Устройство для гашения гидравлического удара Советский патент 1983 года по МПК F16L55/04 

-и

Фи. /

21 Устройство по п, 1, о т л и- чающееся тем, что толщина упругого кольца по большей осн симметрии выполнена больше .толщины кольца по малой оси

3, Устройство по п, 1, о т л ичающееся тем, что между упругим и жестким кольцами размещены тела качения,

4. Устройство по п I5 о т л ич а ю.щ е еСЯ тем, что между жестким кольцом и трубой установлена возвратная пружина.

I..УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ГВДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА, содержащее участок тонкостенной трубы с некру- говой формой поперечного сечения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения гидравлического удара при многоразовом использовании, на трубе установлены упругое и жесткоекольца сопряженные между собойпо эквидистантным цилиндрическим поверхностям с аналогичной трубе формой поперечного сечения, причем упругое кольцо жестко соединено с трубой и выполнено с переменной толщиной стенки и двумя разновеликими осями симметрии I поперечного сечения, причем боль- ЙЛ шая ось этого сечения располо- жена под- углом к большей оси сечения трубы. J / if

Нзрбретение относится к устройст вам для гашения энергии, шума, гидравлических ударов и может быть ис по -ьзовано во всех отраслях народного хозяйства, связанных с нестационарным течением жидкости. Известно устройство для гашения колебаний давления жидкости, выполненное в виде установленных в корпу се, заполненном сжатым газом внутренних оболочек с поперечным сечением некруговой плоскровальной формы рп. Устройство недостаточно надежно из-за возможности утечки сжатого га за. Известно устройство для гашения колебании давления, включаюш;ее демп .фирующую камеруг имеющую в поперечном сечений форму, эллипса 2J , Недостатком данного устройства является TOj что оно не может быть использовано при работе с большими .давлениями из-за податливости стено демпфируюш;ей камеры, . : Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности и достигае мому результату является устройство для гашения гидравлического удара. содержащее уч-лсток тонкостенной тру бы с некруговой формой поперечного сечения Ц,. Однако известное устройство ха- ; рактеризуётся j не тат очной эффективностью гашения гидравлического удара При многоразовом-использовавши . Цель изобретения - повьрение эффективности гашения гидравлического удара при многоразовом использованииУказанная цель достигается тем, что в устройстве для гашения гидравлического удара, содержащем участок тонкостенной трубы с некруговой формой поперечного сечения, 4fa трубе установлены упругое и жесткое кольца, сопряженные между собой по эквидистантным цилиндрическим ловерхностям с аналогичной трубе формой поперечного сечения, причем уцругое кольцо жестко соединено с тр-убой и выполнено с переменной толщиной стенки и двумя разновеликими осями симметрии поперечного сеч.ения, причем большая ось этого сечения расположена под углом к большей оси сечения трубы. Кроме, того, толщина упругого кольца по большей оси симметрии выполнена больше толшины кольца по малой оси. . Между упругим н жестким кольца1 п размещены тела к ачения, Меяоду жестким кольцом и трубой установлена возвратная прулсина. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид;,-на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1 (с расположением элементов устройства, соотватс вунзщим статическому давлению в MaracTpajiji) ; на фиг. 3 то же (с расположением элементов устройства ;в момент демпфирования гидравлического удара). Устройство для гашения гидравлического удара содержит присоединительную арматуру 1 и 2, участок тонкостенной трубы 3 с некруговой, надример овальной, формой поперечного речения. На трубе- 3 в средней ее части установлено упругое кольцо 4, жестко соединенное с трубой. На кольцо 4 через одноразмерные тела 5 качения установлено жесткое кольцо 6, Кольцо 4 выполнено с переменной тол щиной стенки и имеет две оси симметрии поперечного сечения Х-Х и Y-Y. Наружная поверхность кольца 4 имеет в поперечном сечении форму, аналоги ную форме поперечного сечения исполь зованной трубы 3, Кольцо 4 установлено на трубе 3 так, что большая ось его nonepe4Horq сечения Х-Х не совпадает с большой осью сечения трубы Z-Z на угол oL, Толщина кольца 4 по его большой оси симметрии Х-Х выполнена больше толщины по малой оси Y-Y, поэтому овальность наружной поверхности коль да 4 больше, чем для трубы 3. При этом полуоси малой оси трубы 3 пересекают наружную поверхность кольца 4 под углом, отличающимся от 90 . Внутренняя поверхность жесткого кольца 6 выполнена эквидистантной наружной поверхности кольца 4. Яа кольце 6 и трубе 3 закреплена возвратная пружина 7 растяжения. Устройство работает следующим образом. При стационарном режиме протекания рабочей жидкости статическое дав ление воспринимается стенками присое динительной арматуры 1 и 2 и трубы 3 Стенка трубы 3 стремится приобрести -форму круга. При этом равнодействуюшие сил внутреннего давления, распирающие изнутри, трубу 3, направлены вдоль матэй оси поперечного се.чения трубы, они через упругое коль цо 4; передаются жесткому кольцу 6. Так как при этом угол давления между кольцами,4 и 6, разделенных телами 5 качения, выполнен больше угла трения, что обеспечивается подбором угла oi овальности трубы 3, толшины кольца 4, то за счет клинового эффек та расяорные силы образуют пару сил, которая заставляет кольцо 6 проворачиваться относительно трубы 3 и кольца 4. Этому противодействует пру жина 7, создающая усилие, уравновеши вающее вращающий момент на кольце 6 от распоррых сил трубы при номинальном статическом давл-ении в магистрали. Регулируя усилие пружины 7, добиться положения кольца б, при котором поперечное сечение трубы 3 при номинальном статическом давлений в магистрали соответствует таковому при отсутствии давления При этом большая ось поперечного сеченИя коль 3 4 ца 6, определяемая углом/, совпадает с большой осью кольца 4, смещенного на угол Oi от большой оси трубы 3 (на фиг. 2ot ). При отсечке или изменении режима течения жидкости во внутренней полости трубы 3 возникает гидравлический удар, -давление при.котором превышает номинальное статическое. Возникшие увеличенные распорные силы преодолевают сопротивление пружины 7. Кольцо б проворачивается относительно кольца 4 в сторону увеличения радиус-вектора своей внутренней поверхности, давая возможность увеличиваться малой оси трубы 3, Большая ось трубы 3 при этом уменьшается, а поперечное сечение приближается к форме кругае На фиг. 3 поворот кольца 6 происходит по направлению вращения часовой стерлки до тех пор, пока распорные силы со стороны трубы 3 не уравновесятся силой растянутой прулшны 7, вплоть до превращения поперечного сечения трубы 3 в круговое. Большая ось кольца б, определяемая углом 2 , не совпадает с первоначальныг-1 (при нo шнaльнoм статическом давлении в магистрали) положением большой оси кольца 4 JP2 IЖесткое кольцо б, вращаясь, заставляет дефорш.1роваться упругие стенки кольца 4 эквидистантно своему поперечному сечению В зависимости от углов oi и р2 соответствующим .образом дeфop иpyeтcя стенка трубы 3, приводя к увеличению площади поперечного сечения трубы а следовательно, и объема внутренней полости. Это уменьшает давление гидроудара, энергия которого гасится на преодоление сопротивления пружины и стенок трубы при их формоизменении. При прохождении фронта волны гидроудара давление в магистрали понижается, уменьшаются распорные силы, сила прзжины 7 преодолевает момент пары распорных сил на кольце б и поворачивает его в противоположную сторону (против часовой стрелки на фиг, З), возвращая его в исходное состояние при номинальном статическом давлении в магистрали (фиг, 2), Устройство готово к повторному срабатыванию. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том. что )тонышается эффективность гашения гидравлического удара при многоразовом использовании, так как кольца выполняют роль промежуточной опоры, которая позволяет уменьшить толпщну стенки трубы, что, в свою оме-. ZH-Д редь, позволяет избежать появления пластических деформаил в ее материале при формоизменении поперечного сечения, вследствие этого упругость трубы -при многократном срабатывании остается постоянной. (.