Опускная труба

 

Винахід відноситься до галузі поновлюваних джерел енергії і прісної води і гідравлічних трубопровідних систем.

У роботах Федяевского К. К. Зниження опору тертя шляхом зміни фізичних констант на стінці. Доповіді АН СРСР, 9-10, 1943 і Корнілова в. І. Використання микровдува повітря через пористу стінку для зниження тертя на плоскій пластині. Вісник Новосибірського університету. Т. 5, вип. 3, 2010. описаний спосіб зменшення тертя (на 45-47%) про тверду поверхню шляхом вдування газу в прикордонний шар. Цей дуже ефективний спосіб зниження гідравлічного тертя використаний в рекордних найбільш швидкісних вітчизняних торпедах типу "Шквал" (О. Капцов «Є торпеда небезпечніше «Шквалу»? Военное обозрение, 20.06.2013). Однак введення газу з головної частини обтічного тіла рідиною може забезпечити газову плівку на відносно невеликій відстані від місця введення газу, незрівнянно меншому, ніж довжини трубопроводів. Крім того, необхідні великі енергетичні витрати для підтримки газової плівки, а також різко зростає гідравлічний опір при випадковому виході частини твердій поверхні з газової плівки при маневрах торпеди.

Відомим технічним рішенням,�дкой середовищі пристрій його реалізації», МПК F15D 1/06, опубл. 27.04.1993, авт. Денисов Е. П., Григор'єв В. Ю., Дорощенко А. В. та ін В ньому для зниження гідравлічного опору на внутрішню поверхню труби наноситься гідрофобне покриття. Однак зниження гідравлічного опору істотно менше, ніж у попередньому випадку.

Завданням цього винаходу є істотне зниження гідравлічного тертя в опускних трубах, що дозволяє пропускати великі витрати рідини через невеликі прохідні перетини з мінімальними енергетичними втратами, а також зберігати мале гідравлічне тертя при випадкових коливаннях труби. Це дозволяє в опускних трубах поновлюваних джерел енергії і прісної води з хмар (патент RU 2407914 C1 «Спосіб і пристрій поновлюваного отримання електроенергії і чистої води», МПК F03B 13/00, опубл. 27.12.2010, авт. Байбиков А. С. і патент UA 2500854 C1 «АЕРО ГЕС», МПК E02B 9/00, F03B 13/00. Опубл. 10.12.2013, авт. Казанцев А. Н.), з'єднують повітряну і наземну частини, використовувати труби з мінімальними зовнішнім і відповідно прохідним перерізами, чим досягається мінімальне вітрове аеродинамічний опір і вага води в трубі при мінімальних гідравлічних втрат. Це дозволяє зменшити необхідну подъе�иполнения основного ділянки труби з двох шарів: у вигляді пов'язаних між собою силовий сітки і внутрішньої суцільний супергидрофобной плівки, пронизаної системою мікроотворів, причому осі їх складають з віссю труби, спрямованої від вхідного ділянки до виходу основного ділянки, кут від 90 до 160 градусів, або суцільної стінки з внутрішнім супергидрофобним покриттям з аналогічною системою наскрізних мікроотворів.

На фіг. 1 і 2 представлено пристрій опускний труби.

Вертикальна опускная труба (див. фіг. 1) включає початковий неперфорований обмежений поверхнями обертання ділянка 1 з внутрішнім супергидрофобним покриттям 2. До нього прикріплений і продовжує основний обмежений аналогічними поверхнями (зокрема циліндричними) основний ділянку, стінка якого виконана зі скріплених між собою силовий сітки 3 і внутрішньої супергидрофобной плівки 4. Наскрізна перфорація супергидрофобной плівки на основному ділянці, як показано на фіг. 2, виконана у вигляді густої сітки мікроотворів 5. Кут між осями 6 мікроотворів, спрямованими від нутрощі труби, і віссю 7 труби, що збігається з напрямком від вхідного ділянки до виходу основного, знаходиться в діапазоні від 90 до 160 градусів. Основний ділянка 3 також може бути виконаний у вигляді силовий суцільної труби з внутрішнім гідрофобним покриттям 4. Перфорація на оссями 6.

Труба прикріплена до утримує аеростат тросу 8 сітчастим хомутом 9.

Вода, що надходить у початковий ділянку 1 вертикальної опускний труби під дією сили тяжіння прискорюється до рівня швидкості, не викликає суттєві гідравлічні втрати з урахуванням зниження гідравлічного тертя супергидрофобного покриття 2. Відповідно збільшенням швидкості зменшується прохідний перетин труби.

Далі вода надходить всередину 4 основного перфорованого ділянки. Так само, як в ежекторі (див. http://en.wikipedia.org/wiki/ejector) в струмені води тиск нижче, ніж в навколишньому повітряному середовищі, проникаючої через наскрізні мікроотвори 5 в плівці або суцільної стінки труби до поточної воді. Це повітря і створює газовий шар між рідиною і стінкою, що знижує втрати на тертя. Як в эжекторах, цьому сприяє вдув газу за напрямом потоку через косі щодо стінки мікроотвори 5. Це стало можливим при використанні нещодавно розробленої технології виготовлення трекових мембран на прискорювачах іонів, які, проникаючи в твердий матеріал, змінюють структуру матеріалу по траєкторії іонів, створюючи прямі або згодом витравливаемие мікроканали (Реутов В. Ф., Дмитрієв С. Н. Ионноомерность розташування і орієнтації мікроотворів. Згідно з збільшується швидкістю прохідний перетин труби продовжує зменшуватися. Внаслідок безпосереднього перетворення енергії, отриманої потоком, швидкість виникає незначний перепад тиску між атмосферою і потоком сприймається силовим елементом: сіткою або суцільною стінкою. Підвищення стійкості труби сприяє супергидрофобная плівка або покриття 4, яке відштовхує молекули води і у зазор між потоком і стінкою проникають молекули повітря. Це зберігає газову плівку навіть при випадкових рухах труби при поривах вітру, які можуть впливати на довгу опускную трубу в складі установки для виробництва поновлюваного енергії і прісної води.

Цей ефект, а також силовий вплив струменя на перешкоду не дають можливості схлопування труби від зовнішнього тиску. Аеродинамічні та силові навантаження, що діють на трубу, сприймає прив'язний трос 7 аеростата, жорстко прикріплює трубу за допомогою сітчастого хомута 8.

Конкретна реалізація винаходу може бути проілюстрована на прикладі опускний труби поновлюваного джерела енергії і води, основний ділянка якої має довжину 3000 м, пропускаючи 350 куб. м/год в�синхроністка 250 мм. Відповідно з прискоренням потоку під дією сили тяжіння діаметр труби змінюється приблизно обернено пропорційно кореню четвертого ступеня від входу. На виході внутрішній діаметр труби 22,5 мм. У внутрішній плівці з гідрофобного полиэтилентетрафталата (з вищезазначеного патенту RU 2073129) виконується мережа наскрізних мікроотворів діаметром 5 мкм, використовуючи іонно-трековую технологію (див. вище). Осі отворів складають тупий кут з напрямком потоку, що забезпечує ежекторний ефект підсосу повітря із навколишньої атмосфери. Силові навантаження сприймає прикріплена до плівці зовнішня силова сітка з поліефірних ниток, з яких виготовляються стандартні аэроткани аеростатів.

У разі істотного збільшення потужності прискорювачів, що використовуються в іонно-трекової технології, з'являється можливість виконання мікроотворів у твердих матеріалах великої товщини і наскрізна перфорація в суцільних стінках труби спільно з внутрішнім супергидрофобним покриттям. Так як перепад тиску в потоці води і в навколишній атмосфері незначний, товщина стінки труби може бути мінімальною.

Опускная труба кріпиться до привязному тросу аеростата сітчастими хомутеские вітрові та силові навантаження труби на трос. Така конструкція забезпечує внутрішній діаметр труби до висоти 2 км менший, ніж 30 мм. Таким чином, забезпечуються мінімальні аеродинамічний опір в найбільш щільних шарах атмосфери, вага води в трубі.

Технічним результатом запропонованого пристрою є зменшення енергетичних втрат при високих швидкостях води, зниження діаметра і вартості опускний труби, зовнішнього аеродинамічного опору та ваги води в трубі. Це дозволяє істотно знизити необхідну підйомну силу і вартість аеростатів, утримують опускную трубу, а також діаметр та вартість прив'язних тросів.

Безумовно, запропоноване конструктивне рішення для основного ділянки може використовуватися для зниження гідравлічного тертя в довгих високошвидкісних трубопроводах стаціонарних гідравлічних систем низького тиску, зниження їх маси і вартості.

1. Опускная труба установки для виробництва поновлюваного енергії і прісної води, що містить вхідний і основний ділянки зі стінками, обмеженими поверхнями обертання, з внутрішнім супергидрофобним плівковим покриттям, що відрізняється тим, що стінка основного ділянки виконана у вигляді пов'язаних між собою сі� складають з віссю труби, спрямованої від вхідного ділянки до виходу основного ділянки, кут від 90 до 160 градусів.

2. Опускная труба з п. 1, яка відрізняється тим, що суцільна стінка основного ділянки разом з внутрішнім супергидрофобним покриттям пронизана системою наскрізних мікроотворів.



 

Схожі патенти:

Наплавний микрогидросолнечная електростанція

Наплавний микрогидросолнечная електростанція належить до відновлюваних джерел енергії та призначена для постачання електроенергією малої потужності житлових і нежитлових приміщень, електричних та електронних приладів, пристроїв вуличного освітлення, а також об'єктів соціально-побутового призначення та польового базування, розташованих поблизу рівнинних поточних річок, струмків, проток, водоскидів. Електростанція використовує два джерела відновлюваної енергії, зокрема, енергію води і Сонця одночасно. Енергія води витягується за допомогою двох'ярусної турбіни Угринского з лопатями гідродинамічного профілю, причому лопаті одного ярусу повернені щодо другого ярусу на 90°, що усуває нерівномірність швидкості обертання цієї турбіни. Перетворення енергії води безпосередньо в електрику здійснюється з допомогою магнітоелектричного генератора. Енергія Сонця витягується за допомогою використання сонячних фотоелектричних модулів, розміщених на зовнішній поверхні півсферичного купола, який розташований на порожнистому циліндричному корпусі над роторами Угринского. Всередині півсферичного купола розташовується генератор, вал якого з'єднаний з єди�иработке електричної енергії від відновлюваних джерел енергії води і Сонця. 3 з. п. ф-ли, 8 іл.

Установка для перетворення енергії потоку води під крижаним покривом річки

Винахід відноситься до гідроенергетиці, зокрема до конструкцій пристроїв для вироблення електроенергії за рахунок енергії гідравлічного потоку річки, покритої льодом. Установка містить лопатеве колесо, занурене в потік води під крижаним покривом річки. Колесо допомогою вала, встановленого в циліндричному корпусі на підшипниках, кінематично пов'язаний з генератором. Корпус вертикально зафіксований в крижаному покриві таким чином, що його верхня частина разом з генератором розміщена над поверхнею крижаного покриву. Верхня частина корпусу виконана з утворенням інсталяційного диска, до якого приєднаний генератор. Установка додатково містить опорну дошку з поздовжнім прямокутним вирізом посередині і дві підставки. Опорна дошка має довжину, що перевищує довжину ополонці в напрямку течії води в річці. За допомогою двох поздовжніх і поперечних поверхонь вирізу дошка має можливість взаємодії з зовнішньою поверхнею корпусу. Підставки мають можливість взаємодії з опорною дошкою і настановним диском і розміщені перпендикулярно осі симетрії опорної дошки. Винахід спрямовано на створення простої гідроенергетичної установки з можливо� льодом. 1 з.п. ф-ли, 3 іл.

Система генерування електроенергії в судноплавному шлюзі

Винахід відноситься до області систем генерування електроенергії під час зміни рівнів води в судноплавних шлюзах. Система генерування електроенергії в судноплавному шлюзі містить принаймні одну судноплавну камеру шлюзу для з'єднання першого судноплавного водойми з високим рівнем води і другого судноплавного водойми з низьким рівнем води, водопропускної прохід з турбіною і отворами, принаймні по одному отвору біля водойм відповідно і два отвори в судноплавної камери шлюзу, а також блок управління шлюзом, перший вихід якого з'єднаний з турбіною. Судноплавна камера шлюзу має пару воріт з приводами відповідно для їх відкриття і закриття. Система додатково оснащена датчиками рівня води водойми з високим і низьким рівнем води і датчиком рівня води судноплавної камери шлюзу, виходи яких з'єднані відповідно з входами блоку управління шлюзом. Отвори виконані з заслінками з приводами. Керуючі входи приводів воріт і заслінок з'єднані з виходами блоку управління шлюзом. Турбіна розміщена в водопропускном проході між вхідним і вихідним отвором судноплавної камери шлюзу. Винахід направлено на спрощення системи генерування е

Спосіб будівництва малих гідроелектростанцій

Винахід відноситься до гідроенергетиці, а саме до способів використання водних ресурсів малих річок і техногенних потоків для генерування електричної енергії. Спосіб будівництва малих гідроелектростанцій включає спорудження гідроагрегатів у вигляді перетворювачів кінетичної енергії потоку води в потенційну енергію гідравлічного удару і приводу електрогенераторів обертального типу. На водоводах гідроагрегатів, що мають рухомі в радіальному напрямку стінки, встановлюють нагнітачі, робочі органи яких приводять в зворотно-поступальний рух рухомими в радіальному напрямку стінками водоводу. Виконують привід електрогенераторів у вигляді рушіїв, що обертаються за рахунок енергії, переносимої від нагнітачів до рушіїв проміжним енергоносієм-робочим тілом, відмінним від води. Винахід спрямовано на створення нескладного способу будівництва малих гідроелектростанцій на низьконапірних водотоках. 3 з.п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб будівництва ортогональною порогової електростанції (опэс), поєднаної з судопропускним каналом (спк)

Винахід відноситься до галузі гідроенергетики, зокрема до будівництва низьконапірних гідроелектростанцій. При здійсненні способу будівництва ОПЭС, сполученої з СПК 1, всі складові споруджуваного об'єкта у вигляді готових залізобетонних або металевих блоків від заводу до місця складання доставляють наплавними способом. Послідовність будівельних робіт починають від раніше встановленого опорно-обмежує бар'єру, що складається з металевого, залізобетонного або дерев'яного шпунта, виступаючого в підводному положенні на висоту, достатню для фіксованого утримання затапливаемих порогових блоків з ортогональними турбінами 4, в тому числі і фундамент СВК 1. Складання фундаменту починають першим, зістиковуючи на плаву в єдину конструкцію прямокутної форми, запас плавучості якої достатній для утримання стійок під закладку бортових панелей. Завершують збірку СВК 1 установкою двостулкових воріт 7. Ворота 7 залишають відкритими до закінчення робіт з встановлення порогових блоків з турбінами 4, приєднаними через трансмісійне передачу 5 до встановленим на березі генераторам 6. Винахід спрямовано на забезпечення будівництва ГЕС на судноплавних річках, р�

Электрогидропульсор

Винахід відноситься до області гидромашиностроения в частині поновлюваних джерел енергії. Гидропульсор містить підведення 1, направляючий апарат 2 з лопатками 3, що утворюють доцентрові зливні канали 4, розміщеними над цими каналами 4 лопатками 5, утворюють доцентрові напірні канали, і встановлений на валу 22 робоче колесо 8 з основними 10 і додатковими лопатями, що утворюють зливні 11 і напірні доцентрові канали гідротурбінного ступені колеса, причому вихід каналів 11 виконаний в дифузор отсасивающей труби 26, з розміщеними над напірними каналами радіальними лопатями відцентрової напірної насосної ступені колеса. У підводі 1 на рівні лопаток 5, утворюють доцентрові напірні канали, по спіралі або кола виконані системи 27 ізольованих електродів з позитивною напруженістю електрогідравлічного розрядно-імпульсного пристрою, сполучені обертовим перемикачем 32 з нізкообертовим високовольтним генератором 31. Обидва вони встановлені на загальному валу 22. Негативні електроди у вигляді металевих лопат-ребер 15 виконані в напірних доцентрових каналах колеса 8 і з'єднаний з заземленням. Винахід наропульсора. 1 з.п. ф-ли, 7 іл.

Регульований гидропульсор

Винахід відноситься до області гидромашиностроения в частині поновлюваних джерел енергії. Гидропульсор містить підведення 1, направляючий апарат 2 з лопатками 3, що утворюють доцентрові зливні канали, розміщеними над цими каналами лопатками, утворюють доцентрові напірні канали 6, і робоче колесо 8 з лопатями 10, утворюють зливні та напірні доцентрові канали 11 і 14 гідротурбінного ступені колеса, причому вихід зливних каналів 11 виконаний в отсасивающую трубу 26, з розміщеними над напірними каналами 14 радіальними лопатями відцентрової напірної насосної ступені колеса. Вихідні діаметри лопатей колеса відцентрової насосної ступені виконані меншими порівняно з зовнішніми діаметрами лопатей робочого колеса доцентрової гідротурбінного щаблі. Винахід спрямовано на забезпечення розрахункових вихідних параметрів і можливості регулювання подачі і напору рідини на виході гидропульсора. 3 з.п. ф-ли, 6 іл.

Магнитогидропульсор

Винахід відноситься до області гидромашиностроения в частині поновлюваних джерел енергії. Гидропульсор містить підведення 1, направляючий апарат 2 з лопатками 3, що утворюють доцентрові зливні канали, розміщеними над цими каналами лопатками, утворюють доцентрові напірні канали 6, і встановлений на валу 22 робоче колесо 8 з лопатями 10, утворюють зливні та напірні доцентрові канали 11 і 14 гідротурбінного ступені колеса, причому вихід каналів 11 виконаний в дифузор отсасивающей труби 26 з розміщеними над каналами 14 радіальними лопатями відцентрової напірної насосної ступені колеса. В лопатках направляючого апарату 2 розміщені електромагніти. Обмотки електромагнітів з'єднані через комутатор реверсу струму 32 з джерелом струму, встановленим на загальному валу 22 з нізкообертовим генератором 31. Генератор 31 містить датчик положення ротора. В лопатях, що утворюють канали 11 і 14 робочого колеса 8, встановлені постійні магніти 16. Винахід спрямовано на забезпечення підвищених вихідних параметрів та можливості зміни подачі і напору рідини на виході гидропульсора. 1 з.п. ф-ли, 7 іл.

Льотний збірник атмосферної води

Винахід відноситься до галузі поновлюваних джерел енергії і прісної води і збірників атмосферної вологи. Льотний збірник атмосферної води містить основне матерчатое полотно, прикріплений до нього граничний торовий балон, тросова обв'язку кріплення до підйомного аеростат і привязному тросу. Основне матерчатое полотно збірника виконано у вигляді поверхні обертання збільшується з нахилом твірної до площини, перпендикулярної осі обертання при наближенні до цієї осі. Нутрощі граничного торів балона і підйомного аеростата пов'язані матерчатою трубою з клапаном. Жорсткість конструкції забезпечується крайовим торів балоном з наддувом його газом із підйомних аеростатів. Транспортабельное і бистроразвертиваемое пристрій може бути використано в жене або високогірній частинах поновлюваних джерел енергії і прісної води. 2 іл.

Спосіб отримання електричної енергії

Винахід відноситься до гідроенергетиці, конкретно до способів використання водних ресурсів для генерування електричної енергії, і може бути використано для отримання електричної енергії, придатної для постачання невеликих селищ, метеорологічних станцій, обсерваторій та інших віддалених об'єктів. Спосіб отримання електричної енергії включає установку в зоні постійного течії води в морі або річці на відстані один від одного і від дна двох неполяризующихся електродів. До електродів приєднують струмознімні лінії для передачі різниці значень потенціалів природного електричного поля між електродами на берегову станцію збору електричної енергії. На станції підсумовують різниця потенціалів від всіх таких пар електродів, перетворять в змінний струм і передають споживачам. Винахід спрямовано на забезпечення можливості отримання електричної енергії простими засобами.
Up!