Источник когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов

Заявляемая полезная модель относится к устройствам, создающим когерентные бегущие волны давления в жидкой или газообразной среде.
Когерентность волн давления, характеризующихся одинаковой частотой и постоянством разности фаз, является необходимым условием получения устойчивой интерференционной картины, частным случаем которой является «стоячая волна», генерируемая вторичными источниками колебаний, в частности, в работе устройства для очистки жидкости или газа от примесей (RU 86585 U1, C02F 1/34, 10.09.2009). При этом управлять процессом очистки возможно за счет изменения параметров когерентных бегущих волн давления, формируемых в управляемых источниках когерентных волн.
Известно создание когерентного потока при использовании усовершенствованного сопла для инструмента для коксоудаления при помощи струи жидкости (RU 2531395 С2, С10В 33/00, В05В 1/16, В05В 1/02, 20.10.2014), которое достигается за счет уменьшения или исключения областей застоя и больших вихревых потоков, поскольку, как указано в описании изобретения. «проток имеет коническую форму, так что когда флюид для коксоудаления проходит через сопло, на выходе создается преимущественно когерентный режим течения флюида.
Известное устройство обеспечивает когерентный режим течения в одном потоке, при этом создаваемый в известном устройстве когерентный поток - это поток равномерного течения флюида. Данное устройство не позволяет сформировать когерентные волны давления, характеризующиеся одинаковой частотой и постоянством разности фаз в двух и более потоках.
Известен гидродинамический генератор колебаний давления в потоке жидкости (RU 2464456 С2 F15B 21/12, F15D 1/02, F15C 3/16, 20.10.2012), состоящий из щелевого сопла; острого клина; двух плоских расходящихся каналов, выходящих в общий перфорированный выходной коллектор, и двух камер-резонаторов с острой выходной кромкой, расположенных с двух сторон между соплом и расходящимися каналами, при этом перед выходным коллектором установлен гидроцилиндр с днищем и двумя поршнями, соединенными штангой, проходящей через днище гидроцилиндра, причем в гидроцилиндре выполнены два разнесенных окна, соединенных каждый со своим расходящимся каналом, а поршни установлены так: один - в гидроцилиндре между окнами, а второй - в выходном коллекторе. Данное устройство принято за ближайший аналог.
Известный гидродинамический генератор позволяет более полно преобразовывать перепад давлений в рабочих каналах в колебание давлений в выходном коллекторе, но не позволяет создавать когерентные бегущие волны давления на выходе из каналов.
Задачей настоящей полезной модели является формирование управляемых когерентных бегущих волн давления с возможностью их передачи на вторичные источники колебаний, которые генерируют стоячую волну.
Технический результат выражается в получении необходимого количества управляемых когерентных бегущих воли давления.
Поставленная задача решается тем, что в источнике когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов, включающем генератор колебаний, обтекатель-разделитель, рабочие каналы, согласно заявляемой полезной модели генератор колебаний закреплен к волноводу, заполненному рабочей средой в виде жидкости или газа, обтекатель-разделитель выполнен в виде радиально расположенных перегородок, каждая из которых присоединена одним ребром к внутренней поверхности корпуса волновода, а противоположные ребра перегородок соединены по центральной оси волновода, и делят волновод на рабочие каналы, равные по форме и размерам, при этом части рабочих каналов на выходе из источника когерентных бегущих волн давления выполнены цилиндрической формы с возможностью подсоединения их к вторичным источникам колебаний, генерирующим стоячую волну.
Волновод может быть выполнен цилиндрической формы.
Генератор колебаний может быть закреплен к волноводу с возможностью регулировки корпуса генератора колебаний относительно корпуса волновода.
Волновод может быть выполнен из двух герметично соединенных волноводов - волновода генератора колебаний и волновода обтекателя.
Генератор колебаний может быть закреплен к волноводу генератора колебаний.
Генератор колебаний может быть закреплен к волноводу обтекателя непосредственно.
Обтекатель-разделитель может быть выполнен с возможностью деления волновода, по меньшей мере, на два рабочих канала.
Перегородки обтекателя-разделителя могут быть присоединены к внутренней поверхности корпуса волновода неразъемным соединением.
Перегородки обтекателя-разделителя могут быть присоединены к внутренней поверхности корпуса волновода разъемным соединением.
Перегородки обтекателя-разделителя могут быть выполнены в поперечном сечении клинообразной формы с присоединением к стенке волновода утолщенной частью.
Цилиндрические части рабочих каналов могут быть выполнены с возможностью подсоединения их к вторичным источникам колебаний при помощи штуцеров.
Выходы рабочих каналов могут быть выполнены открытыми.
Выходы рабочих каналов могут быть выполнены герметично закрытыми.
Заявляемый источник когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов поясняется чертежами. На фиг. 1 схематически показан продольный разрез источника когерентных бегущих волн давления; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Источник когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов включает в себя генератор колебаний 1, волновод, который может быть выполнен как цельным, так и состоящим из герметично соединенных волновода генератора 2 и волновода обтекателя-разделителя 3, соединенных по стыку 4, перегородки обтекателя-разделителя 5, рабочие каналы 6 с цилиндрической частью 7.
Источник когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов работает следующим образом. Генератор колебаний 1, в качестве которого может быть использован, например, пьезоэлектрический преобразователь или другие устройства исходя из конкретных требований по мощности и(или) по частоте бегущих волн давления, создает в волноводе бегущую волну давления, которая в случае выполнения волновода состоящим из двух герметично соединенных волноводов, по волноводу генератора 2 и последовательно по волноводу обтекателя-разделителя 3 достигает обтекателя-разделителя, встроенного в волновод, и попадает в рабочие каналы 6, через их одинаковые секторальные части на входе и далее в цилиндрические части 7 на выходе, с возможностью дальнейшей передачи колебаний бегущей когерентной волны давления во вторичные источники колебаний для генерации стоячих волн. Поскольку рабочие каналы 6 обтекателя-разделителя выполнены одинаковыми по размерам, форме (по всем поперечным сечениям от входа до выхода) и материалу, то бегущие волны давления на выходах будут одинаковы по всем параметрам, т.е. когерентны, то есть будет создано основное условие для генерации стоячей волны.
Выходы рабочих каналов источника когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов выполняют открытыми с созданием общей рабочей среды в заявляемом источнике когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов и присоединяемым к нему вторичным источникам колебаний для формирования стоячей волны в технологическом волноводе.
Выходы рабочих каналов заявляемого источника когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов выполняют герметически закрытыми, например, эластичными разделяющими материалами и/или мембранами, не препятствующими передаче энергии колебаний от источника формирования когерентных волн к вторичным источникам колебаний для формирования стоячей волны в технологическом волноводе. При этом, эластичная мембрана может быть не обязательно выполнена в комплекте заявляемого устройства, но и входить в комплект устройства источников вторичных колебаний технологических волноводов.
Соединение перегородок обтекателя-разделителя с внутренней поверхностью корпуса волновода разъемным соединением позволяет при необходимости осуществлять замену обтекатель-разделителя на аналогичный, или обтекатель-разделитель, оснащенный другим количеством перегородок и соответственно рабочих каналов, для возможности присоединения заявляемого устройства к разным вариантам исполнения вторичных источников колебаний.
Генератор колебаний закрепляют к волноводу с возможностью регулировки корпуса генератора колебаний относительно корпуса волновода для достижения идентичности выходных волн давления, в том числе и по амплитуде.
Регулирование параметров колебаний может осуществляться системой управления путем изменения управляющих воздействий на генератор колебаний.
Заявляемый источник когерентных бегущих волн давления для жидкостей или газов позволяет формировать управляемые когерентные бегущие волны давления с возможностью передачи их энергии на вторичные источники колебаний для генерации стоячей волны в технологическом волноводе.