Волнопродуктор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>966519.(6!) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 280481 (21) 3284272/27-11 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет(511М. Кл.э

G 01 М .10/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий вззт Ув Ж 532. 59 (088.. 8) Опубликовано 1510,82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 1 1082

В.В.Бурячок, Л.Я.Демиденко, В.И.Ковера и A.Ã.Ìèëîâ

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

t (54 1 ВОЛНОПРОДУКТОР

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике при модельных исследованиях волновых движений жидкости в частности к волнопродукторам.

Известен волнопродуктор, содержащий волнообразующий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный параллелепипед, нижние кромки которого расположены ниже уровня воды, всасывающую пневматическую магистраль, связанную через запорный орган с полостью волнообразующего колокоЛа, а также связывающее последнюю с атмосферой устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола (1 1.

Недостаток известного;волнопродуктора — низкие эксплуатационные качества вследствие малой стабилизации генерирования крутых волн и низкого коэффициента полезного действия.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных качеств волнопродуктора путем повышения стабилизации генерирования крутых волн и повышения

КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола содержит пневмоцилиндр со штоком и поршнем, а также источник сжатого воздуха, при этом пневмоци-, линдр смонтирован в верхней части колокола и снабжен закрепленной на конце штока крышкой, а верхняя часть волнообразующего колокола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаеьыми с упомянутой крышкой, причем штоковая полость пневмоцилиндра связана пневматическими магистралями через дополнительные эапорные органы с атмосферой и с источником . сжатого воздуха, а нижняя часть волнообразующего колокола выполнена с изогнутым на 90 коленом, имекхдим цилиндрические поверхности торцовых стенок, сопряженных с упомянутыми плоскими стенками волнообразукщего колокола. кроме того, направляющая цилиндрической поверхности одной торцовой стенки колена образована дугой дли-

25 ной 90о, а направляющая цилиндричес- . кой поверхности другой торцовой стенки колена образована дугой длиной

180 .

Пневмоцилиндр снабжен установлен-

3О ной внутри него в нижней части пру3

966519

35 жиной, сопрягаемой с поршнем, длина которой составляет 1/10 от длины пневмоцилиндра, а отверстие в последнем, связывающее штоковую полость пневмоцилиндра через пневматическую магистраль с атмосферой, расположе- 5 но от нижнего днища пневмоцилиндра на расстоянии, равном 1/3 от длины пневмоцилиндра.

На фиг.1 показан схематический разрез волнопродуктора вертикальной 10 плоскостью, параллельной лучу.возбуждаемых волн (стрелкой показано направление распространения волн) на фиг.2 — узел 1 на фиг.1.

Волнообразующий колокол выше уровня воды имеет форму прямоугольного параллелепипеда, стенки 1 которого, параллельные фронту возбуждаемых волн, ниже уровня воды, сопряжены соответственно с торцовыми

20 стенками изогнутого на 90о колена

2, образованными цилиндрической поверхностью а радиуса Й и цилиндрической поверхностью S радиуса. так, что выход иэ колокола имеет форму сопла 3. Цилиндрическая поверхность а радиусом R имеет направляющую, об- разованную дугой длиной 90О, а цилиндрическая поверхность 5 радиусом г имеет образующую, образованную дугой длиной 180 . При этом размеры колокола составляют:

Ь =(1-1,5)Н;

Н„=(3-4)Н; г =(0,2-0,3)н;

R =Н, где  — ширина колокола; Н вЂ” глубина воды в бассейне.

В верхней части колокола устроен люк 4, сообщающий его полость 5 с .атмосферой. Кромки люка 4 выполне- 40 .ны сопрягаеьыми с крышкой 6, устройство для создания пульсации даа.-, ения в полости колокола содержит пневмоцилиндр 7, к штоку 8 которого прикреплена крышка б. Подъем и опуска- 45 ние крышки б осуществляется соответственно соединением штоковой полости В цилиндра пбд поршнем 9 через запорные органы задвижек 10 и 11 с нагнетающей магистралью 12, связанной с источником давления и соответственно с магистралью 13, связанной с атмосферой (не показан).

Полость волнообраэующего колокола через запорный орган — задвижку

14 подсоединена к всасывающей магистрали 15 воэдухопровода. Пневмоцилиндр 7 в верхней части снабжен уплотняющей прокладкой 16, которая обжимается поршнем 9 в верхнем положении и прекращает сообщение верхней 60 части цилиндра с атмосферой. С целью смягчения удара поршня 9 о днище 17 пневмоцилиндра отверстие Х в стенке цилиндра, сообщающее штоковую полость

B пненмоцилиндра через магистраль 13, 65 с атмосферой, расположено на 1/3 длины цилиндра от его дна, а 1/10 часть длины пневмоцилиндра занята амортизирующей пружиной 18, сопрягаемой с поршнем 9.

Одиночные волны воспроизводятся следукщи:1 образом.

При включении пневмоцилиндра 7 . его поршень 9 поднимается вверх и с помощью крышки б, прикрепленной к штоку 8, герметично закрывает люк 4.

После этого открывается задвижка

14, а полость 5 волнообразующего колокола сообщается с всасывающей магистралью 15 воздухопровода, что приводит к снижению давления в полости 5 колокола и подъему воды в ней. После достижения водой заданного уровня задвижка 14 перекрывается и с помощью пневмоцилиндра 7 опускается крышка б. Вода, выходя из сопла

3, возбуждает одиночную волну.

Пневмоцилиндр 7 работает при этом следующим образом..

В начальном положении до работы волнопродуктора поршень 9 находится в нижнем положении, задви>кки 10 и 11 закрыты, полость 5 волнообраэующего колокола сообщается с атмосферой через люк 4. Для включения пневмоцилиндра 7 открывается задвижка 10, и под действием воздуха от нагнетающей магистрали 12 поршень 9 поднимается в верхнее положение, герметиэируя полость 5 колокола и обжимая эластичную прокладку 16. В этом положении поршень 9 остается до тех пор, пока из полости 5 колокола не откачан воздух. и вода в немне поднимаетсядо заданной отметки, после чего э адвижк а . 14 э акрывается. Для воспроизведения одиночной волны одновременно открывается задвижка 11 (они могут быть сблокированы в одном трехпозиционном пробковом кране) и поршень 9 вместе с крышкой б, находящейся под действием атмосферного давления, падают вниз. На заключительном участке ITóти длиной 8/э поршень 9 прерывает сообщение штоковой полости В цилиндра с атмосферой,,что ведет к смягчению удара поршня 9 о днище 17 цилиндра. Дополнительная амортизация достигается пружиной 18.

Через 1-2 с после срабатывания волнопродуктора задвижка 11 закрывается, а 10 открывается с тем, чтобы вновь загерметизировать полость 5 волнообразующего колокола до возвращения отраженной от модели волны. Подходя, эта волна через реле (не показано) осуществляет сообщение колокола с всасывающей магистралью задвижкой 14 и гасится в колоколе вследствие начавшегося в нем подъема воды. После этого уровень воды в колоколе вновь дово.9665i9 дится до расчетной отметки и процесс повторяется.

Пневмоцилиндр 9 обладает достаточным быстродействием, полное сообщение полости 5 волнообразующего .колокола с атмосферой осуществляется за несколько сотых долей секунды, физической причиной этого является адиабатное (без теплообмена с окружающей средой) истечение воздуха из штоковой полости пневмоцилиндра в атмосферу. Давление здесь падает не только за счеТ выхода воздуха в атмосферу, но и за счет его охлаждения при расширении.

Предлагаемый волнопродуктор обладает улучшенными эксплуатационными качествами вследствие повышенной стабилизации генерирования крутых волн и повышенного КПД за счет снижения в нем гидравлических потерь. 20

Формула изобретения

1. Волнопродуктор, содержащий волнообраэующий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный параллелепипед, нижние кромки которого расположены ниже уровня воды, всасывающую пневматическую магистраль, связанную через запорный орган с полостью вол-, нообразующего колокола, а также связывающее последнюю с атмосферой, устройство для создания пульсации воздушиого давления в полости колокола, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем повышения стабилизации генерирования крутых волн и повышения

КПД, устройство для создания пульсации воздушного давления в полости ко-40 локола содержит пневмоцилиндр со штоком и поршнем, а также источник сжатого воздуха, при этом пневмоцилиндр смонтирован в верхней части колокола и снабжен закрепленной на конце штока крышкой, а верхняя часть волнообразующего колокола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаемыми с упомянутой крышкой, причем штоковая полость пневмоцилиндра связана пневматическими магистралями через дополнительные запорные органы с атмосферой и с источником сжатого воздуха, а нижняя часть волнообраэующего колокола выполнена с изогнутым на

90О коленом, имеющим цилиндрические поверхности торцовых стенок, сопряженных с упомянутыми плоскими стенками волнообразующего колокола.

2. Волнопродуктор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что направляющая цилиндрической поверхности одной торцовой стенки колена образована дугой длиной 90, а направляющая цилиндрической поверхности другой торцо вой стенки колена образована дугой длиной 180О.

3. Волнопродуктор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пневмоцилиндр снабжен установленной внутри в нижней части пружиной, сопрягаемой с поршнем, длина которой составляет

1/10 от длины пневмоцилиндра, а отверстие в последнем, связывающее штоковую полость пневмоцилиндра через пневматическую магистраль с атмосферой, расположено от нижнего днища пневмоцилиндра на расстоянии, равном

1/3 от длины пневмоцилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. М., Стройиздат, 1979, с.574-578 (прототип).

966519

lifo Юс мое ф1 .Ф

И

Фиа1 ,ВНИИПИ Заказ 7831/58

Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4