RU2087756C1 - Method and device for generating oscillation of fluid flow - Google Patents

Method and device for generating oscillation of fluid flow Download PDF

Info

Publication number
RU2087756C1
RU2087756C1 RU9494022950A RU94022950A RU2087756C1 RU 2087756 C1 RU2087756 C1 RU 2087756C1 RU 9494022950 A RU9494022950 A RU 9494022950A RU 94022950 A RU94022950 A RU 94022950A RU 2087756 C1 RU2087756 C1 RU 2087756C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additional
flow
generator according
oscillation generator
pressure
Prior art date
Application number
RU9494022950A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94022950A (en
Inventor
Е.Ю. Марчуков
В.Г. Тарасенко
В.И. Жданов
В.Г. Базаров
В.П. Дыбленко
А.П. Скальруд
Original Assignee
Марчуков Евгений Ювенальевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Марчуков Евгений Ювенальевич filed Critical Марчуков Евгений Ювенальевич
Priority to RU9494022950A priority Critical patent/RU2087756C1/en
Priority claimed from PCT/RU1994/000092 external-priority patent/WO1995029341A1/en
Publication of RU94022950A publication Critical patent/RU94022950A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2087756C1 publication Critical patent/RU2087756C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: fluid flow engineering. SUBSTANCE: passageways 3 swirl only the major flow whereas pressure is partially reduced in the additional flow, and the fluid is supplied to space 7 through additional pipe line 8 at the periphery of the eddy of the major flow. Due to pressure increases at the periphery of the eddy of the major flow resulting in centrifugal forces the additional flow is choked. When pressure in pipe line 8 exceeds pressure in the eddy of the major flow the eddy is broken down and fluid is discharged from pipe line 8. As a result the flow rate of the fluid significantly increases. After discharging fluid pressure in additional pipe line 8 drops, fluid eddy of the major flow is again formed in flow chamber 2, and the oscillation repeats. EFFECT: simplified method and improved design of the device. 19 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к технике возбуждения колебаний скорости и давления жидкости с помощью гидравлических генераторов и может быть использовано в различных областях техники:
при проведении различных гидроразмывных работ, например, при добычеполезных ископаемых;
в различных технологических процессах, требующих интенсивных колебаний расхода и давления жидкости;
для привода механизмов, функционирующих в режиме периодических нагрузок;
для открытого или закрытого гидромассажа в оздоровительных и лечебных целях;
для обработки водоносных и нефтяных скважин.
The invention relates to techniques for exciting fluctuations in the speed and pressure of a fluid using hydraulic generators and can be used in various fields of technology:
when carrying out various water washing operations, for example, during mining operations;
in various technological processes requiring intense fluctuations in flow rate and fluid pressure;
to drive mechanisms operating in periodic load mode;
for open or closed hydromassage for health and medical purposes;
for the treatment of aquifers and oil wells.

Известен способ генерирования колебаний, включающий подачу жидкости под избыточным давлением и закручивание ее с образованием жидкостного вихря и гидродинамический генератор колебаний для его осуществления, содержащий проточную вихревую камеру с продольным каналом подвода управляющего потока [1] Генерирование колебаний осуществляется за счет взаимодействия осевого потока нагнетаемой жидкости с управляющим вихревым потоком, который формируют и усиливают с помощью другого источника жидкости. Необходимость в двух источниках расхода жидкости и относительная сложность средств формирования управляющего потока ограничивают область применения генератора. A known method of generating oscillations, including the supply of fluid under excess pressure and twisting it with the formation of a liquid vortex and a hydrodynamic oscillator for its implementation, containing a flowing vortex chamber with a longitudinal channel for supplying a control flow [1] Generation of oscillations is carried out due to the interaction of the axial flow of the injected fluid with controlling a vortex flow, which is formed and amplified by another source of fluid. The need for two sources of fluid flow and the relative complexity of the means of forming the control flow limit the scope of the generator.

Известен способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что жидкость подают под избыточным давлением и закручивают, образу жидкостный вихрь [2]
Известен также гидродинамический генератор для осуществления этого способа, который содержит корпус, установленную в нем проточную камеру с каналами закрутки и выходным соплом и напорную магистраль, сообщенную с каналами закрутки [2]
Недостатком известного способа и генератора колебаний является узкий диапазон эксплуатации, что связано с особенностями реализуемого механизма колебаний. Реализация способа и работа данного генератора возможна только в условиях затопленного истечения, то есть когда жидкость из сопла вытекает в пространство, заполненное жидкостью. Это обстоятельство существенно сужает область применения способа и усложняет конструкцию генератора, так как требует наличия на выходе специальной камеры, заполненной жидкостью.
A known method of generating oscillations of a liquid flow, consisting in the fact that the liquid is supplied under excess pressure and twist, forming a liquid vortex [2]
Also known is a hydrodynamic generator for implementing this method, which comprises a housing, a flow chamber installed in it with swirl channels and an output nozzle, and a pressure line in communication with swirl channels [2]
The disadvantage of this method and oscillation generator is a narrow operating range, which is associated with the features of the implemented vibration mechanism. The implementation of the method and the operation of this generator is possible only in conditions of flooded outflow, that is, when the liquid from the nozzle flows into the space filled with liquid. This circumstance significantly narrows the scope of the method and complicates the design of the generator, since it requires the presence of a special chamber filled with liquid at the outlet.

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. The objective of the invention is the expansion of operational capabilities.

Поставленная задача достигается тем, что в способе генерирования колебаний жидкостного потока, состоящем в том, что жидкость подают под избыточным давлением и закручивают, образуя жидкостный вихрь, согласно изобретению жидкость до закручивания разделяют на основной и дополнительный автономные потоки, осуществляют закручивание основного потока, а в дополнительном потоке частично стравливают давление и подают его на периферию жидкостного вихря основного потока с окружной составляющей скорости меньшей окружной составляющей скорости основного потока. Для расширения диапазона частот генерируемых колебаний в дополнительном потоке после стравливания давления можно изменять упругость жидкости. This object is achieved by the fact that in the method of generating oscillations of the fluid flow, consisting in the fact that the fluid is supplied under excess pressure and twisted to form a fluid vortex, according to the invention, the fluid is separated into the main and additional autonomous flows before twisting, the main flow is twisted, and in the secondary stream partially relieves the pressure and delivers it to the periphery of the liquid vortex of the main stream with a peripheral velocity component less than the peripheral velocity component o main stream. To expand the frequency range of the generated oscillations in the additional stream after pressure relief, the elasticity of the liquid can be changed.

Поставленная задача решается также тем, что гидродинамический генератор колебаний, содержащий корпус, установленную в нем проточную камеру с каналами закрутки и выходным соплом, и напорную магистраль, сообщенную с каналами закрутки, согласно изобретению, снабжен центральным телом, установленным в проточной камере с зазором относительно ее боковой стенки, дополнительной магистралью с ограничителем расхода, подключенной через ограничитель расхода к напорной магистрали и сообщенной с соплом через зазор между центральным телом и стенкой проточной камеры. The problem is also solved by the fact that the hydrodynamic oscillation generator, comprising a housing, a flow chamber installed therein with swirl channels and an outlet nozzle, and a pressure line in communication with swirl channels, according to the invention, is provided with a central body installed in the flow chamber with a gap relative to it side wall, an additional line with a flow limiter connected through a flow limiter to the pressure line and communicated with the nozzle through the gap between the central body and the wall flow chamber.

Для расширения диапазона частот генератор целесообразно снабдить упругой полостью, сообщенной с дополнительной магистралью. To expand the frequency range, it is advisable to provide the generator with an elastic cavity in communication with an additional line.

Для оптимизации режима работы генератора в зазоре между центральным телом и стенкой проточной камеры целесообразно выполнить завихривающие каналы. При этом направление закрутки жидкости в этих каналах может быть противоположным направлению закрутки в каналах проточной камеры. To optimize the operation of the generator in the gap between the Central body and the wall of the flow chamber, it is advisable to perform swirling channels. In this case, the direction of the swirl of liquid in these channels may be opposite to the direction of swirl in the channels of the flow chamber.

Для расширения диапазона регулирования генератора целесообразно, чтобы центральное тело было установлено с возможностью осевого перемещения относительно проточной камеры. To expand the range of regulation of the generator, it is advisable that the Central body was installed with the possibility of axial movement relative to the flow chamber.

В некоторых вариантах исполнения генератора целесообразно, чтобы упругая полость была выполнена в виде канала, сообщающего ее с дополнительной магистралью и ограниченного подпружиненным поршнем. Наиболее просто исполнение генератора, если упругая полость выполнена в виде объема, заполненного газом. В случаях, когда нежелательно растворение газа в жидкости, целесообразно, чтобы между дополнительной магистралью и объемом заполненным газом, была установлена подвижная перегородка, выполнена в виде эластичной оболочки или поршня. In some versions of the generator, it is advisable that the elastic cavity was made in the form of a channel communicating with the additional line and limited by a spring-loaded piston. The most simple embodiment of the generator, if the elastic cavity is made in the form of a volume filled with gas. In cases where the dissolution of gas in a liquid is undesirable, it is advisable that between the additional line and the volume filled with gas, a movable partition is installed, made in the form of an elastic shell or piston.

При генерировании колебаний в объеме жидкости гидродинамический генератор колебаний целесообразно снабдить четвертьволновым резонатором, подключенным к выходу проточной камеры. В некоторых случаях целесообразно, чтобы гидродинамический генератор был снабжен демпфером колебаний давления жидкости за проточной частью. При этом демпфер колебаний может быть выполнен в виде эластичной оболочки, заполненной сжимаемой средой. Целесообразно, чтобы в ряде случаев генератор был снабжен фильтром, установленным на входе в напорную магистраль, а корпус генератора выполнен трубчатым. Фильтр может быть выполнен в виде сопрягаемых колец с прорезями. When generating oscillations in the fluid volume, it is advisable to provide the hydrodynamic oscillation generator with a quarter-wave resonator connected to the output of the flow chamber. In some cases, it is advisable that the hydrodynamic generator be equipped with a damper for fluctuations in fluid pressure behind the flow part. In this case, the vibration damper can be made in the form of an elastic shell filled with a compressible medium. It is advisable that in some cases the generator was equipped with a filter installed at the inlet to the pressure line, and the generator housing is made tubular. The filter can be made in the form of mating rings with slots.

Для дальнейшего расширения эксплуатационных возможностей дополнительная магистраль может быть сообщена дополнительным каналом с выходом генератора. При этом дополнительный канал может быть выполнен в центральном теле и снабжен дополнительным ограничителем расхода. To further expand operational capabilities, an additional line can be communicated by an additional channel with the output of the generator. In this case, an additional channel can be made in the central body and is equipped with an additional flow limiter.

В предложенном способе реализуется новый, неизвестный ранее механизм возникновения автоколебаний жидкостного потока. В первой фазе процесса происходит запирание дополнительного потока жидкости основным закручивающим потоком, вследствие частичного стравливания давления в дополнительном потоке и подаче его на периферию жидкостного вихря. Запирание дополнительного потока приводит к росту давления в нем и усилению энергообмена между основным и дополнительным потоками вследствие разницы окружных составляющих скорости. При возрастании давления в дополнительном потоке до величины соизмеримой с величиной центробежного давления на периферии жидкостного вихря основного потока происходит разрушение вихря и выброс жидкости дополнительного потока, сопровождающееся увеличением расхода. После выброса жидкости давление в дополнительном потоке падает, опять образуется жидкостный вихрь основного потока, который запирает дополнительный поток, и процесс автоколебаний повторяется. Изменяя упругость жидкости дополнительного потока, можно регулировать частоту колебаний. При увеличении упругости жидкости, например, введением в нее газа, частота генерируемых колебаний будет уменьшаться, вследствие увеличения времени роста давления в дополнительном потоке. The proposed method implements a new, previously unknown mechanism for the occurrence of self-oscillations of a liquid flow. In the first phase of the process, the additional fluid flow is blocked by the main swirling flow, due to partial pressure relief in the additional flow and its supply to the periphery of the fluid vortex. Blocking the additional flow leads to an increase in pressure in it and to an increase in energy exchange between the main and additional flows due to the difference in the peripheral velocity components. When the pressure in the additional stream increases to a value commensurate with the value of centrifugal pressure at the periphery of the liquid vortex of the main stream, the vortex is destroyed and the liquid is ejected from the additional stream, accompanied by an increase in the flow rate. After the liquid is ejected, the pressure in the additional stream drops, the liquid vortex of the main stream forms again, which closes the additional stream, and the process of self-oscillations is repeated. By changing the fluid elasticity of the additional flow, it is possible to adjust the oscillation frequency. With increasing fluid elasticity, for example, by introducing gas into it, the frequency of generated oscillations will decrease due to an increase in the time of pressure growth in the additional flow.

В предложенном генераторе каналы закрутки с напорной магистралью, проточной камерой и выходным соплом образуют основной закрученный жидкостный поток, а центральное тело, установленное в проточной камере с зазором относительно ее боковой стенки и дополнительная магистраль, подключенная через ограничитель расхода к напорной магистрали, осуществляют разделение жидкости на основной и дополнительный потоки, частичное стравливание давления в дополнительном потоке с помощью ограничителя расхода и подачу дополнительного потока на периферию жидкостного вихря с нулевой величиной окружной составляющей скорости. In the proposed generator, the swirl channels with a pressure line, a flow chamber and an output nozzle form a main swirling liquid flow, and a central body installed in a flow chamber with a gap relative to its side wall and an additional line connected through a flow limiter to the pressure line, divide the liquid into main and secondary flows, partial pressure relief in the secondary stream using a flow limiter and the supply of additional flow to the periphery ju liquid vortex with zero magnitude of the peripheral velocity component.

Предлагаемый гидродинамический генератор колебаний обеспечивает возбуждение автоколебаний в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний. При этом генератор надежно работает при истечении жидкости, как в открытое, так и в заполненное пространство. Последнее обстоятельство существенно повышает эксплуатационные возможности генератора и расширяет диапазон его применения. Область рабочих частот генератора находится в диапазоне 1.200 Гц. The proposed hydrodynamic oscillation generator provides excitation of self-oscillations in a wide range of frequencies and amplitudes of oscillations. At the same time, the generator works reliably at the expiration of the liquid, both in open and in filled space. The latter circumstance significantly increases the operational capabilities of the generator and expands the range of its application. The operating frequency range of the generator is in the range of 1.200 Hz.

На фиг.1 представлен генератор для реализации способа;
на фиг.2 разрез А-А по каналам закрутки;
на фиг.3 и 4 варианта выполнения упругой полости;
на фиг.5 четвертьволновый резонатор;
на фиг.6 демпфер колебаний давления;
на фиг.7 продольный разрез генератора колебаний, вариант выполнения;
на фиг.8 вариант выполнения фильтра генератора;
на фиг.9 вариант выполнения генератора с дополнительным каналом;
на фиг.10 вариант выполнения дополнительного канала.
Figure 1 presents the generator for implementing the method;
figure 2 section aa along the swirl channels;
figure 3 and 4 options for performing an elastic cavity;
5 a quarter-wave resonator;
figure 6 damper pressure fluctuations;
Fig.7 is a longitudinal section of an oscillation generator, an embodiment;
on Fig an embodiment of a filter of the generator;
Fig.9 embodiment of the generator with an additional channel;
figure 10 embodiment of the additional channel.

Гидродинамический генератор колебаний содержит корпус 1, установленную в нем проточную камеру 2 с каналами закрутки 3 и выходным соплом 4 и напорную магистраль 5, сообщенную с каналами закрутки 3. Каналы закрутки 3 тангенциальные, но могут быть любого типа, например, шнековые или винтовые. Генератор снабжен центральным телом 6, установленным в проточной камере 2 с зазором 7 относительно ее боковой стенки и дополнительной магистралью 8 с ограничителем расхода 9. Магистраль 8 подключена к напорной магистрали 5 через ограничитель расхода 9 и сообщена с соплом 4 через зазор 7 между центральным телом 6 и стенкой проточной камеры 2. Ограничитель расхода 9 выполнен регулируемым. Генератор снабжен также упругой полостью 10, сообщенной с дополнительной магистралью 8. В зазоре 7 между центральным телом 6 и стенкой проточной камеры 2 выполнены завихривающие каналы типа шнековых. Ограничитель расхода 9 выполнен регулируемым. Центральное тело 6 установлено с возможностью осевого перемещения относительно проточной камеры 2. Подвижность центрального тела 6 предназначена для оптимизации работ генератора при его настройке и расширения диапазона регулирования. Подвижность обеспечена, например, с помощью резьбового соединения центрального тела 6 с проточной камерой 2. Упругая полость 10 выполнена в виде канала, сообщающего ее с дополнительной магистралью 8 и ограниченного поршнем 11, взаимодействующего с пружиной 12 (фиг.3) или в виде объема, заполненного газом, например, воздухом. The hydrodynamic oscillation generator comprises a housing 1, a flow chamber 2 installed therein with swirl channels 3 and an outlet nozzle 4 and a pressure line 5 connected with swirl channels 3. The swirl channels 3 are tangential, but can be of any type, for example, screw or screw. The generator is equipped with a central body 6 installed in the flow chamber 2 with a gap 7 relative to its side wall and an additional line 8 with a flow limiter 9. The line 8 is connected to the pressure line 5 through a flow limiter 9 and is connected to the nozzle 4 through the gap 7 between the central body 6 and the wall of the flow chamber 2. The flow limiter 9 is adjustable. The generator is also provided with an elastic cavity 10 in communication with the additional line 8. In the gap 7 between the central body 6 and the wall of the flow chamber 2 there are made swirling channels of the screw type. The flow limiter 9 is made adjustable. The central body 6 is installed with the possibility of axial movement relative to the flow chamber 2. The mobility of the central body 6 is designed to optimize the operation of the generator when it is configured and to expand the control range. The mobility is provided, for example, by means of a threaded connection of the central body 6 with the flow chamber 2. The elastic cavity 10 is made in the form of a channel communicating with the additional line 8 and limited by the piston 11, interacting with the spring 12 (Fig. 3) or in the form of a volume, filled with gas, such as air.

Жидкость в дополнительной магистрали 8 свободно контактирует с газом, но может быть отделена подвижной перегородкой, выполненной в виде поршня 13 (фиг. 4) или эластичной оболочки 14 (фиг.7), заключенной в сетчатый кожух. Для повышения амплитуды колебаний при работе генератора в затопленном пространстве к выходному соплу 4 подключен четвертьволновый резонатор 15 (фиг.5) или демпфер 16 (фиг.6). Резонатор 15 выполнен в виде трубы, длина которой равна четверти длины волны колебаний. Демпфер 16 выполнен в виде эластичной оболочки 17, заполненной сжимаемой средой. Генератор снабжен фильтром 18, установленным на входе в напорную магистраль 5, а корпус 1 выполнен трубчатым (фиг.7). Фильтр 18 выполнен в виде сопрягаемых колец 19 с щелевыми прорезями 20 (фиг.8). Дополнительная магистраль 8 сообщена дополнительным каналом 21 с выходом генератора (фиг.9). При этом наилучшим выполнением дополнительного канала 21 это его выполнение в центральном теле 6 (фиг.9). При этом упрощается конструктивная доработка генератора по выполнению дополнительного канала 21 и на выходе из сопла 4 генератора образуются две пульсирующие струи: кольцевая на периферии и сосредоточенная по центру. Это существенно расширяет возможности технологического использования генератора. Дополнительный канал 21 снабжен ограничителем расхода, выполненным в виде съемного жиклера 22. Это позволит регулировать расход через генератор и оптимизировать режим его работы. The liquid in the additional line 8 freely contacts the gas, but can be separated by a movable partition made in the form of a piston 13 (Fig. 4) or an elastic shell 14 (Fig. 7), enclosed in a mesh casing. To increase the amplitude of oscillations during operation of the generator in the flooded space, a quarter-wave resonator 15 (Fig. 5) or a damper 16 (Fig. 6) is connected to the output nozzle 4. The resonator 15 is made in the form of a pipe, the length of which is equal to a quarter of the wavelength of the oscillations. The damper 16 is made in the form of an elastic shell 17 filled with a compressible medium. The generator is equipped with a filter 18, installed at the inlet to the pressure pipe 5, and the housing 1 is made tubular (Fig.7). The filter 18 is made in the form of mating rings 19 with slotted slots 20 (Fig. 8). An additional line 8 is communicated by an additional channel 21 with the output of the generator (Fig.9). In this case, the best implementation of the additional channel 21 is its implementation in the Central body 6 (Fig.9). This simplifies the design refinement of the generator for the implementation of the additional channel 21 and at the exit from the nozzle 4 of the generator two pulsating jets are formed: annular at the periphery and concentrated in the center. This significantly expands the technological use of the generator. The additional channel 21 is equipped with a flow limiter, made in the form of a removable nozzle 22. This will allow you to adjust the flow through the generator and optimize its mode of operation.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Жидкость подают под избыточным давлением по напорной магистрали 5 и с помощью каналов 3 закручивают, образуя жидкостный вихрь в проточной камере 2. До закручивания жидкость разделяют на основной и дополнительный автономные потоки. С помощью каналов 3 осуществляют закручивание только основного потока, а в дополнительном потоке с помощью ограничителя расхода 9 частично стравливают давление и подают этот поток по дополнительной магистрали 8 в зазор 7 на периферию жидкостного вихря основного потока. При этом окружную составляющую скорости в дополнительном потоке обеспечивают меньшей чем окружная составляющая скорости основного потока. Вследствие стравливания давления в дополнительном потоке и увеличения давления на периферии жидкостного вихря основного потока из-за центробежных сил происходит запирание дополнительного потока. Это приводит к росту давления в дополнительной магистрали 8. При превышении давления в магистрали 8 над давлением в жидкостном вихре основного потока происходит разрушение вихря и выброс жидкости из магистрали 8, что приводит к существенному увеличению расхода жидкости. После выброса жидкости давление в дополнительной магистрали 8 падает, в проточной камере 2 опять образуется жидкостный вихрь основного потока и процесс автоколебаний повторяется. Изменяя упругость жидкости в дополнительной магистрали 8 изменяют частоту генерируемых колебаний. При наличии в генераторе упругой полости 10 частота колебаний уменьшается, так как увеличивается время роста давления в магистрали 8 при запирании дополнительного потока. The liquid is supplied under overpressure along the pressure line 5 and, using the channels 3, is twisted, forming a liquid vortex in the flow chamber 2. Prior to twisting, the liquid is divided into the main and additional autonomous flows. Using channels 3, only the main stream is twisted, and in the additional stream, with the help of the flow limiter 9, the pressure is partially relieved and this stream is fed through the additional line 8 to the gap 7 to the periphery of the liquid vortex of the main stream. In this case, the peripheral velocity component in the additional stream is provided less than the peripheral velocity component of the main stream. Due to the release of pressure in the additional stream and the increase in pressure at the periphery of the liquid vortex of the main stream, the additional stream is blocked due to centrifugal forces. This leads to an increase in pressure in the additional line 8. When the pressure in the line 8 is higher than the pressure in the liquid vortex of the main stream, the vortex is destroyed and the liquid is ejected from line 8, which leads to a significant increase in the liquid flow rate. After the liquid is ejected, the pressure in the additional line 8 drops, the liquid vortex of the main stream forms again in the flow chamber 2, and the process of self-oscillations is repeated. Changing the elasticity of the liquid in the additional line 8 change the frequency of the generated oscillations. If there is an elastic cavity 10 in the generator, the oscillation frequency decreases, since the time for increasing pressure in the line 8 increases when the additional flow is blocked.

Для реализации описанного механизма автоколебаний необходимо, чтобы окружная составляющая скорости дополнительного потока, с которой он подводится к периферии жидкостного вихря, была меньше окружной составляющей скорости основного потока. Это необходимо для эффективного энергообмена между потоками, который приводит к разрушению жидкостного вихря. При этом величина окружной составляющей скорости дополнительного потока может быть равна нулю или иметь отрицательное значение, то есть дополнительный поток может быть совсем не закручен или быть закручен в другую сторону относительно основного потока. Величина закрутки дополнительного потока определяется в каждом конкретном случае исходя из заданных параметров колебаний. To implement the described self-oscillation mechanism, it is necessary that the peripheral component of the velocity of the additional flow, with which it is brought to the periphery of the liquid vortex, be less than the peripheral component of the velocity of the main flow. This is necessary for efficient energy exchange between flows, which leads to the destruction of the liquid vortex. In this case, the value of the peripheral component of the velocity of the additional flow may be zero or have a negative value, that is, the additional flow may not be twisted at all or be twisted in the other direction relative to the main flow. The magnitude of the twist of the additional flow is determined in each case based on the given oscillation parameters.

Пример осуществления способа приведен ниже при описании работы гидродинамического генератора колебаний. An example implementation of the method is given below in the description of the hydrodynamic oscillator.

Гидродинамический генератор колебаний работает следующим образом. Hydrodynamic oscillator operates as follows.

Жидкость от источника энергии по напорной магистрали 5 поступает через каналы 3 в проточную камеру 2 и образует там полый жидкостный вихрь. Также из напорной магистрали 5 жидкость через ограничитель расхода 9 поступает в дополнительную магистраль 8 и из нее в зазор 7 между центральным телом 6 и боковой стенкой проточной камеры 2. В первой фазе процесса давление на периферии жидкостного вихря, а значит и в зазоре 7, вследствие наличия центробежных сил превышает давление жидкости в магистрали 8, что препятствует поступлению жидкости из дополнительной магистрали 8 в проточную камеру 2. Это приводит к росту давления в дополнительной магистрали 8 и сжатию упругой полости 10. При повышении давления в магистрали 8 больше давления в жидкостном вихре происходит разрушение вихря и выброс жидкости из магистрали 8, что приводит к существенному (до 70%) увеличению расхода жидкости через генератор. После выброса жидкости из дополнительной магистрали 8, давление в ней падает, в проточной камере 2 опять образуется жидкостный вихрь и процесс автоколебаний повторяется. The liquid from the energy source through the pressure line 5 enters through the channels 3 into the flow chamber 2 and forms a hollow liquid vortex there. Also, from the pressure line 5, the liquid through the flow limiter 9 enters the additional line 8 and from it into the gap 7 between the central body 6 and the side wall of the flow chamber 2. In the first phase of the process, the pressure is on the periphery of the liquid vortex, and therefore in the gap 7, due to the presence of centrifugal forces exceeds the fluid pressure in the line 8, which prevents the flow of fluid from the additional line 8 into the flow chamber 2. This leads to an increase in pressure in the additional line 8 and compression of the elastic cavity 10. With an increase and the pressure in the line 8 is greater than the pressure in the liquid vortex, the vortex is destroyed and the liquid is ejected from the line 8, which leads to a significant (up to 70%) increase in the liquid flow through the generator. After the liquid is ejected from the additional line 8, the pressure in it drops, a liquid vortex forms again in the flow chamber 2, and the process of self-oscillations is repeated.

При необходимости создать колебания давления в пространстве заполненном жидкостью используется резонатор 15, который преобразует колебания расхода в колебания давления. При этом, если длина резонатор равна четверти длины волны колебаний, то максимальная амплитуда колебаний давления будет на выходе из резонатора 15, а минимальная в сечении на выходе из сопла 4, что обеспечивает работу генератора в условиях, соответствующих акустически открытому выходу. Однако, эффективное преобразование колебаний в резонаторе 15 обеспечивается только для частот, которым соответствует его длина. If necessary, create pressure fluctuations in the space filled with liquid, a resonator 15 is used, which converts the flow fluctuations into pressure fluctuations. Moreover, if the cavity length is equal to a quarter of the oscillation wavelength, then the maximum amplitude of pressure oscillations will be at the outlet of the resonator 15, and the minimum in cross section will be at the exit of the nozzle 4, which ensures the operation of the generator under conditions corresponding to an acoustically open output. However, effective conversion of the oscillations in the resonator 15 is provided only for frequencies to which its length corresponds.

Для расширения диапазона частот используется демпфер 16 (фиг.6). Рассеивание энергии с помощью демпфера обеспечивает работу генератора в условиях, соответствующих акустически открытому выходу. При этом происходит рост амплитуды колебаний и образование нелинейных возмущений типа ударных волн. To expand the frequency range, a damper 16 is used (Fig. 6). Energy dissipation by means of a damper ensures operation of the generator under conditions corresponding to an acoustically open output. In this case, an increase in the amplitude of oscillations and the formation of nonlinear perturbations such as shock waves.

В генераторе с дополнительным каналом 21 колебания жидкости из дополнительной магистрали 8 передаются в канал 21. При этом необходимо строгое согласование площадей проходных сечений ограничителя расхода 9 и дополнительного канала 21 или жиклера 22 для обеспечения автоколебательного режима работы генератора. In a generator with an additional channel 21, fluid oscillations from the additional line 8 are transmitted to the channel 21. In this case, strict matching of the areas of the flow cross-sections of the flow limiter 9 and the additional channel 21 or nozzle 22 is necessary to ensure the oscillatory mode of the generator.

Использование изобретения для всех указанных выше назначений возможно с использованием различных материалов и технологий, освоенных промышленностью многих стран. Промышленная применимость генератора по указанным выше назначениям и областям техники подтверждается известностью функционально идентичных устройств. The use of the invention for all the above purposes is possible using various materials and technologies developed by industry in many countries. The industrial applicability of the generator for the above purposes and areas of technology is confirmed by the popularity of functionally identical devices.

Гидродинамический генератор колебаний прошел промышленную проверку с положительным результатом. The hydrodynamic oscillator passed an industrial test with a positive result.

Claims (20)

1. Способ генерирования колебаний жидкостного потока, состоящий в том, что жидкость подают под избыточным давлением и закручивают, образуя жидкостный вихрь, отличающийся тем, что жидкость до закручивания разделяют на основной и дополнительный автономные потоки, осуществляют закручивание основного потока, а в дополнительном потоке частично стравливают давление и подают его на периферию жидкостного вихря основного потока с окружной составляющей скорости, меньшей окружной составляющей скорости основного потока. 1. The method of generating oscillations of the liquid flow, which consists in the fact that the liquid is supplied under overpressure and twisted, forming a liquid vortex, characterized in that the liquid is separated into the main and additional autonomous flows before twisting, the main flow is twisted, and partially in the additional flow release pressure and supply it to the periphery of the liquid vortex of the main stream with a peripheral velocity component less than the peripheral velocity component of the main stream. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в дополнительном потоке после стравливания давления изменяют упругость жидкости. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the additional stream after bleeding off the pressure, the elasticity of the liquid is changed. 3. Гидродинамический генератор колебаний, содержащий корпус, установленную в нем проточную камеру с каналами закрутки и выходным соплом и напорную магистраль, сообщенную с каналами закрутки, отличающийся тем, что генератор снабжен центральным телом, установленным в проточной камере с зазором относительно ее боковой стенки, дополнительной магистралью с ограничителем расхода, подключенной через ограничитель расхода к напорной магистрали и сообщенной с соплом через зазор между центральным телом и стенкой проточной камеры. 3. A hydrodynamic oscillation generator, comprising a housing, a flow chamber installed therein with swirl channels and an outlet nozzle, and a pressure line connected to swirl channels, characterized in that the generator is provided with a central body installed in the flow chamber with a gap relative to its side wall, additional a line with a flow limiter connected through a flow limiter to the pressure line and communicated with the nozzle through the gap between the central body and the wall of the flow chamber. 4. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что он снабжен упругой полостью, сообщенной с дополнительной магистралью. 4. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that it is provided with an elastic cavity communicated with an additional line. 5. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что в зазоре между центральным телом и стенкой проточной камеры выполнены завихривающие каналы. 5. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that in the gap between the Central body and the wall of the flow chamber made swirling channels. 6. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 5, отличающийся тем, что направление закрутки в каналах, выполненных в зазоре между центральным телом и стенкой проточной камеры, выбрано противоположным направлению закрутки в каналах проточной камеры. 6. The hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 5, characterized in that the swirl direction in the channels made in the gap between the central body and the wall of the flow chamber is selected opposite to the swirl direction in the channels of the flow chamber. 7. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что центральное тело установлено с возможностью осевого перемещения относительно проточной камеры. 7. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that the central body is mounted with the possibility of axial movement relative to the flow chamber. 8. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 4, отличающийся тем, что упругая полость выполнена в виде канала, сообщающего ее с дополнительной магистралью и ограниченного подпружиненным поршнем. 8. The hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 4, characterized in that the elastic cavity is made in the form of a channel communicating with the additional line and limited by a spring-loaded piston. 9. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 4, отличающийся тем, что упругая полость выполнена в виде объема, заполненного газом. 9. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 4, characterized in that the elastic cavity is made in the form of a volume filled with gas. 10. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3, 4 и 9, отличающийся тем, что он снабжен подвижной перегородкой, установленной между дополнительной магистралью и объемом, заполненным газом. 10. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3, 4 and 9, characterized in that it is equipped with a movable partition installed between the additional line and the volume filled with gas. 11. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3, 4, 9 и 10, отличающийся тем, что подвижная перегородка выполнена в виде эластичной оболочки. 11. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3, 4, 9 and 10, characterized in that the movable partition is made in the form of an elastic shell. 12. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3, 4, 9 и 10, отличающийся тем, что перегородка выполнена в виде поршня. 12. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3, 4, 9 and 10, characterized in that the partition is made in the form of a piston. 13. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что он снабжен четвертьволновым резонатором, подключенным к выходному соплу. 13. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that it is equipped with a quarter-wave resonator connected to the output nozzle. 14. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что он снабжен демпфером колебаний давления, подключенным к выходному соплу. 14. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that it is equipped with a pressure oscillation damper connected to the output nozzle. 15. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 14, отличающийся тем, что демпфер колебаний давления выполнен в виде эластичной оболочки, заполненной сжимаемой средой. 15. The hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 14, characterized in that the pressure fluctuation damper is made in the form of an elastic shell filled with a compressible medium. 16. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что он снабжен фильтром, установленным на входе в напорную магистраль, а корпус выполнен трубчатым. 16. The hydrodynamic oscillator according to claim 3, characterized in that it is equipped with a filter installed at the inlet to the pressure line, and the housing is made tubular. 17. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 16, отличающийся тем, что фильтр выполнен в виде сопрягаемых колец с прорезями. 17. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 16, characterized in that the filter is made in the form of mating rings with slots. 18. Гидродинамический генератор колебаний по п.3, отличающийся тем, что дополнительная магистраль сообщена дополнительным каналом с выходом генератора. 18. The hydrodynamic oscillation generator according to claim 3, characterized in that the additional line is communicated by an additional channel with the output of the generator. 19. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 18, отличающийся тем, что дополнительный канал выполнен в центральном теле. 19. The hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 18, characterized in that the additional channel is made in the central body. 20. Гидродинамический генератор колебаний по пп.3 и 18, отличающийся тем, что дополнительный канал снабжен дополнительным ограничителем расхода. 20. Hydrodynamic oscillation generator according to claims 3 and 18, characterized in that the additional channel is equipped with an additional flow limiter.
RU9494022950A 1994-04-27 1994-04-27 Method and device for generating oscillation of fluid flow RU2087756C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494022950A RU2087756C1 (en) 1994-04-27 1994-04-27 Method and device for generating oscillation of fluid flow

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU1994/000092 WO1995029341A1 (en) 1994-04-27 1994-04-27 Method of generating oscillations in a fluid stream and a device for carrying out the said method
RU9494022950A RU2087756C1 (en) 1994-04-27 1994-04-27 Method and device for generating oscillation of fluid flow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94022950A RU94022950A (en) 1996-01-10
RU2087756C1 true RU2087756C1 (en) 1997-08-20

Family

ID=26653651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9494022950A RU2087756C1 (en) 1994-04-27 1994-04-27 Method and device for generating oscillation of fluid flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2087756C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511888C1 (en) * 2013-01-09 2014-04-10 Рустэм Наифович Камалов Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation
RU2533525C1 (en) * 2014-01-22 2014-11-20 Рустэм Наифович Камалов Method of fluid flow vibration generation and vibration generator for method implementation
RU2562872C2 (en) * 2011-02-25 2015-09-10 Дженерал Фьюжн, Инк. Generator of compression wave and piston system
RU2574651C1 (en) * 2014-09-26 2016-02-10 Валерий Петрович Дыбленко Downhole equipment for polyfrequency wave treatment of bottom-hole zone of productive formation and flowrate oscillations generator for that
WO2016207674A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 Istvan Magai Water flow decelerator chamber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3768520, кл. 137 - 809, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 1257305, кл. F 15 B 21/12, 1984. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562872C2 (en) * 2011-02-25 2015-09-10 Дженерал Фьюжн, Инк. Generator of compression wave and piston system
RU2511888C1 (en) * 2013-01-09 2014-04-10 Рустэм Наифович Камалов Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation
WO2014109674A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-17 Kamalov Rustem Naifovich Method for generating vibrations in a liquid flow and hydrodynamic generator
RU2533525C1 (en) * 2014-01-22 2014-11-20 Рустэм Наифович Камалов Method of fluid flow vibration generation and vibration generator for method implementation
RU2574651C1 (en) * 2014-09-26 2016-02-10 Валерий Петрович Дыбленко Downhole equipment for polyfrequency wave treatment of bottom-hole zone of productive formation and flowrate oscillations generator for that
WO2016207674A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 Istvan Magai Water flow decelerator chamber
RU2802101C1 (en) * 2022-12-26 2023-08-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Device for setting a given frequency for a liquid flow hydrogenerator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2087756C1 (en) Method and device for generating oscillation of fluid flow
RU2267364C1 (en) Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations
RU2296894C2 (en) Method and device for generating oscillation of fluid flow
RU2144440C1 (en) Method of excitation of liquid flow oscillations and hydrodynamic oscillator
RU2344356C1 (en) Method of heat-mass-power exchange and device for this effect
RU2511888C1 (en) Method to generate oscillations of liquid flow and hydrodynamic generator of oscillations for its realisation
RU2175718C2 (en) Equipment to treat face zone of pool and hydrodynamic generator of flow rate variations for it
RU2533525C1 (en) Method of fluid flow vibration generation and vibration generator for method implementation
IL103576A (en) High frequency fluid pulsator particularly for sprinklers
RU2015749C1 (en) Hydrodynamic vibration generator
RU2053029C1 (en) Generator of hydrodynamic oscillations
RU2153578C1 (en) Device for wave treatment of bottom-hole formation zone
RU2178518C2 (en) Device for wave treatment of formation
RU2658057C1 (en) Heat and mass energy exchange device
RU2201561C2 (en) Cavitation-type heat generator
RU2168007C2 (en) Device for wave treatment of formation
RU2560866C1 (en) Method of oscillations generation of liquid flow and generator of flow oscillations
RU2603306C1 (en) Hydrodynamic cavitator
SU1093872A1 (en) Liquid vibration damper for pump
RU2221200C2 (en) Heat generator
RU16086U1 (en) HYDROCAVITATION DEVICE
SU1072871A1 (en) Apparatus for treatment of liquid with acoustic oscillatios when degassing
SU1714071A1 (en) Drilling bit
SU1206557A1 (en) Injector
SU1257305A1 (en) Hydrodynamic oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090428