УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СТРУИ

Полезная модель относится к гидравлическим аппаратам для создания свободных незатопленных вращающихся гидравлических струй, с помощью которых производят очистку техники от загрязнений, в частности, сельскохозяйственной техники.
Из уровня техники известно устройство для создания вращающейся напорной струи воды (Авторское свидетельство №604684, опубликовано: 30.04.1978 г., МПК: B27L 1/00). Устройство содержит корпус, трубопровод для соединения с источником воды, уплотнения и установленное внутри корпуса рабочее колесо. При этом корпус устройства выполнен составным из двух сферических частей, а рабочее колесо - в виде диска с лопатками, который имеет в верхней части полый вал, а в нижней - диафрагму с соплом по оси вращения диска. Причем на верхней сферической части корпуса установлена поворотная опора, через которую пропущен полый вал рабочего колеса, а в нижней сферической части корпуса смонтирован параболический элемент для вращения жидкости, который установлен с зазором относительно диафрагмы, имеет в нижней части сопло и снабжен приводом в виде турбины.
К недостаткам данного устройства можно отнести сложность конструкции
Известно устройство для создания вращающейся вокруг своей оси гидравлической струи (Патент на изобретение RU №2176185, опубликовано: 27.11.2001 г., МПК: B27L 1/00, B27L 1/14,), содержащее прямоточную неподвижную трубу для соединения с источником подачи воды под давлением и корпус. При этом корпус выполнен приводным, со шкивом ременной передачи, и имеет присоединенный к нему цилиндрический патрубок, оканчивающийся коническим сходящимся струеобразующим насадком. Причем корпус, патрубок и струеобразующий насадок установлены соосно друг другу с возможностью вращения вокруг общей продольной оси. Корпус установлен на трубе посредством поворотной опоры, а патрубок - посредством манжетного уплотнения. При этом внутренние части патрубка и насадка имеют на всей своей длине продольные лопатки для сообщения потоку жидкости вращения и формирования на выходе из насадка вращающейся вокруг своей оси гидравлической струи.
К недостаткам данного устройства можно отнести недостаточную эффективность работы устройства.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для создания вращающейся гидравлической струи (Патент на полезную модель RU №72901, опубликовано: 10.05.2008 г., МПК: B27L 1/00), которое выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит прямоточную неподвижную трубу для соединения с источником подачи воды под давлением и одетую через консольное соединение вращающуюся трубу, с присоединенным цилиндрическим патрубком и коническим сходящимся струеобразующим насадком. При этом вращающаяся труба выполнена цилиндрической формы из латуни, начальный внутренний диаметр которой равен внешнему диаметру неподвижной трубы по всей длине их соприкосновения и с продольными лопатками, смещенными внутрь патрубка, к которому резьбовым соединением прикреплен насадок, выполненный с конусностью 12°.
К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность обеспечения заданного напора струи воды, а также наличие электродвигателя и ременной передачи небезопасно при использовании в гидравлических устройствах.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в сложности очистки сельскохозяйственной техники от загрязнения при помощи гидравлических устройств, так как требуется получение вращающейся струи воды определенного напора и степени закрутки.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности формирования вращающейся гидравлической струи воды заданного напора и степени закрутки устройством для создания вращающейся гидравлической струи, используемой при очистке сельскохозяйственной техники от загрязнений.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для создания вращающейся гидравлической струи содержит прямоточную неподвижную трубу, на которой посредством поворотной опоры установлен корпус, соединенный через манжетное уплотнение с цилиндрическим патрубком, заканчивающимся струеобразующим веерным насадком, причем корпус, цилиндрический патрубок и струеобразующий веерный насадок установлены соосно и имеют возможность вращения относительно общей продольной оси. Устройство для создания вращающейся гидравлической струи отличается от прототипа тем, что содержит ведомое колесо с крыльчаткой, установленные в корпусе воздушной камеры, а также канал для подачи воздуха. При этом струеобразующий веерный насадок выполнен с тремя сквозными отверстиями, расположенными под углом 120° друг к другу, причем каждое отверстие имеет конусообразную форму с конусностью 18°, ограниченную двумя плоскими параллельными продольными поверхностями.
Устройство полезной модели поясняется рисунками Фиг. 1 - Фиг. 6, на которых изображены:
Фиг. 1 - общий вид устройства для создания вращающейся гидравлической струи в разрезе;
Фиг. 2 - струеобразующий веерный насадок (вид с торца);
Фиг. 3 - струеобразующий веерный насадок (продольное сечение);
Фиг.4 - устройство для создания вращающейся гидравлической струи в разобранном виде;
Фиг. 5 - схема подачи и выхода воздуха;
Фиг. 6 - схема подачи и выхода воды.
Устройство для создания вращающейся гидравлической струи состоит из прямоточной неподвижной трубы 1 для соединения с источником подачи воды под давлением, на которую посредством поворотной опоры 2 устанавливают ведомое колесо с крыльчаткой 3. Ведомое колесо с крыльчаткой 3 соединено с корпусом цилиндрического патрубка 4, соединенного с неподвижной трубой 1 через манжетное уплотнение 5 и оканчивающегося цилиндрическим стуеобразующим веерным насадком 6. В стуеобразующим веерным насадке 6 выполнены сквозные отверстия 7, расположенные под углом 120° друг к другу. При этом каждое отверстие имеет конусообразную форму с конусностью 18°, ограниченную двумя плоскими параллельными продольными поверхностями (Фиг. 2, 3).
Корпус воздушной камеры 10, цилиндрический патрубок 4 и струеобразующий веерный насадок 6 установлены соосно с возможностью вращения относительно общей продольной оси.
Корпус 10 образует воздушную камеру 8 с каналом для подачи воздуха 9, внутри которой установлено ведомое колесо с крыльчаткой 3.
Устройство для создания вращающейся гидравлической струи работает следующим образом. Неподвижная труба 1, соединенная с источником воды, подает воду под давлением через манжетное уплотнение 5 в цилиндрический патрубок 4. Схема подачи и выхода воды представлена на фиг.6.
Поток воздуха, подаваемого через канал подачи воздуха 9, поступает в корпус воздушной камеры 10 и приводит во вращение крыльчатку ведомого колеса 3, установленную внутри воздушной камеры 8. Схема подачи и выхода воздуха представлена на фиг.5. Вращение крыльчатки ведомого колеса 3 передается на соосно присоединенный к нему патрубок 4, оканчивающийся соосно присоединенным струеобразующим веерным насадком 6.
При вращении корпуса 3, патрубка 4 и струеобразующего веерного насадка 6 относительно общей продольной оси вращение передается потоку жидкости, а на выходе из насадка 6 формируется вращающаяся вокруг своей оси веерные гидравлические струи, подаваемая на очищаемую поверхность сельскохозяйственных машин.
При этом струеобразующий веерный насадок работает следующим образом. Вода под давлением попадает в сквозные отверстия 7 струеобразующего веерного насадка 6, где между плоскими параллельными поверхностями формируется плоская струя на участке Z (Фиг. 3). В канале сквозного отверстия 7 происходит формирование веерообразной плоской струи. Плоская струя формируется на всем участке отверстия 7. При придании вращения веерообразующему насадку 6 в сквозном отверстии 7 на выходе из струеобразующего веерного насадка 6 формируется вращающаяся вокруг своей оси гидравлическая струя. Угол β распыления составляет 18°. Три сквозных отверстия 7 расположены под углом ϕ 120° друг к другу.
Установлено, что оптимальный угол для распыления воды составляет 18 градусов. Конструкция струеобразующего веерного насадка 6 с углом 18 градусов позволяет получить оптимальную плотность водной струи, оптимальную площадь очищаемой поверхности и оптимальный ударный импульс.
При увеличении угла распыления воды снижается ударный импульс.
При уменьшении угла распыления ударный импульс увеличивается, но уменьшается площадь очищаемой поверхности.
При использовании вращающейся веерной струи изменяется структура жидкости, поступающей на очищаемую поверхность. Вращающаяся капля воды крупнее и весит больше, чем капли без использования вращения. Мелкие капли жидкости теряют свою силу, воздействуют с ослабевающим эффектом из-за сопротивления воздуха, а крупные ударяют по очищаемой поверхности с большой скоростью, что приводит к возникновению мощного ударного импульса. Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для создания вращающейся гидравлической струи может успешно использоваться для очистки от загрязнений различных устройств, в частности, сельскохозяйственной техники, так как позволяет формировать вращающиеся струи воды с заданным напором и степенью закрутки, чтобы обеспечить возможность очистки в труднодоступных местах.