(57) 1. Вращающееся струйное устройство, содержащее:
(a) кожух, ограничивающий проход для текучей среды, находящейся под давлением;
(b) ротор, по меньшей мере часть которого расположена коаксиально внутри кожуха, который имеет проксимальный и дистальный концы и выполнен с возможностью вращения относительно кожуха и перемещения в продольном направлении относительно кожуха, при этом ротор содержит:
(i) отверстие для впуска текучей среды, расположенное на проксимальном конце ротора и выполненное с возможностью приема находящейся под давлением текучей среды из указанного прохода для текучей среды, так что направление находящейся под давлением текучей среды при поступлении ее в ротор является коаксиальным с ротором; и
(ii) по меньшей мере одно сопло, расположенное смежно с дистальным концом ротора, соединенное с обеспечением проточного сообщения с отверстием для впуска текучей среды и предназначенное для выпуска струи находящейся под давлением текучей среды с обеспечением вращения ротора относительно кожуха;
(c) первый объем компенсации давления, ограниченный кожухом и ротором и расположенный смежно с проксимальным концом ротора; и
(d) воздушный клапан, выполненный с возможностью избирательного создания проточного сообщения первого объема компенсации давления с окружающим пространством в зависимости от осевого положения ротора относительно кожуха.
2. Вращающееся струйное устройство по п.1, дополнительно содержащее второй объем компенсации давления, ограниченный кожухом и ротором и расположенный смежно с дистальным концом ротора.
3. Вращающееся струйное устройство по п.2, в котором ротор с созданием уплотнения входит в контакт с кожухом в:
(a) первом месте, расположенном проксимально первому объему компенсации давления;
(b) втором месте, расположенном дистально первому объему компенсации давления и проксимально второму объему компенсации давления; и
(c) третьем месте, расположенном дистально второму объему давления.
4. Вращающееся струйное устройство по п.3, в котором площадь уплотнения, связанная с третьим местом, меньше, чем разница между площадью уплотнения, связанной с первым местом, и площадью уплотнения, связанной со вторым местом.
5. Вращающееся струйное устройство по п.3, в котором диаметр, связанный с каждым из мест, первым, вторым и третьим, выбран с обеспечением вхождения ротора в режим компенсации давления, когда аксиальное положение ротора относительно кожуха таково, что первый объем компенсации давления проточно сообщается с воздушным клапаном.
6. Вращающееся струйное устройство по п.1, в котором указанное по меньшей мере одно сопло имеет по меньшей мере одно из следующих расположений струй:
(a) одна струя по центру и множество смещенных струй и
(b) по меньшей мере одна струя по центру и по меньшей мере одна смещенная струя.
7. Вращающееся струйное устройство по п.1, в котором воздушный клапан имеет кольцевую канавку и по меньшей мере одно отверстие в кожухе, устанавливающее проточное сообщение кольцевой канавки с объемом окружающей среды.
8. Вращающееся струйное устройство по п.1, в котором ротор дополнительно содержит регулятор центробежного тормоза, выполненный с возможностью приложения силы торможения к ротору при достижении им заданной скорости вращения и расположенный между дистальным и проксимальным концами ротора.
9. Вращающееся струйное устройство по п.8, в котором дистальный конец указанного кожуха имеет сужение, при этом устройство дополнительно содержит конический патрон, выполненный из износостойкого материала, взаимодействующий с дистальным коническим концом кожуха и выполненный с возможностью фрикционного взаимодействия с регулятором центробежного тормоза.
10. Вращающееся струйное устройство по п.1, в котором суммарная площадь каждого прохода в роторе, соединяющего впускное отверстие с указанным по меньшей мере одним соплом, сравнительно велика по сравнению с суммарной площадью каждого по меньшей мере одного сопла.
11. Вращающееся струйное устройство по п.10, в котором суммарная площадь каждого прохода в роторе, соединяющего впускное отверстие с указанным по меньшей мере одним соплом, по меньшей мере примерно в 10 раз больше суммарной площади каждого по меньшей мере одного сопла.
12. Способ уравновешивания ротора давлением во вращающемся струйном инструменте, включающий:
(a) введение находящейся под давлением текучей среды в ротор через впускное отверстие, расположенное в проксимальной части ротора так, что направление указанной текучей среды при ее поступлении в ротор является коаксиальным с ротором;
(b) выпуск основной части находящейся под давлением текучей среды, введенной в ротор, из дистального конца ротора с обеспечением сообщения ротору вращающей силы и приложения к ротору аксиальной силы в направлении, в целом противоположном направлению поступления в ротор указанной текучей среды; и
(c) направление незначительной части находящейся под давлением текучей среды по другой траектории с обеспечением приложения тем самым к ротору аксиальной силы в направлении, в целом соответствующем направлению находящейся под давлением текучей среды при ее поступлении в ротор с уравновешиванием тем самым ротора давлением.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий этап установки проточного сообщения указанной незначительной части находящейся под давлением текучей среды, которая сообщает аксиальную силу ротору, с окружающим объемом, когда величина аксиальной силы, сообщаемой ротору этой незначительной частью текучей среды, превышает величину аксиальной силы, сообщаемой ротору основной частью находящейся под давлением текучей среды, выпущенной из дистального конца ротора.
14. Способ по п.12, дополнительно включающий этап переноса находящейся под давлением текучей среды от впускного отверстия по меньшей мере к одному соплу с использованием по меньшей мере одного прохода, так что суммарная площадь каждого такого прохода является сравнительно большой по сравнению с суммарной площадью каждого по меньшей мере одного сопла.
15. Способ по п.12, дополнительно включающий этап регулирования максимальной скорости вращения ротора с использованием центробежного тормоза, входящего в состав ротора.
16. Способ уравновешивания ротора давлением во вращающемся струйном инструменте, включающий:
(a) создание объема компенсации давления, ограниченного ротором и невращающейся частью вращающегося струйного инструмента;
(b) введение находящейся под давлением текучей среды в ротор через впускное отверстие, расположенное в проксимальной части ротора так, что направление перемещения находящейся под давлением текучей среды, в котором она поступает в ротор, является коаксиальным с ротором;
(c) выпуск находящейся под давлением текучей среды из дистального конца ротора с обеспечением сообщения ротору вращающей силы и перемещения ротора в продольном направлении с уменьшением тем самым размера объема компенсации давления;
(d) направление части находящейся под давлением текучей среды в объем компенсации давления с образованием тем самым гидродинамического подшипника между ротором и невращающейся частью вращающегося струйного инструмента; и
(e) увеличение количества находящейся под давлением текучей среды в объеме компенсации давления с обеспечением перемещения ротора в продольном направлении с увеличением тем самым размера объема компенсации давления до тех пор, пока не откроется воздушный клапан, создающий проточное сообщение между объемом компенсации давления и объемом окружающей среды, уравновешивая, тем самым, ротор давлением.
17. Вращающееся струйное устройство, содержащее:
(a) кожух, ограничивающий проход текучей среды, находящейся под давлением;
(b) ротор, по меньшей мере часть которого расположена коаксиально внутри кожуха и который имеет проксимальный и дистальный конец и выполнен с возможностью вращения относительно кожуха и перемещения в продольном направлении относительно кожуха, причем дистальный конец содержит по меньшей мере одно сопло, проточно сообщающееся с проходом для текучей среды и предназначенное для выпуска струи находящейся под давлением текучей среды с обеспечением вращения ротора относительно указанного кожуха;
(c) первый объем компенсации давления, ограниченный кожухом и ротором и расположенный смежно с проксимальным концом ротора;
(d) второй объем компенсации давления, ограниченный кожухом и ротором и расположенный смежно с дистальным концом ротора; и
(e) воздушный клапан, выполненный с возможностью избирательного создания проточного сообщения первого объема компенсации давления с объемом окружающей среды в зависимости от аксиального положения ротора относительно кожуха.
18. Вращающееся струйное устройство по п.17, в котором ротор с созданием уплотнения входит в контакт с кожухом в:
(a) первом месте, расположенном проксимально первому объему компенсации давления;
(b) втором месте, расположенном дистально первому объему компенсации давления и проксимально второму объему компенсации давления; и
(c) третьем месте, расположенном дистально второму объему компенсации давления, причем диаметр, связанный с каждым из мест, первым, вторым и третьим, выбран с обеспечением вхождения ротора в режим компенсации давления, когда аксиальное положение ротора относительно кожуха таково, что первый объем компенсации давления проточно сообщается с воздушным клапаном.
19. Вращающееся струйное устройство по п.17, в котором ротор дополнительно содержит регулятор центробежного тормоза, выполненный с возможностью сообщения ротору силы торможения при достижении им заданной скорости вращения и расположенный между дистальным и проксимальным концами ротора.
20. Вращающееся струйное устройство по п.17, в котором ротор дополнительно содержит отверстие для впуска текучей среды, расположенное на проксимальном конце ротора и выполненное с возможностью приема находящейся под давлением текучей среды из прохода для текучей среды с обеспечением поступления указанной текучей среды в ротор в направлении, параллельном продольной оси ротора.
21. Вращающееся струйное устройство по п.17, в котором воздушный клапан имеет кольцевую канавку и по меньшей мере одно отверстие в кожухе, образующее проточное сообщение кольцевой канавки с объемом окружающей среды.
22. Вращающееся струйное устройство по п.17, в котором указанное по меньшей мере одно сопло имеет по меньшей мере одно из следующих расположений струй:
(a) одна струя по центру и множество смещенных струй и
(b) по меньшей мере одна струя по центру и по меньшей мере одна смещенная струя.
23. Вращающееся струйное устройство, содержащее:
(a) кожух, ограничивающий проход для текучей среды, находящейся под давлением;
(b) ротор, по меньшей мере часть которого расположена коаксиально внутри кожуха и который имеет проксимальный и дистальный концы и выполнен с возможностью вращения относительно кожуха, причем дистальный конец содержит по меньшей мере одно сопло, проточно сообщающееся с проходом для текучей среды и выполненное с возможностью выпуска струи находящейся под давлением текучей среды с обеспечением тем самым вращения ротора относительно указанного кожуха; и
(c) центробежный тормоз, расположенный между проксимальным и дистальным концами ротора и выполненный с возможностью фрикционного взаимодействия с ротором при заданной скорости вращения, ограничивая тем самым максимальную скорость вращения ротора.
24. Вращающееся струйное устройство по п.23, в котором ротор дополнительно имеет отверстие для впуска текучей среды, расположенное на проксимальном конце ротора и выполненное с возможностью приема находящейся под давлением текучей среды из прохода для текучей среды с обеспечением поступления указанной текучей среды в ротор в продольном направлении.
25. Вращающееся струйное устройство по п.23, в котором ротор выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении относительно кожуха и которое дополнительно содержит:
(a) первый объем компенсации давления, ограниченный кожухом и ротором и расположенный смежно с проксимальным концом ротора; и
(b) воздушный клапан, выполненный с возможностью избирательного создания проточного сообщения первого объема компенсации давления с объемом окружающей среды в зависимости от аксиального положения ротора относительно кожуха.
26. Вращающееся струйное устройство по п.25, в котором воздушный клапан имеет кольцевую канавку и по меньшей мере одно отверстие в кожухе, образующее проточное сообщение кольцевой канавки с объемом окружающей среды.
27. Вращающееся струйное устройство по п.25, в котором ротор с созданием уплотнения входит в контакт с кожухом в первом месте, расположенном проксимально первому объему компенсации давления, во втором месте, расположенном дистально первому объему компенсации давления и проксимально дистальному концу ротора, и в третьем месте на дистальном конце ротора, причем диаметр, связанный с каждым из мест, первым, вторым и третьим, выбран с обеспечением вхождения ротора в режим компенсации давления, когда аксиальное положение ротора относительно кожуха таково, что первый объем компенсации давления проточно сообщается с воздушным клапаном.
28. Вращающееся струйное устройство по п.23, в котором дистальный конец указанного кожуха имеет сужение, а устройство дополнительно содержит конический патрон, выполненный из износостойкого материала, взаимодействующий с дистальным коническим концом кожуха и выполненный с возможностью фрикционного взаимодействия с центробежным тормозом.
29. Вращающееся струйное устройство по п.23, в котором указанное по меньшей мере одно сопло имеет по меньшей мере одно из следующих расположений струй:
(a) одна струя по центру и множество смещенных струй и
(b) по меньшей мере одна струя по центру и по меньшей мере одна смещенная струя.
| 
