[發明專利]一種慣性蓄壓升幅式脈沖裝置

在審

• 申請號: 202210949894.3
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115126466A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李木坤;王剛;孫路路;黃啟銘;劉震;王振洋
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 趙園坤

1.一種慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：包括入口、殼體、上游慣性輪組、上游彈性腔、截流輪、下游彈性腔、下游慣性輪組、出口；其中殼體中部設置截流輪，截流輪的一側與上游慣性輪組連通，截流輪與上游慣性輪組之間設置上游彈性腔，上游慣性輪組的輸入端與入口連通；截流輪的另一側與下游慣性輪組連通，截流輪與下游慣性輪組之間設置下游彈性腔，下游慣性輪組的輸出端與出口連通。

2.根據權利要求1所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所述的殼體呈管狀結構，殼體的前部設置有入口，入口由前部直筒狀管口和后部錐形結構的增速部組成；入口的增速部能夠把低速流體轉化為高速流體。

3.根據權利要求2所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所述入口的增速部后端與上游液管的前端連通，上游液管上安裝有上游慣性輪組，上游慣性輪組的下部位于上游液管的管腔內，上游液管的后部上側連接有上游彈性腔，上游液管的后端與截流輪的前側下部相連通。

4.根據權利要求3所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所述截流輪的后側中部與連管前端相連通，連管的后端與斜管的前端連通，斜管由前至后向下傾斜，斜管的后端上部與下游彈性腔的下端連通；斜管的后端還與下游液管的前端連通，下游液管上安裝有下游慣性輪組，下游慣性輪組的下部位于下游液管的管腔內，下游液管的后部與出口的前端連通，出口與入口結構相同且對稱設置。

5.根據權利要求4所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所述下游彈性腔呈直角梯形結構，下游彈性腔的斜邊殼體與斜管相平行，下游彈性腔的下底腔部與斜管的后端上部連通，下游彈性腔的設置結構有利于流體的流出和靜壓能降低。

6.根據權利要求5所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所上游慣性輪組和下游慣性輪組分別由3-10個硬質合金葉輪組成，葉輪能夠隨上游液管或下游液管中高速流體轉動，將流體的部分動能以轉動慣性能的方式儲存；上游彈性腔和下游彈性腔的容積分別為5L-10L，上游彈性腔能夠通過流體彈性儲存上游慣性輪組釋放的慣性能，下游彈性腔能夠通過流體彈性緩沖下游慣性輪組釋放的慣性能；截流輪能夠隨流體轉動實現流道的開通和關閉，截流輪開閉通過有線或者無線的方式控制開閉從而實現截流輪上游和下游的流量變化和壓力波動。

7.根據權利要求6所述的慣性蓄壓升幅式脈沖裝置，其特征在于：所述慣性蓄壓升幅式脈沖裝置實現水力脈沖的方法，具體步驟為：

(1)入口接入水力增壓泵，增壓泵啟動后入口處產生高速流體；

(2)截流輪打開流道時，上游慣性輪組和下游慣性輪組的硬質合金葉輪隨流體高速旋轉，高速流體的動能儲存為慣性輪組的轉動慣性能；

(3)截流輪關閉流道時，上游慣性輪組的慣性能會增加上游彈性腔的靜壓能，下游慣性輪組的慣性能會減小下游彈性腔的靜壓能；

(4)截流輪再次打開流道時，由于上游彈性腔的靜壓能增加的同時下游彈性腔的靜壓能減小，截流輪前后產生大的靜壓差和瞬時高流量，從而增加出口的流量和壓力波動幅值。