ВИХРЕВОЙ ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДИОД
VORTEX HYDROPNEUMATIC DIODE

Изобретение относится к резисторным струйным диодам и может найти применение в струйной гидравлической и пневматической технике.
Известен вихревой струйный диод, содержащий цилиндрическую камеру, тангенциальное сопло, выходное сопло, лопатки и пластины, установленные у выходного сопла и вдоль боковой стенки цилиндрической камеры с образованием щелей (см. SU 1647163 A1, 07.05.1991, F15C 1/16).
Известен так же вихревой диод, содержащий цилиндрическую камеру с полостью, расположенной между верхней и нижней цилиндрическими крышками, и с тангенциальным каналом подвода рабочей среды и каналом отвода этой среды в виде трубки, причем эта трубка имеет входной и выходной концы, и входной конец закреплен в центре нижней крышки (Лебедев И.В. Элементы струйной автоматики: научное издание / И.В. Лебедев, С.Л. Трескунов, В.С. Яковенко. - Москва : Машиностроение, 1973. - С. 252-253, рис. 114, б.).
К недостатку известных конструкций можно отнести их низкую диодность (отношение сопротивлений диода потока в обратном и прямом направлениях), что является одним из основных параметров при использовании гидропневматических диодов в различных системах.
Задачей изобретения является повышение диодности вихревого диода, путем увеличения пути закрученного потока в цилиндрической камере при движении рабочей среды в обратном направлении.
Указанный технический результат достигается тем, что в вихревом диоде, содержащем цилиндрическую камеру постоянной высоты с тангенциальным соплом и трубкой в центре камеры, согласно изобретению, входной конец трубки размещен внутри полости цилиндрической камеры и снабжен фланцем, выполненным в виде половины тора, свободный конец которого обращен в сторону выступающего в полость цилиндрической камеры входного конца трубки, а верхняя крышка снабжена втулкой в виде усеченного конуса с основанием, закрепленным на крышке и вершиной, находящейся на одном уровне со свободным концом половины тора.
Сущность изобретения поясняется на примере конструктивного варианта вихревого диода.
На фиг. 1 изображено сечение гидропневматического диода.
На фиг. 2 вид сверху со снятой крышкой.
Вихревой гидропневматический диод (фиг. 1, 2) содержит цилиндрическую камеру 1 с полостью 2, расположенной между верхней 3 и нижней 4 цилиндрическими крышками, с тангенциальным каналом 5 подвода рабочей среды в виде трубки 6, и каналом 7 отвода этой среды в виде трубки 8. Трубка 8 имеет входной 9 и выходной 10 концы, и входной конец 9 жестко закреплен в центре нижней крышки. Входной конец 9 трубки 8 размещен на расстоянии от цилиндрической крышке 3, так чтобы площадь кольца S, образованного между ближайшими точками фланца 11 и крышкой 3, была равна площади сечения S тангенциального канала 5, канала 7 и кольца, образованного между свободным концом тора 12 и вершиной 15 втулки 13. Входной конец 9 трубки 8 размещен внутри полости 2 цилиндрической камеры 1 и снабжен фланцем 11, выполненным в виде половины тора, свободный конец 12 которого обращен в сторону выступающего в полость цилиндрической камеры 1 входного конца 9 трубки 8, а верхняя крышка 4 снабжена втулкой 13 в виде усеченного конуса с основанием 14, жестко закрепленным на крышке 3 и вершиной 15, находящейся на одном уровне со свободным концом 12 половины тора.
Работа вихревого гидропневматического диода осуществляется следующим образом.
При прохождении прямого потока жидкости или газа, направление потока меняется незначительно, не встречая особого сопротивления и практически не теряя кинетической энергии, заполняя объем цилиндрической камеры 1, стремиться покинуть диод из тангенциального канала 5. Таким образом, рабочая среда практически беспрепятственно и без потери энергии проходит через вихревой диод в данном направлении.
При прохождении обратного потока жидкости или газа, поток, закручиваясь в цилиндрической камере 1 испытывает дополнительное сопротивление в виде наиболее резкого сужения, образованного свободным концом 12 фланца 11 и вершиной 15 втулки 13. Таким образом, возникает дополнительное сопротивление, увеличивающее путь закрученного потока рабочей среды внутри центробежной камеры, что увеличивает диодность данной конструкции.
Предложенный конструктивный вариант вихревого гидропневматического диода позволяет увеличить путь закрученного потока рабочей среды в цилиндрической камере при движении жидкости или газа в обратном направлении, и, как следствие, обладает существенно более высокой диодностью по сравнению с известными конструкциями вихревых диодов, а также простотой конструктивного исполнения.
Данное техническое решение создано в рамках выполнения научно-исследовательских работ по гранту СП-812.2019.1.