Гидрокавитационный генератор

 

Гидрокавитационный генератор, содержащий пустотелые открытые с двух сторон корпус, конфузор и диффузор, причем полость внутри корпуса имеет две ступени с разным сечением, при этом конфузор своим наконечником вставлен соосно в корпус через входную первую ступень и зафиксирован в нем, а диффузор вставлен соосно в корпус с противоположной выходной стороны и зафиксирован в нем, отличающийся тем, что корпус снаружи имеет выемку, конфузор запрессован в корпус, а диффузор после сочленения с корпусом сваривают с ним снаружи, отношение наименьших площадей полостных сечений диффузора и конфузора равно 2,0.

Гидрокавитационный генератор, отличающийся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму, конфузор и диффузор имеют форму конуса, Гидрокавитационный генератор, отличающийся тем, что выходная часть диффузора имеет форму шара.

Гидрокавитационный генератор, отличающийся тем, что полостные сечения корпуса, конфузора и диффузора имеют форму круга. Гидрокавитационный генератор, отличающийся тем, что полостные сечения корпуса, конфузора и диффузора имеют форму прямоугольника.

Устройство относится к областям строительства, горного дела, подводных работ, геологии, добычи полезных ископаемых и может быть использовано для разрушения естественных и искусственных препятствий.

Широко известны устройства, использующие для разрушения преград гидравлический удар, недостатком которых является весьма высокое требуемое гидравлическое давление: 500-1000 атмосфер. Снизить требуемое гидравлическое давление примерно на порядок возможно за счет возбуждения в струйном потоке кавитации.

Известно изобретение «Смеситель» (патент 2081689 по МПК B01F 5/00, Бюл. 17 за 1997 г.), содержащий пустотелый открытый о двух сторон корпус, внутри которого закреплен кавитатор - тело кавитации (в заявленном устройстве - конфузор). Данное известное устройство, имеющее тело кавитации из нескольких усеченных конусов, переусложнено и не обладает оптимальной геометрией корпуса и тела кавитации для получения максимальной мощности кавитационного процесса, что подтверждают результаты исследований, проведенных авторами настоящей заявки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является полезная модель «Устройство гидрокавитационного эрозионного разрушения наростов, отложений и горной породы в водной среде» (патент 55842 по МПК E21B 7/18 от 29.12.2005 г., бюл. 24 от 27.08.2006 г.), содержащее пустотелые открытые с двух сторон корпус, конфузор и диффузор, причем полость внутри корпуса имеет две ступени с разным сечением, при этом конфузор своим наконечником вставлен соосно в корпус через его входную первую ступень и зафиксирован в нем, а диффузор вставлен своей стороной с узким сечением соосно в корпус с его противоположной выходной стороны и зафиксирован в нем.

Недостатком известного устройства является его переусложнение конструкции, связанное с использованием волнообразной внешней поверхности конфузора, резьбового соединения диффузора с корпусом, а также - с креплением конфузора внутри корпуса с помощью спиц. Шестилетняя практическая работа авторов данной заявки со средствами гидрокавитации, главным образом, по удалению с их помощью наростов ракушечника с поверхности подводной части корпусов кораблей, показала неоправданное переусложнение устройства: мизерный выигрыш в мощности устройства за счет существенного усложнения его конструкции и, как следствие, - увеличения его стоимости. Кроме того резьбовое соединение диффузора с корпусом неоднократно приводило к его самоотвинчиванию и потере. Известное устройство не содержит на корпусе снаружи выемки для удобного захвата при сочленинии с руковом и при работе.

Техническим результатом и целью заявляемого устройства является упрощение его конструкции путем упразднения волнообразной поверхности конфузора, путем замены крепления конфузора внутри корпуса на спицах на обычное сочленение, а также путем замены резьбового соединения диффузора с корпусом на сварку и, как следствие, - снижение стоимости устройства при одновременных повышениях его технологичности и надежности.

Указанные технический результат и цель достигаются тем, что устройство, содержащее пустотелые открытые с двух сторон корпус, конфузор и диффузор, причем полость внутри корпуса имеет две ступени с разным сечением, при этом конфузор своим наконечником вставлен соосно в корпус через входную первую ступень и зафиксирован в нем, а диффузор вставлен соосно в корпус с противоположной выходной стороны и зафиксирован в нем, отношение наименьших площадей сечений диффузора и конфузора равно 2,0, а также тем, что конфузор запресовывают в корпус, а диффузор после сочленения с корпусом сваривают с ним снаружи.

На фиг.1 и 2 представлены эскизы заявляемого устройства, например, с цилиндрическим корпусом, с конусообразным конфузором и с конусообразным и шарообразным диффузорами соответственно.

Устройство содержит корпус 1 с первой ступенью 1.1, второй ступенью 1.2 и выемкой 1.3, конфузор 2 с хвостовииком 2.1, наконечником 2.2, и каналом 2.3, диффузор 3 с наименьшим диаметром 3.1, расширением 3.2 и местом 3.3 сварки.

Для пояснений показаны, не входящие в устройство, рукав 4 для подачи воды с запорным механизмом 4.1, направление 5 движения струи воды и оптимальное расстояние 6 до разрушаемой преграды 7. В устройстве может применяться регулировочная шайба 8.

Отношение наименьших диаметров диффузора 3 и конфузора 2 равно 2,0.

Используемый в устройстве материал относится к широко применяемой нержавеющей стали.

Устройство работает следующим образом.

Пусть диффузор 3 устройства направлен в воде на нарост 7 ракушечника на поверхности корпуса корабля и удерживается с помощью выемки 1.3 на корпусе 1 устройства на расстоянии 6 от этой преграды. Необходимо отметить, что экспериментально установлено, что наилучшие результаты устройство показывает при расстоянии до преграды от края диффузора 3 равном 20-1500 мм. После чего открывают запорный механизм 4.1 рукава 4 и направляют струю воды по направлению 5 через устройство. В силу изменяющейся площади сечения устройства (сужение в конфузоре 2, а затем расширение в диффузоре 3) водная струя испытывает вынужденные колебания за счет смешения прямого и отраженного потоков. Возникают микроударные волны (импульсы сжатия), вызывающие локальное нагревание среды и ионизацию, что приводит к разрушению находящихся в жидкости твердых тел (кавитационная эрозия), т.е. - нароста 7.

При использовании прямоугольных или других сечений корпуса 1, конфузора 2 и диффузора 3 устройство работает аналогично.

1. Гидрокавитационный генератор, содержащий пустотелые открытые с двух сторон корпус, конфузор и диффузор, причем полость внутри корпуса имеет две ступени с разным сечением, при этом конфузор своим наконечником вставлен соосно в корпус через входную первую ступень и зафиксирован в нем, а диффузор вставлен соосно в корпус с противоположной выходной стороны и зафиксирован в нем, отличающийся тем, что корпус снаружи имеет выемку, конфузор запрессован в корпус, а диффузор после сочленения с корпусом сваривают с ним снаружи, отношение наименьших площадей полостных сечений диффузора и конфузора равно 2,0.

2. Гидрокавитационный генератор по п.1, отличающийся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму, конфузор и диффузор имеют форму конуса.

3. Гидрокавитационный генератор по п.1, отличающийся тем, что выходная часть диффузора имеет форму шара.

4. Гидрокавитационный генератор по п.1, отличающийся тем, что полостные сечения корпуса, конфузора и диффузора имеют форму круга.

5. Гидрокавитационный генератор по п.1, отличающийся тем, что полостные сечения корпуса, конфузора и диффузора имеют форму прямоугольника.



 

Похожие патенты:

Установка для бурения наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных (на нефть) и газовых скважин относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение, в частности, для гидроструйного воздействия кислотным составом на стенки скважины.

Изобретение относится к нефтегазовой и горной промышленности, преимущественно к устройствам для обуривания напорных труб, пакеров и прихваченного подземного оборудования в обсаженных и необсаженных колоннами скважинах и может быть использовано для колонкового бурения с отбором керна

Изобретение относится к области строительства, в частности к особым способам или устройствам для горизонтально-направленного бурения с помощью струи жидкости или газа, применяемым при бестраншейном сооружении трубопроводов в грунте

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту Известно буровое долото, А.с
Наверх