ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ В ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Российский патент 1999 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической промышленности и тепловодоснабжении, и предназначено для гашения пульсаций давления и расхода в трубопроводных системах.

Известен "Гаситель колебаний давления для гидравлических магистралей" (см. ав. св. N 1006850, МКИ F 16 L 55/04, от 21.10.81 г.), содержащий цилиндрический корпус закрытый с двух сторон крышками с входным и выходным патрубками, с размещенной в нем перфорированной трубой.

Более близок по своей технической сущности "Гаситель колебаний давления и расхода в пневмогидравлических системах" (см. ав. св. N 1681126, МКИ F 16 L 55/04, от 14.07.89.), содержащий цилиндрический корпус, закрытый с двух сторон крышками с входным и выходным патрубками, с размещенной в нем перфорированной трубой и упругими демпфирующими элементами.

Недостатком этих гасителей является не полное использование полезного объема для гашения пульсаций давления, и отсутствие возможности снижения гидравлического сопротивления при прохождении через него потока рабочей среды.

Задачей изобретения является полное использование полезного объема для гашения пульсаций давления и возможность снижения гидравлического сопротивления гасителя.

Поставленная задача решается описываемым гасителем колебаний давления в пневмогидравлических системах, содержащим цилиндрический корпус закрытый с двух сторон крышками с входным и выходным патрубками, с размещенной в нем перфорированной трубой и упругими демпфирующими элементами, новым является то, что патрубки снабжены перфорированными трубными вкладышами размещенными с возможностью образования кольцевых тупиковых каналов между вкладышами и внутренними стенками патрубков. Кроме того, новое то, что тупиковые кольцевые каналы открытой частью сориентированы на вход и то, что перфорированные каналы в трубных вкладышах выполнены под углом к их оси, (целесообразно, чтобы диаметр трубных вкладышей составлял 0,8-0,95 диаметра патрубка, длина трубного вкладыша составляла 10-25 зазоров между вкладышем и патрубком, степень перфорации трубной вставки составляла 10-20%, размер отверстий перфорации вставки составлял 0,02-0,001 диаметра патрубка, а угол наклона бета перфорированных каналов находился в пределах 45-60^o к оси вставки).

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой, и ранее не использовалась, а это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна".

При этом повышается эффективность гашения пульсаций давления рабочей среды, надежность работы гасителя и уменьшается гидравлическое сопротивление гасителя, что ведет к снижению энергозатрат на прохождение рабочей среды.

Снабжение гасителя перфорированными трубными вкладышами позволяет увеличить пропускную способность (производительность) гасителя и эффективность гашения пульсаций давления и расхода.

При сопоставлении существенных признаков изобретения установлено, что перфорированные трубные вкладыши, установлены во всасывающем и нагнетательном патрубках, с возможностью тупиковых кольцевых каналов открытой частью сориентированных на вход рабочего потока и то, что перфорированные каналы в трубных вкладышах выполнены под углом к их оси, при этом они изменяют направление движения жидкости в кольцевом канале и на выходе перфорационных каналов на противоположное, что приводит к снижению гидравлического сопротивления всего гасителя и позволяет частично погасить пульсацию давления за счет диссипации энергии на перфорации вставки.

Так как предлагаемое устройство гасителя позволяет повысить эффективность гашения пульсаций давления, надежность работы гасителя и уменьшить его гидравлическое сопротивление, то это ведет к снижению энергозатрат на прохождение рабочей среды, что невозможно осуществить ни одним аналогичным известным устройством, то это указывает на "изобретательский уровень" предложенного устройства.

На фиг. 1, которой представлен гаситель пульсаций давления; на фиг. 2 - размещение перфорированного трубного вкладыша.

Гаситель колебаний давления и расхода в пневмогидравлических системах, содержит цилиндрический корпус 1, закрытый с двух сторон крышками 2 и 3 с входным и выходным патрубками 4 и 5 соответственно, коаксиально установленную внутри корпуса 1 перфорированную трубу 6 и равномерно размещенные вокруг перфорированной трубы упругие демпфирующие элементы 7, стянутые в пакет, и перфорированные вкладыши 8 и 9, коаксиально установленные в патрубках 4 и 5 соответственно.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость", так как возможность его осуществления подтверждается описанием его работы.

При работе гасителя рабочая среда, протекающая по магистральному трубопроводу, поступает во всасывающий патрубок. На фиг.2 показана принципиальная схема течения рабочей среды при прохождении по всасывающему (нагнетательному) патрубку. Как видно из чертежа, между трубой патрубка и перфорируемой вставкой образуется низкоскоростная пристеночная зона. Входя в патрубок поток рабочей среды разделяется на основной, перемещающийся в центре, и вспомогательный, перемещающийся вблизи внутренней поверхности патрубка. Центральный поток выполняет основную задачу транспортирования рабочей среды, вспомогательный помогает основному потоку перемещаться с большей скоростью, снижая поверхностное сопротивление трения основного потока о поверхность патрубка и частично гася колебания давления основного потока. Скорость основного потока (U) значительно выше скорости вспомогательного потока (V), а следовательно, давление в основном потоке (P_v) будет ниже, чем давление во вспомогательном потоке (Pv) в каждом сечении патрубка. Под действием разности давлений основного и вспомогательного потока меняется направление движения вспомогательного потока и направляется под углом в сторону, противоположную основному потоку через перфорации вкладыша, что ведет к снижению потерь на трение и в тоже время происходит частичное гашение пульсации давления за счет диссипации энергии на перфорации вставки.

Происходит оттеснение высокоскоростного основного потока от стенок. Далее поток через перфорационные отверстия трубы 6 заполняет полость корпуса 1 и воздействует давлением среды на демпфирующие элементы 7. При этом возникающие колебания давления приводят к деформации демпфирующих элементов 7. Гашение колебаний давления происходит за счет деформации демпфирующих элементов 7 и диссипации энергии на перфорации трубы 6 и вкладышах 8 и 9.

Раскрытые выше особенности конструкции гасителя пульсаций давления и расхода позволяют, повысить эффективность гашения пульсаций давления и расхода рабочей среды, повысить надежность работы гасителя, уменьшить сопротивление гасителя, что приведет к снижаются энергозатрат на прохождение рабочей среды и позволит значительно расширить его эксплуатационные возможности.

Использованная литература
1. Аналог: "Гаситель колебаний давления для гидравлических магистралей," авт.св. N 1006850, MKИ F 16 L 55/04, от 21.10.81 г.

2. Прототип: "Гаситель колебаний давления и расхода в пневмогидравлических системах,". авт.св. N 1681126, МКИ F 16 L 55/04, от 14.07.89.).

Гаситель предназначен для гашения пульсаций давления и расхода в трубопроводных системах. Гаситель колебаний содержит цилиндрический корпус, закрытый с двух сторон крышками с входным и выходным патрубками, с размещенной в нем перфорированной трубой и упругими демпфирующими элементами. Патрубки снабжены перфорированными трубными вкладышами, размещенными с возможностью образования кольцевых тупиковых каналов между вкладышами и внутренними стенками патрубков. Тупиковые кольцевые каналы открытой частью сориентированы на вход. Перфорированные каналы в трубных вкладышах выполнены под углом к их оси. Гаситель позволяет повысить эффективность гашения пульсаций давления и расхода рабочей среды, повысить надежность работы, уменьшить сопротивление, что приведет к снижению энергозатрат на прохождение рабочей среды и позволит значительно расширить его эксплуатационные возможности. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Гаситель колебаний давления в пневмогидравлических системах, содержащий цилиндрический корпус, закрытый с двух сторон крышками с входным и выходным патрубками, с размещенной в нем перфорированной трубой и упругими демпфирующими элементами, отличающийся тем, что патрубки снабжены перфорированными трубными вкладышами, размещенными с возможностью образования кольцевых тупиковых каналов между вкладышами и внутренними стенками патрубков. 2. Гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что тупиковые кольцевые каналы открытой частью сориентированы на вход. 3. Гаситель колебаний по п. 1, отличающийся тем, что перфорированные каналы в трубных вкладышах выполнены под углом к их оси.