Устройство для гашения колебаний жидкости в емкости Советский патент 1983 года по МПК B65D88/12 B60P3/22 

N1 Изобретение относится к устройствам для гашения колебаний жидкости в транспортных цистернах. Известна автоцистерна, содержащая цилиндрическую емкость и укрепленные в ней волнорезы, выполненные в виде размещенных коаксиально конусообразных обечаек и плоских колец с прорезями 1. Недостатком конструкции волнорезов в автоцистерне является незначительное снижение гидравлических ударов на стенку емкости. Известна цистерна для жидкости с плавучими демпфирующими элементами, выполненными в виде пластин, соединенных между собой и связанных со стенками корпуса подпружиненными гибкими связями 2 Недостатком цистерны является малая эффективность гащения колебаний жидкости. Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является устройство для гашения колебания жидкости в емкости, содержащее вертикальные пластины, имеющие с обеих сторон направляющие ребра 3. Однако известное устройство обладает малой надежностью и не исключает появление трещин в опорах емкости и в местах креплеНия пластин. Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства путем увеличения эффективности демпфирования колебаний жидкости. Эта цель достигается тем, что в устройстве для гащения колебаний жидкости в емкости, содержащем вертикальные пластины, имеющие с обеих сторон направляющие ребра, крайние пластины установлены под углом 40-50° к продольной оси емкости, а смежные с ними пластины - перпендикулярно им, пластины соединены между собой по углам торцевых сторон гибкими элементами, при этом элементы, соединяющие крайние пластины со стенками емкости, подпружинены. Кроме того, направляющие ребра могут иметь ширину,, равную 1/3-1/5 щирины пластин, и могут быть расположены под углом 50-60° к горизонтальной плоскости. Направляющие пластины могут быть выполнены с пазами. На фиг. 1 изображено устройство для гашения колебаний жидкости в емкости, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - рязрез В-В на фиг. 3 (ребра выполнень перфорированными); на фиг. 5 то же, ребра выполнены в виде гребенки); на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 7- узел I на фиг. 1; на фиг. 8 схема действия моментов сил на пластины. Устройство для гащения колебаний в емкости содержит демпферы в виде вертикальных перфорированных пластин 1-4, закрепленных внутри емкости 5, например цистерны автомобиля, имеющей продольную 1 1 ось 6 симметрии. Цистерна может быть с различной формой поперечного сечения (окружность, овал, эллипс, прямоугольник и т. п.). Две крайние пластины 1 и 4 установлены к продольной оси 6 под углом (X, выполненным в пределах 40-50°, а смежные с ними пластины 2 и 3 - перпендикулярно им. Элементы крепления пластин 1-4 в емкости 5 выполнены в виде четырех тросов 7-10, расположенных вдоль оси б цистерны и упруго закрепленных в точках, совпадающих с вершинами прямоугольников, центры 11 которых лежат на оси б, а две из сторон 12 и 13 горизонтальны. Каждая пластина зафиксирована на тросах при помощи специальных ограничителей. Упруpgg закрепление каждого из тросов 7-10 к емкости 5 осуществляется при помощи скобы 14 и пружины 15, установленной соосно тросу. Натяжение тросов производится регулировочными щайбами 16. Каждая из пластин 1-4 снабжена направляющими ребрами 17 и 18, расположенными с обеих сторон под углом/ 50-60° по отношению к горизонтальной плоскости. Направляющие ребра 17 и 18 имеют высоту h, равную 1/3-1/5 ширины Н пластин, и могут быть изготовлены перфорированными (фиг. 4-) или с пазами (фиг. 5). Количество направляющих ребер может быть увеличено, но на каждой стороне пластин должно быть равным, а угль наклона - одинаковыми. При Необходимости, когда цистерна имеет большую протяженность, количество пластин можно увеличить, но они должны быть объединены в секции по четыре. Таких секций может быть две, три и т. д., они должны быть распределены равномерно вдоль продольной оси ,6 цистерны. Пластины могут быть выполнены с нулевой плавучестью, например, путем присоединения к ним дополнительных пластин с малым удельным весом. Цистерна 5 присоединена к раме 19 автомобиля при помощи опорных кронщтейнов 20. Устройство работает следующим образом. При резком изменении скорости транспортного средства, например при торможении, поток жидкости ударяется в каждую из четырех пластин 1-4 и передает накопленную кинетическую энергию одновременно на тросы 7-10 и пружины 15. .Последние, деформируясь, гасят накопленную кинетическую энергию, снижая динамические нагрузки, возникающие в опорных кронштейнах 20. Установка двух крайних пластин 1 и 4 под углом ОС 40-50° к продольной оси 6, а двух средних пластин 2 и 3 перпендикулярно им приводит к отражению потока, деййтвуюш.его вдоль оси цистерны, в боковые стороны. Ударяясь в боковые стенки цистерны, дробленые потоки дополнительно гасят накопленную кинетическую энергию жидкости, причем возникающие две пары сил от пластин 1, 2 и 3, 4 действуют в противоположные стороны и взаимно уравновешиваются, не оказывая воздействия на цистерну и ее опору. Наличие направляющих ребер 17 и 18, установленных под углом 50-60°, приводит к дополнительному отклонению потока жидкости, создавая вихри в вертикальных плоскостях, причем вихри от пластин 1,4 и 2,3 действуют в противоположных направлениях, не создавая опрокидывающего момента на цистерне. Одновременно действующие на пластины пары реактивных сил и моментов приводят к их отклонению в горизонтальной плоскости и повороту относительно продольной оси 6 и соответствующей деформации тросов и пружин 15, что позволяет увеличить гашение .колебаний жидкости. Аналогичный, характер взаимодействия между жидкостью и пластинами происходит и при противоположном направлении потока жидкости в емкости. Перфорация пластин и направляющих ребер увеличивает демпфирование колебаний пластин и приводит к дополнительному рассеиванию энергии потока. Выполнение пластин с нулевой плавучестью позволяет уменьщить силу натяжения тросов 7-10 и повысить их долговечность и долговечность узлов их крепления. Таким образом, устройство позволяет осуществить эффективнее демпфирование колебаний жидкости, снизить динамические нагрузки, действующие на емкость, и, тем самым повысить надежность узлов ее крепления к раме автомобиля. Пределы изменения углов с(, и соотношения h/H получены на основании экспериментальных исследований. Установлено, что выход за пределы предлагаемых интервалов значений углов и соотнощений h/H на 25% приводит к увеличению динамических нагрузок, действующих на опоры, на 10-6,5%. По сравнению с базовым устройством, используемом в автоцистерне АЦ-40 (375), предлагаемое устройство позволяет снизить динамические нагрузки на опоры в 1,8 раза. Вид в подернуто

В - В подернуто

П

Фиг. J В- В подернуто

17

Г1 ЧПЛ1Г1ПЛЛ

ДИ

/5

фиг. 5

4-4444

гч У.. А N А уГ

..

/ / 7 У / У 7 / jf

Фиг. 7

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ содержащее вертикальные пластины, имеющие с обеих сторон направляющие ребра. отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, крайние пластины установлены под углом 40-50 к прокхчьной оси емкости, а смежные с ними пластины - перпендикулярно им, пластины соединены между собой по углам торцевых сторон гибкими элементами, при этом элементы, соединяющие крайние пластины со стенками емкости, подпружинены. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие ребра имеют ширину, равную 1/3-1/5щирины пластин, и расположены под углом 50--60° к горизонтальной плоскости. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что направляющие пластины выполнены с пазами. S (Л ел ел 05 СО