СТАБИЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к средствам гашения колебаний давления и расхода рабочей среды в гидросистемах и может быть использовано в различных отраслях промышленности и энергетики.

Известен стабилизатор давления рабочей среды, содержащий перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, кожух, охватывающий центральный трубопровод с образованием расширительной полости, демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб, размещенных в расширительной полости вокруг центрального трубопровода, секции которых заглушены с торцов, установлены последовательно вдоль центрального трубопровода и закреплены своими торцами на жестких кольцах, установленных на центральном трубопроводе [патент РФ №2083908, F16L 55/04, опубл. 10.07.97].

Недостатком такого устройства является жесткое крепление упругих труб на жестких кольцах, исключающее осевую деформацию упругих труб. При колебаниях давления и сжатии упругих труб в последних возникают напряжения, ухудшающие их демпфирующие средства. Кроме того, при изменениях температуры рабочей среды возникают температурные деформации центрального трубопровода, в упругих трубах также возникают напряжения, ухудшающие их демпфирующие свойства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранный в качестве прототипа стабилизатор давления [патент РФ №2156912, F16L 55/04, опубл. 27.09.2000], содержащий перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, охваченный кожухом с образованием расширительной полости. В ней размещены демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб, секции которых заглушены с торцов и установлены последовательно вдоль центрального трубопровода. Заглушенные торцы секций укреплены в жестких кольцах с зазором между торцами соседних секций. В этих зазорах размещены упругие элементы. Жесткие кольца установлены на центральном трубопроводе и жестко соединены стяжками. Упругие трубы имеют овальное сечение, торцевые участки их секций имеют сечение в виде круга, а полости упругих труб заполнены упругодемпфирующим материалом.

Недостатком такого устройства является то, что его демпфирующие и диссипативные свойства недостаточны для гашения энергии колебаний из-за отсутствия предварительного расширения потока среды в предкамере перед демпфирующим блоком из упругих труб овального сечения и после него, отсутствия диссипативных элементов на входе и выходе из стабилизатора. Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение эффективности функционирования путем расширения потока в предкамерах и установки дополнительных диссипативных элементов внутри предкамер на присоединительных патрубках.

Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе давления, содержащем перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, охваченный кожухом с образованием расширительной полости, в которой размещены демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб овального сечения, секции которых заглушены с торцов и установлены последовательно вдоль центрального трубопровода, заглушенные торцы секций укреплены в жестких кольцах с зазорами между торцами соседних секций, в этих зазорах размещены упругие элементы, а жесткие кольца установлены на центральном трубопроводе и жестко соединены между собой, согласно изобретению кожух имеет со стороны открытых торцов центрального трубопровода две предкамеры с присоединительными патрубками, каждый из которых выполнен закрытым с одного конца, часть каждого присоединительного патрубка со стороны закрытого конца выполнена перфорированной и расположена в соответствующей предкамере.

Кроме того, одна предкамера со стороны присоединительного патрубка, предназначенного для поступления рабочей среды, может иметь форму усеченного конуса, расширяющегося по направлению к центральному трубопроводу, а другая предкамера - цилиндрическую форму.

На фиг.1 изображен общий вид стабилизатора в разрезе, а на фиг.2 узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Стабилизатор давления состоит из перфорированного центрального трубопровода 1, охваченного кожухом 2 с образованием расширительной полости и имеющего две предкамеры 3. На центральном трубопроводе 1 свободно установлены жесткие кольца 4, соединенные друг с другом стяжками 5. В кожухе 2 кольца 4 закреплены с помощью прижима 6. Демпфирующие элементы выполнены в виде упругих труб 7 овального сечения с торцевыми участками кругового сечения, заглушенных с торцов и размещенных вокруг центрального трубопровода 1. Секции 8 упругих труб 7 установлены последовательно вдоль центрального трубопровода 1 и закреплены в жестких кольцах 4 с зазором между торцами соседних секций. В этих зазорах размещены упругие элементы 9. Стяжки 5 выполнены с упорами, обеспечивающими заданное расстояние между жесткими кольцами 4, и соответственно, зазора между торцами секций 8 упругих труб. Полости упругих труб 7 заполнены упругодемпфирующим материалом в виде эластомера, металлической стружки и т.п.

Предкамеры 3 круглого сечения имеют присоединительные патрубки 10, каждый из которых выполнен закрытым с одного конца, часть 11 каждого присоединительного патрубка 10 со стороны закрытого конца выполнена перфорированной и расположена в соответствующей предкамере 3.

Упругие трубы 7 ориентированы малой полуосью по радиусам, соединяющим продольную ось центрального трубопровода 1 с продольными осями упругих труб 7, а предкамера 3 со стороны патрубка 10, расположенного со стороны подачи потока жидкости, может быть выполнена в виде усеченного конуса. Другая предкамера 3 может иметь цилиндрическую форму.

Стабилизатор давления работает следующим образом.

В исходном состоянии при поступлении рабочей среды через присоединительный патрубок 10 она проходит через перфорированные части 11 в предкамеру 3, затем по центральному трубопроводу 1 и поступает через перфорационные отверстия в расширительную полость. При возникновении пульсаций давления происходит дополнительное перетекание рабочей среды через перфорированные части 11 патрубков 10 в предкамеры 3, а затем через отверстия перфорации центрального трубопровода 1 и в расширительную полость. При этом происходит диссипация энергии колебаний на перфорационных отверстиях и за счет расширения потока в предкамере 3. Поскольку давление в расширительной полости больше, чем в полостях упругих труб 7, происходит упругое перемещение их стенок с поджатием поперечного сечения по малой оси овала, за счет чего обеспечивается увеличение объема пространства расширительной полости между упругими трубами 7, то есть необходимая степень податливости.

При поджатии стенок упругих труб 7 происходит их осевая деформация, что обеспечивается наличием зазора между заглушенными торцами соседних секций 8.

Упругие элементы 9 не препятствуют осевому перемещению торцов секций 8 и предназначены для обеспечения устойчивости конструкции. Свободная осевая деформация секций 8 исключает появление напряжений в их стенках и улучшает демпфирующие свойства упругих труб 7.

При изменении температуры среды центральный трубопровод 1 быстрее испытывает температурные деформации, которые не передаются на упругие трубы 7 вследствие свободной посадки жестких колец 4 на центральном трубопроводе 1 и не создают дополнительных напряжений в упругих трубах 7, что также способствует улучшению демпфирующих свойств упругих труб 7.

Стабилизатор давления предназначен для гашения колебаний давления и расхода рабочей среды в гидросистемах. Стабилизатор давления содержит перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, охваченный кожухом с образованием расширительной полости, в которой размещены демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб, секции которых заглушены с торцов и установлены последовательно вдоль центрального трубопровода. Заглушенные торцы секций укреплены в жестких кольцах с зазором между торцами соседних секций. В этих зазорах размещены упругие элементы. Жесткие кольца установлены на центральном трубопроводе и жестко соединены стяжками. Упругие трубы имеют овальное сечение, торцевые участки их секций имеют сечение в виде круга, а полости упругих труб заполнены упругодемпфирующим материалом. Кожух имеет две предкамеры с присоединительными патрубками, каждый из которых выполнен закрытым с одного конца, часть каждого присоединительного патрубка со стороны закрытого конца выполнена перфорированной и расположена в соответствующей предкамере. Технический результат - повышение эффективности функционирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Стабилизатор давления, содержащий перфорированный центральный трубопровод с присоединительными патрубками, охваченный кожухом с образованием расширительной полости, в которой размещены демпфирующие элементы в виде секционных упругих труб овального сечения, секции которых заглушены с торцов и установлены последовательно вдоль центрального трубопровода, заглушенные торцы секций укреплены в жестких кольцах с зазорами между торцами соседних секций, в этих зазорах размещены упругие элементы, а жесткие кольца установлены на центральном трубопроводе и жестко соединены между собой, отличающийся тем, что кожух имеет со стороны открытых торцев центрального трубопровода две предкамеры с присоединительными патрубками, каждый из которых выполнен закрытым с одного конца, часть каждого присоединительного патрубка со стороны закрытого конца выполнена перфорированной и расположена в соответствующей предкамере.2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что одна предкамера со стороны присоединительного патрубка, предназначенного для поступления рабочей среды, имеет форму усеченного конуса, расширяющегося в направлении к центральному трубопроводу, а другая предкамера имеет цилиндрическую форму.