Спосіб збільшення об’ємної витрати рідини

1. Спосіб збільшення об'ємної витрати рідини, що включає створення напору й подачу рідини по трубопроводу, який відрізняється тим, що напірний потік рідини, створений гідростатичним або гідродинамічним тиском, закручують уздовж осі його переміщення, а засіб для закручування потоку рідини розташовують біля виходу трубопроводу. 3 ально гальмується для нагрівання води за рахунок гідродинамічних і кавитационных ефектів, що виникають при цьому. Відомий «Пульсационный охолоджувач газу» [Патент РФ №2052179, МПК-6 F25В9/00, бюл. №1, 1996р.], у якому випускні канали виконані у вигляді криволінійних дифузорів, а камери низького тиску виконані у вигляді улиточного дифузора, при цьому уведення газу в пристрій виконаний тангенціальним. У відомому пристрої також немає збільшення об'ємної витрати газу, тому що закручений потік газу гальмується на золотниках, у зв'язку із чим відбувається перетворення кінетичної енергії газу в потенційну енергію тиску зі зниженням температури газу. Відомий «Парогенеруючій пристрій» [Авт.св. СРСР №411269, МПК-2 F22В29/08, бюл. №2, 1974p.], що містить циліндричний копрус із тангенціально встановленими що підводять і відводять патрубками для робочої рідини й центральною трубою для виводу пару, причому усередині корпуса встановлена поперечна перегородка із центральним отвором, діаметр якого більше діаметра початкової ділянки труби для виводу пару, а патрубок, що підводить, має прямокутний перетин з більшою стороною, розташованої паралельно осі корпуса. У відомому пристрої збільшення об'ємної витрати рідини немає, тому що потік підігрітої рідини спеціально закручується для місцевого збільшення швидкості руху рідини й місцевого зменшення тиску в рідині, за рахунок чого підігріта рідина закипає при температурі, що нижче температури кипіння цієї рідини при нормальному (атмосферному) тиску. Всі відомі вищеописані пристрої реалізують різні технологічні способи подачі рідини під напором - гідростатичним (за рахунок перепаду висот рівня зливаємої жидкости у порівнянні з рівнем рідини в наповнюваній ємності) або гідродинамічним (за рахунок створення тиску в рідині за допомогою насосів) - однак вони не призначені для збільшення об'ємної витрати рідини в трубопроводі при заданому напорі. Найбільш близьким по технічній сутності й технічному результаті, який досягається, і обраним як прототип є спосіб спорожнювання посудини з рідиною [Елементарний підручник фізики. М., АТЗТ «Шрайк», т.1, с.248-249, рис.308 і 309], що включає створення напору й подачу рідини по трубопроводу, причому в цьому випадку напір створюється за допомогою гідростатичного тиску стовпа рідини, що знаходить у сосуде, який спорожняється. Недоліком прототипу є неможливість підвищення об'ємної витрати рідини в перетині трубопроводу при заданому тиску рідини. Задачею корисної моделі є розробка нового способу перекачування рідини по трубопроводу з досягненням технічного результату - збільшення об'ємної витрати рідини в трубі при заданому тиску рідини. Поставлена задача виконується тим, що в «Способі збільшення об'ємної витрати рідини», що 33028 4 включає створення напору й подачу рідини по трубопроводу, напірний потік рідини, створений гідростатичним або гідродинамічним тиском, закручують уздовж осі його переміщення, а засіб для закручування потоку рідини розташовують біля виходу трубопроводу, причому закручування потоку рідини здійснюють за рахунок тангенціального уведення її в трубопровід або закручування потоку рідини здійснюють шляхом установки усередині трубопроводу попасти, виконаної, наприклад, у вигляді половини витка гвинта Архімеда. Суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, співпадаючими із прототипом, є: - створення напору рідини; - подача рідини по трубопроводу. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: - напірний потік рідини створюють за допомогою гідростатичного або гідродинамічного тиску; - напірний потік рідини закручують уздовж осі його переміщення по трубопроводу; - засіб для закручування потоку рідини розташовують біля виходу трубопроводу. Приватними відмітними від прототипу суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: - закручування потоку рідини здійснюють за рахунок тангенціального уведення її в трубопровід, при цьому засіб для закручування потоку рідини виконують у вигляді тангенціальне розташованого патрубка уведення в трубопровід; - закручування потоку рідини здійснюють шляхом зміни напряму руху рідини за допомогою засобу для закручування потоку рідини, що являє собою встановлену усередині трубопроводу лопасть, виконану, наприклад, у вигляді половини витка гвинта Архімеда. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, закручування напірного потоку рідини уздовж осі переміщення цього потоку по трубопроводу дозволяє збільшити об'ємну витрату рідини, що проходить через перетин трубопроводу в одиницю часу за рахунок того, що швидкість напірного потоку рідини по всьому перетині практично дорівнює максимальної при заданій величині напору рідини. Тому ефективний перетин труби стає практично рівним її фізичному перетину, що й приводить до збільшення об'ємної витрати рідини при заданому напорі. Якщо рідина тече по гладких трубах довільно (ламинарно), без якої-небудь організації потоку, і на виході із труби на неї діє тільки сила гравітації, спрямована вертикально вниз, і напір, обумовлений гідростатичним або гідродинамічним тиском, то це й визначає швидкість її витікання із труби. У технічному рішенні, що заявляється, пропонується недалеко від виходу із труби тангенціально закрутити потік, додавши йому додатково й обертовий рух. Таким чином, об'ємний потік рідини буде рухатися по спіралі й на виході із труби на кожну крапкову одиниці об'єму рідини буде діяти сила гравітації, відцентрова сила й сила інерції 5 руху (по спіралі), що, розкладена на складові, підсумується із гравітаційною й відцентровою силами. Їхня результуюча сила буде спрямована в просторі по умовній поверхні конуса, що розширюється, і рідина буде минати в цьому напрямку, створюючи усередині цього обсягу розрядження повітря. Цей ефект приведе до додаткового припливу рідини в зону зниженого тиску, що й збільшить її витрату й скоротить час розвантаження або завантаження ємності. Приватні відмітні ознаки дозволяють реалізувати конкретний варіант способу, що заявляється, за допомогою зазначених технічних засобів. Проведений заявником аналіз рівня техніки, що включає пошук по патентних і науковотехнічних джерелах інформації, з виявленням джерел, що містять інформацію про аналоги технічного рішення, що заявляється, дозволяє установити, що заявником не виявлені аналоги, що характеризуються всією сукупністю ознак, ідентичної всім суттєвим ознакам способу, зазначеним у формулі корисної моделі, що заявляється. Тому можна затверджувати, що корисна модель відповідає умові охораноздатності за критерієм «новизна». Крім того, корисна модель промислово застосовна, тому що технічне рішення, що заявляється, дозволяє використовувати його при заповненні й зливі рідин з різних ємностей, в кінцевих пристроях подачі рідини - брандспойтах, випускних пристроях і т.п. Можливість здійснення корисної моделі, що заявляється, підтверджується описом, що нижче приводитися, її практичної реалізації й ілюструється кресленнями. На Фіг.1 показаний зріз труби з розкладанням векторів швидкості рідини; на Фіг.2 показана система зливу рідини із закручуємо потоку рідини; на Фіг.3 показане врізка тангенціального патрубка в трубопровід; на Фіг.4 показана вставка в трубопровід, виконана у вигляді половини витка гвинта Архімеда. Заявляємий спосіб збільшення об'ємної витрати рідини включає створення напору й подачу по трубопроводу 1 рідини 2, при цьому напірний потік рідини 2, створений гідростатичним або гідродинамічним тиском, закручують уздовж осі його 33028 6 переміщення, а засіб 3 для закручування потоку рідини 2 розташовують біля виходу 4 трубопроводи 1. Закручування потоку рідини 2 здійснюють за рахунок тангенціального уведення її в трубопровід 1, при цьому засіб 3 для закручування потоку рідини 2 виконують у вигляді тангенціальне розташованого патрубка 5 уведення в трубопровід 1. Крім того, закручування потоку рідини 2 здійснюють шляхом зміни напряму руху рідини 2 за допомогою засобу 3 для закручування потоку рідини 2, що являє собою встановлену усередині трубопроводу лопасть 6, виконану, наприклад, у вигляді половини витка гвинта Архімеда. Створюючи недалеко від виходу 4 із труби 1 тангенціально закручений потік рідини 2, надають йому додатково до поступального й обертовий рух. Таким чином, об'ємний потік рідини 2 буде рухатися по спіралі й на виході 4 із труби 1 на кожну крапкову одиниці об'єму рідини 2 буде діяти сила гравітації Fгp, відцентрова сила Fцб і сила інерції руху (по спіралі) Fи, що, розкладена на складові, підсумується з Fгp і Fцб (див. Фіг.1). Їхня складова Fк (Фіг.1) буде спрямована в просторі по умовній поверхні конуса 7, що розширюється, і рідина 2 буде минати в цьому напрямку, створюючи усередині конусоподібного обсягу 8 рідини 2 розрядження повітря. Цей ефект приведе до додаткового припливу рідини 2 у зону зниженого тиску 9, що й збільшить витрату стікаючої рідини 2 і скоротить час завантаження. Заявляємий спосіб підвищення об'ємної витрати рідини при її переливанні ефективний як при зливі рідини самопливом, так і при зливі рідини з використанням відцентрових насосів. В останньому випадку зменшується споживання електроенергії електроприводом насоса, тому що навантаження на насос знижуються за рахунок зниження тиску на виході рідини із труби й одержання «підсмоктувального» ефекту. На підставі всього вищевикладеного можна зробити вивід, що задача, поставлена в дійсній корисній моделі - розробка нового способу перекачування рідини по трубопроводу - виконані з досягненням технічного результату - збільшення об'ємної витрати рідини в трубі при заданому тиску рідини. 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 33028 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601