ГАСИТЕЛЬ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам для гашения пульсаций или вибраций в жидкостях и газах, и может быть использовано в гидравлических, паровых и газовых системах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство гашения пульсаций давления, содержащее перфорированную вставку, размещенную в корпусе, опирающуюся своим фланцем на упругие элементы в виде пружин, расположенные по обе стороны фланца и перемещающиеся по направляющим между опорным и прижимным кольцами, и регулировочные винты (1). Гашение шума осуществляется
на инерционном и активном сопротивлениях перфорации вставки;
на упругом сопротивлении демпферов.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно имеет практически постоянную частотную область наибольшей эффективности гашения шума и не может перестраиваться на другой диапазон частот в случае изменения частот возмущающих интенсивных пульсаций давления рабочей среды. Данное устройство обеспечивает максимальный шумозаглушающий эффект в частотном диапазоне, определяемом инерционным и жесткостными характеристиками колебательной системы "перфорированная конусная вставка упругие демпферы".

Изобретение направлено на решение следующих задач:
повышение эффективности применения устройства;
увеличение надежности работы устройства;
расширение области использования устройства;
упрощение эксплуатации устройства в гидравлических, паровых и газовых системах.

Решение указанных задач достигается тем, что перфорированная вставка выполнена конусной, а диаметр ее отверстий уменьшающимся от входа к выходу, между пружинами и фланцем с обеих его сторон установлены прокладки из шумопоглощающего материала, гаситель снабжен толкателями и дополнительным опорным кольцом, опорные кольца установлены с упором в корпус, и направляющие закреплены между последними, в корпусе выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения толкатели, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо, а другим в регулировочные винты с навинченными на них контргайками, при этом перфорированная вставка, опорные и прижимные кольца, направляющие, пружины и прокладки собраны в единую кассету.

Для уменьшения гидродинамического (аэродинамического или газодинамического) сопротивления данного устройства, площадь перфорации конусной вставки должна быть не менее площади поперечного сечения входного (выходного) участка.

Линейные размеры этого гасителя пульсаций давления (l) должны выбираться из условия соотношения с длиной волны генерируемых колебаний рабочей среды (λ), таким образом, чтобы выполнялось соотношение
l > 1/4λ
При использовании такой конструкции гаситель пульсаций давления имеет
1) большую эффективность работы за счет
более развитой степени перфорации, что позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания шума в высокочастотные;
возможности настраивать конструкцию гасителя на подавление гидродинамического (пародинамического или газодинамического) шума конкретной частоты путем изменения настройки собственной частоты;
плавного безразборного расширения частотного диапазона эффективной работы гасителя на величину не менее двух октав;
2) имеет расширенную область применения за счет
использования гасителя в любых гидравлических (паровых или газовых) средах, в том числе и агрессивных;
расширения области подавления резонансов колебаний рабочей среды;
использования гасителя в гидравлических (паровых или газовых) системах с неограниченным внутренним (внешним) статическим давлением.

Повышение надежности и улучшение эксплуатационных качеств гасителя достигается
безразборным регулированием жесткости конструкции гасителя;
кассетным исполнением основного упруго-инерционного элемента;
возможностью оперативной замены кассетного элемента в условиях эксплуатации.

На фиг. 1 изображен гаситель пульсаций давления в напорных и сливных трубопроводах.

На фиг.2 основной упруго-инерционный элемент, выполненный в виде кассеты.

На фиг.3 сечение А-А на фиг. 2.

На фиг.4 сечение Б-Б на фиг. 2.

Гаситель пульсаций давления состоит из (фиг.1) установленной в разборном корпусе 13 с входом и выходом перфорированной конусной вставки 1 с уменьшающимся диаметром отверстий от ее входа к выходу, опирающейся своим фланцем 2 через установленные на нем с обеих сторон прокладки 3 из шумопоглощающего материала на упругие элементы в виде пружин 4, расположенных по обе стороны фланца 2 и перемещающихся по направляющим 5 между опорным и прижимным кольцами 6, 7. Гаситель снабжен толкателями 8 и дополнительным опорным кольцом 14, опорные кольца 6 и 14 установлены с упором в корпус 13, и направляющие 5 закреплены между последними. В корпусе 13 выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце 14 отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения 9 толкатели 8, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо 7, а другим в регулировочные винты 11 с навинченными на них контргайками 12. Перфорированная вставка 1, опорные и прижимные кольца 6, 14, 7, направляющие 5, пружины 4 и прокладки 3 собраны в единую кассету (фиг.2), а корпус 13 имеет прочное исполнение.

Гаситель пульсаций гидродинамического (пародинамического или газодинамического) давления в трубопроводах работает следующим образом.

По рабочей среде распространяются пульсации давления (звуковые волны) некоторой частоты и амплитуды. Звуковая волна проникает в корпус 13 гасителя через входной патрубок, перфорированная конусная вставка 1, упруго связанная с демпфирующими пружинами 4 и возбуждаемая энергией звуковой волны некоторой частоты, начинает совершать колебательные движения вдоль оси корпуса 13 гасителя. При этом происходит перераспределение энергии колебаний более низкого диапазона частот в более высокий, причем подавление колебаний будет максимально в случае совпадений частоты интенсивных звуковых колебаний среды с частотой резонансных колебаний колебательной системы "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4". Эффект диссипации достигается более развитой степенью перфорации конуса вставки 1, что позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания в высокочастотные.

В случае изменения частоты интенсивных звуковых колебаний среды (изменения режима работы нагнетающей системы) колебательная система "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4" будет совершать колебания на частоте, отличной от ее резонансной, вследствие чего эффективность снижения шума гасителя снижается. При поджатии регулировочными винтами 11 прижимного кольца 7 кассеты упругие демпферы 4 деформируются, вследствие чего увеличивается их жесткость и, соответственно, частота колебаний колебательной системы "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4". При достижении значения собственной частоты колебаний этой колебательной системы значения частоты интенсивных возмущающих звуковых колебаний возникают резонансные колебания и эффективность гашения шума гасителя становится максимальной. В случае ослабления поджатия упругих демпферов 4 вывинчиванием регулировочных винтов 11 жесткость упругих демпферов 4 уменьшается, и диапазон наибольшей эффективности гашения шума гасителем смещается в сторону более низких частот. После завершения частотной настройки работы гасителя через выходной патрубок излучается звуковая волна уменьшенной амплитуды, и во избежание его расстройки регулировочные винты 11 фиксируются от самопроизвольного проворачивания контргайками 12. ЫЫЫ2

Использование: в устройствах для гашения пульсаций или вибраций в жидкостях или газах. Сущность изобретения: перфорированная вставка 1 выполнена конусной, диаметр ее отверстий - уменьшающимся от входа к выходу. Между пружинами 4 и фланцем 2 с обеих его сторон установлены прокладки 3 из шумопоглощающего материала. Гаситель снабжен толкателями 8 и дополнительным опорным кольцом 14. Опорные кольца 6, 14 установлены с упором в корпус 13. Направляющие 5 закреплены между кольцами 6, 14. В корпусе 13 выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце 14 - отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения 9 толкатели 8, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо 7, а другим - в регулировочные винты 11 с навинченными на них контргайками 12. При этом перфорированная вставка 1, опорные и прижимное кольца 6, 14, 7, направляющие 5, пружины 4 и прокладки 3 собраны в единую кассету. 4 ил.

Гаситель пульсаций давления, содержащий установленную в разборном корпусе с входом и выходом перфорированную вставку, опирающуюся своим фланцем на упругие элементы в виде пружин, расположенных по обе стороны фланца и перемещающихся по направляющим между опорным и прижимным кольцами, и регулировочные винты, отличающийся тем, что перфорированная вставка выполнена конусной, а диаметр ее отверстий уменьшающимся от входа к выходу, между пружинами и фланцем с обеих его сторон установлены прокладки из шумопоглощающего материала, гаситель снабжен толкателями и дополнительным опорным кольцом, опорные кольца установлены с упором в корпус, направляющие закреплены между последними, в корпусе выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения толкатели, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо, а другим в регулировочные винты с навинченными на них контргайками, при этом перфорированная вставка, опорные и прижимные кольца, направляющие, пружины и прокладки собраны в единую кассету.