах и влияния конструктивных параметров на расход стабилизации (Мансуров В.И. Выбор конструктивных параметров струйных элементов// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. Вып.3. - М.: Машиностроение, 1975. - стр. 271-277).

Известно также об управлении отрывом пограничного слоя в диффузорных каналах при помощи вихревых ячеек (Смирнов С.А., Веретенников С.В. Исследование управления отрывом пограничного слоя в диффузорных каналах при помощи вихревых ячеек// Вестник самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева (Национального исследовательского университета). №2. - Самара: Издательство самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева, 2007, - стр. 172-177).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является стабилизатор расхода жидкости [АС СССР № 1156014, кл. G05D 7/03, Бюл. № 18, 1985 г.], содержащий соосно расположенные в струйной камере неподвижные конфузорное питающее и диффузорное приемное сопло, обеспечивающий при фиксированном значении давления питания фиксированный расход стабилизации жидкости.

Недостатком конструкции является связь расхода стабилизации с давлением питания и геометрией струйного элемента, что приводит к необходимости проектирования стабилизатора расхода под отдельно взятую гидросистему.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Техническим результатом является расширение диапазона расхода стабилизации по давлению питания при неизменной геометрии питающего и приемного сопла с использованием эффекта кавитационной стабилизации расхода.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в регулируемом струйно-кавитационном стабилизаторе расхода, содержащем соосно расположенные в струйной камере конфузорное питающее сопло и диффузорное приемное сопло, согласно изобретению струйная камера выполнена в виде вихревой ячейки, а конфузорное питающее сопло и диффузорное приемное сопло расположены относительно друг друга с возможностью соосного перемещения.

Изобретение использует эффект кавитационной стабилизации расхода и позволяет управлять толщиной пограничного слоя посредством обжатия в вихревой ячейке. Изобретение обеспечивает постоянство скорости исполнительного гидродвигателя в широком диапазоне расходов при постоянном давлении питания.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена конструкция устройства в разрезе, структура течения в струйной камере с профилями скоростей на срезе конфузорного питающего сопла и входа в диффузорное приемное сопло. На фиг. 2 - вихревая ячейка струйной камеры.

Регулируемый струйно-кавитационный стабилизатор расхода состоит из корпуса 1, в котором расположено конфузорное питающее сопло 2 (струйная трубка); струйная камера 3, выполненная в виде вихревой ячейки, подвижного диффузорного приемного сопла 4, с возможностью перемещения вручную, и крышки 5, связанной с корпусом 1.

Регулируемый струйно-кавитационный стабилизатор расхода работает следующим образом. При подаче давления в конфузорное питающее сопло 2 в струйной камере 3 формируется струя жидкости, состоящая из ядра (фиг. 1, поз. а) и струйного пограничного слоя (фиг. 1, поз. б). Часть струи совместно со струйным пограничным слоем попадает в диффузорное приемное сопло 4, где высокая скорость движения жидкости (свыше 150 м/с) способствует возникновению кавитации, которая позволяет сохранить гидравлическое сечение струи до конца диффузорного участка приемного сопла, тем самым обеспечивая эффект кавитационной стабилизации расхода. При увеличении управляющего давления (р_упр, фиг. 2) в струйной камере 3 происходит обжатие питающей струи, при этом вначале уменьшается толщина струйного пограничного слоя, а затем и живое сечение струи, что ведет к снижению расхода жидкости через диффузорное приемное сопло 4 и, как следствие, уменьшению расхода стабилизации. Для увеличения расхода стабилизации подвижное диффузорное приемное сопло 4 отодвигается от конфузорного питающего сопла 2, что позволяет увеличить площадь попадающего струйного пограничного слоя в диффузорное приемное сопло 4, тем самым увеличивая расход стабилизации, но только до определенного значения, по достижении которого дальнейшее отодвигание сопел приводит к снижению расхода стабилизации.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с ближайшим аналогом позволяет осуществить регулирование расхода стабилизации жидкости в широком диапазоне давлений питания без изменения геометрии диффузорного приемного и конфузорного питающего сопел, что позволяет настроить регулируемый струйный стабилизатор расхода под конкретные параметры гидросистемы и использовать струйно-кавитационный способ регулирования скорости исполнительного гидродвигателя без проектирования струйного стабилизатора расхода под отдельно взятую гидросистему.

Стабилизатор расхода жидкости, содержащий соосно расположенные в струйной камере конфузорное питающее сопло и диффузорное приемное сопло, отличающийся тем, что струйная камера выполнена в виде вихревой ячейки, а конфузорное питающее сопло и диффузорное приемное сопло расположены относительно друг друга с возможностью соосного перемещения.

Группа изобретений относится к системам сети для текучей среды. Технический результат - упрощение идентификации сетевых характеристик системы сети для текучей среды.

Уравнительный вентиль // 2557150

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для выравнивания давлений в гидравлических сетях зданий, в которых расход текучей среды разный и зависит от времени года.

Регулятор потока // 2515208

Регулятор потока (10) содержит датчик расхода потока (14), имеющий чувствительный элемент (12), который измеряет расход потока, и блок управления расходом потока (18), который подсоединен к этому датчику расхода потока (14) и позволяет регулировать расход упомянутого потока.

Устройство для автоматического контроля и распределения потока пульпы // 2511102

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и относится к устройствам для распределения потоков пульпы между отдельными потребителями в обогатительной, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Способ и устройство для управления давлением и/или объемным расходом текучей среды // 2487390

Изобретение относится к способу управления давлением и/или объемным расходом текучей среды и к устройству для управления объемным расходом и/или давлением в трубопроводе.

Контроллер расхода защитного газа для сварочного аппарата // 2470751

Способ функционирования гидродинамической системы магистралей // 2468409

Изобретение относится к гидродинамическим системам магистралей, в частности трубопроводным системам на борту судов. .

Способ управления и управляющая система для клапана регулирования расхода // 2442207

Способ и устройство для управления регулирующим клапаном посредством цепи управления, а также для выявления неисправностей в этой цепи // 2378678

Входной фильтр опережения-запаздывания для электропневматического управляющего контура // 2377629

Изобретение относится к области сервоконтроллеров для использования в логических схемах или управляющих контурах и, конкретнее, к расширениям электропневматических управляющих контуров и других логических схем для улучшения функционирования клапанов управления и дополнительных устройств пневматических приводов.

Система управления накопителями текучей среды и способ контроля объемов текучей среды и управления передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды // 2587001

Изобретение относится к контролю текучей среды и управлению передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды. Система (1а, 1b) управления накопителями текучей среды для контроля объемов текучей среды и для управления передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды содержит множество накопителей (2а-2е) текучей среды, в которых могут храниться объемы текучей среды, соединены друг с другом в сети (8) текучей среды, центральный вычислительный блок, коммуникационный портал в коммуникационной сети, пользовательский интерфейс, блок сравнения для сравнения объемов текучей среды, управляющее устройство для выполнения заказов на передачу объемов текучей среды. Центральный вычислительный блок выполнен с возможностью координирования заказов на передачу объемов текучей среды между накопителями и перенаправления их на управляющее устройство. Достигается улучшение контроля объемов текучей среды и управление передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система и способы для оптимизации извлечения и закачки, ограниченных обрабатывающим комплексом, в интегрированном пласте-коллекторе и собирающей сети // 2600254

Изобретение относится к системе и способу для оптимизации извлечения и закачки, ограниченных обрабатывающим комплексом, в интегрированном пласте-коллекторе и собирающей сети. Техническим результатом является обеспечение возможности корректировки в рабочих настройках, с соблюдением ограничений комплекса, а также возможность определения характеристик для пласта-коллектора, перфораций и сети/комплекса одновременно. Способ содержит множество скважин и обрабатывающий комплекс, содержащий этапы, на которых идентифицируют, по меньшей мере, одну решающую скважину и одну или более нерешающих скважин из множества скважин, определяют, по меньшей мере, одно уравнение целевого параметра, которое является функцией, по меньшей мере, одного ограничения обрабатывающего комплекса и одного или более параметров нерешающей скважины; включают, по меньшей мере, одно уравнение целевого параметра в полносвязную систему уравнений, представляющую добывающую систему, моделируют добывающую систему с использованием полносвязной системы уравнений для получения одной или более рабочих настроек, которые удовлетворяют, по меньшей мере, одному ограничению обрабатывающего комплекса; и представляют пользователю одну или более рабочих настроек. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система и способ оптимальной настройки регулятора потока // 2627287

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть применено для упрощения выбора оптимальных настроек регулятора потока для улучшения требуемой целевой функции в многозонной скважине с изоляцией зон. Сеть регуляторов потока содержится в сети заканчивания, расположенной вдоль изолированных зон скважины по меньшей мере одного бокового ствола многозонной скважины. Данные получают из забоя в многозонной скважине и обрабатывают на модулях процессорной системы, которые могут быть использованы в выбранных сочетаниях. Примеры таких модулей включают сетевые модули заканчивания, модули деконволюции, оптимизирующие модули и/или модули впуска-выпуска. Модули сконфигурированы для обработки собранных данных таким образом, чтобы способствовать регулированию настроек регулятора потока в сети регуляторов потока для улучшения требуемой целевой функции. Технический результат заключается в повышении эффективности системы и способа оптимальной настройки регулятора потока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ балансировки системы теплового потока, система и контроллер с использованием данного способа // 2646208

Изобретение относится к отопительным системам. В соответствии со способом регулируют управляющее оборудование так, что связанный с ним потребитель получает расход нагревающей текучей среды в соответствии с установленной долей от общего расхода. При этом используют различные режимы регулировки, основным из которых является балансировка системы теплового потока, подающей теплопередающую текучую среду множеству потребителей с расходом подачи и температурой подачи. Каждый потребитель связан с подключенным управляющим оборудованием, конфигурированным для регулировки расхода теплопередающей текучей среды, поставляемой указанному потребителю. В результате гарантируется справедливое распределение энергии и минимизируются энергетические потери. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройства для балансирования группы потребителей в системе транспортировки текучей среды // 2648211

Настоящее изобретение относится к способу и устройствам для балансирования группы потребителей в системе транспортировки текучей среды. Способ предусматривает, что каждый из потребителей снабжен моторизованным регулировочным клапаном для регулирования потока через потребителя, при этом сохраняют характеристические данные для потребителей, которые для заданных потоков через соответственно одного из потребителей при постоянном давлении в системе транспортировки текучей среды определяют положение соответствующего регулировочного клапана, определяют действительный общий поток через группу потребителей с помощью общего датчика потока, определяют коэффициент балансирования на основе действительного общего потока и суммы требуемых заданных потоков через потребителей и выполняют динамическое балансирование потребителей путем установки положений соответствующих регулировочных клапанов на основе характеристических данных и заданных потоков, масштабированных коэффициентом балансирования. Это позволяет осуществлять динамическое балансирование системы транспортировки текучей среды и не требует отдельных датчиков для определения потока на каждом потребителе. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.