Автоматическое устройство для гашения гидравлических ударов Советский патент 1984 года по МПК F16L55/02 

Изобретение относится к водоснабжению, канализации и гидротранспорту, а именно к устройствам для гашения гидравлических ударов, возникающих в магистральных трубопроводах при внезапном отключении насосов. Известно устройство для гашения гидравлического удара, включающее сливной клапан, жестко соединенный с поршнем подпружиненный импульсный клапан, с помощью которого управляется сливной клапан, и гидравлический цилиндр, разделенный двумя диафрагмами и установленной между ними жесткой перегородкой со встроенными в нее обратным клапаном и регулируемым дросселем, причем нижняя диафрагма соединена со штоком сливного клапана, полость над верхней диафрагмой подключена к водоводу, а полости между диафрагмами заполнены маслом 1. Однако это устройство не может быть применено для гашения гидроударов, начинающихся с понижения давления. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому эффекту является автоматическое устройство для гащения гидравлических ударов в магистральном трубопроводе, содержащее перепускной клапан с приводным поршнем и камеру управления с запорным элементом, которая каналами сообщена с магистральным трубопроводом за и перед обратным клапаном, причем устройство снабжено краном, установленным в канале, соединяющем камеру управления с магистральным трубопроводом за обратным клапаном, а запорный элемент камеры управления выполнен в виде поплавкового затвора, закрепленного на поршне 2. Однако надежность этого устройства снижается при перекачке жидкости, загрязненной не только твердыми механическими примесями, но и мелкодисперсной взвесью, плавающими примесями. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет сокращения количества подвижных элементов и изоляции приводного поршня от загрязненной жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом устройстве для гащения гидравлических ударов, содержащем сбросную систему, установленные на одном штоке перепускной клапан с приводным порщнем и камеру управления, подключенную к трубопроводу за и перед обратным клапаном, камера управления разделена на четыре полости, две из которых сообщены между собой через обратный клапан с дрос селем, ограничены эластичными мембранами, соединены с надпорщневой полостьюприводного поршня и заполнены рабочей жидкостью, а две другие сообщены с трубопроводом. g На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, в положении, соответствующем нормальной работе насоса; на фиг. 3 - открытие гасителя после выключения насоса; на фиг. 4 - закрытие гасителя и клапана; на фиг. 5 - открытие клапана при включении насоса; на фиг. 6 - обратный клапан. Автоматическое устройство содержит корпус 1 с размещенным в нем перепускным клапаном 2 и приводным порщнем 3, жестко закрепленными на щтоке 4, и камеру управления 5. Перегородка 6 разделяет корпус 1 на верхний 7 и нижний 8 отсеки. Приводной поршень 3 образует в корпусе 1 подпорщневую 9 и надпоршневую 10 полости. Подпоршневая полость 9 сообщена с атмосферой через отверстие 11. К нижнему отсеку 8 присоединен сливной патрубок 12 и входной патрубок 13. Нижний отсек 8 снабжен штуцером 14, предназначенным для профилактической очистки. Камера управления Ь эластичными мембранами 15 и 16 разделена на четыре полости 17, la, 19 и 20. Полости 17 и 19 сообщены между собой и с надпоршневой полостью 10 трубопроводами 21 и 22. В трубопроводе 22 установлен обратный клапан 23 с дросселем 24. Полости 18 и 20 камеры управления трубопроводами 25 и 26 подключены к магистральному трубопроводу 27, соответственно, перед и за обратным клапаном. Трубопроводы 25 и 26 снабжены задвижками 28 и 29. На магистоальном трубопроводе 27 установлена задвижка 30 непосредственно за обратным клапаном 3l. К магистральному трубопроводу подключен насос 32. Автоматическое устройство входным патрубком 13 присоединяется к магистральному трубопроводу 27 за обратным клапаном 31, считая по направлению движения жидкости, при помощи вертикального патрубка 33 и задвижки 34. Камера управления 5 заполнена антикоррозионной жидкостью через щтуцер 35 при крайнем нижнем положении приводного поршня 3 и горизонтальном положении мембран 15 и 16. При включении автоматического устройства в работу задвижки 28-30 и 34 должны быть закрыты. Включение начинается с открытия задвижки 29. При открытии этой задвижки жидкость из магистрального трубопровода 27 под рабочим давлением поступает по трубопроводу 25 в полость 18 и, воздействуя через мембрану 15, антикоррозионную жидкость, заполняющую камеру управления 5 и надпоршневую полость 10, на приводной поршень 3, прижимает перепускной клапан 2 к седлу входного патрубка 13. Зате.м открываются задвижки 28, 30 и 34. При этом давление на перепускной клапан 2 снизу становится таким же, как в надпоршневой полости 10. Так как площадь приводного поршня 3 больше площади перепускного клапана 2, то последний плотно садится на седло входного патрубка 13 под действием разности сил от рабочего давления на поршень 3 и клапан 2. Мембраны 15 и 16 находятся в исходном - горизонтальном положении, поскольку давление на них уравновешено с обеих сторон. Устройство работает следуюш,им обраПри включении насоса 32 давление в магистральном трубопроводе 27 падает, и обратный клапан 31 закрывается. При этом давление на участке трубопровода 27 до обратного клапана 31, а также в трубопроводе 25 и в полости 18 продолжает снижаться, а на участке магистрального трубопровода за обратным клапаном 31, во входном патрубке 13, в трубопроводе 26, в полостях 20 и 18 после возврата отраженной волны начинает повышаться. Повышенное давление из полости 18 передается в трубопровод 21 по трубопроводу 22 через дроссель 24, так как обратный клапан 23 на трубопроводе 22 закрывается потоком жидкости. Благодаря наличию дросселя 24 повышение давления в трубопроводе 21 происходит с запаздыванием. Величина запаздывания регулируется размером отверстия в дросселе 24. При определенном соотношении давлений в магистральном трубопроводе 27 по обе стороны обратного клапана 31 усилие на перепускной клапан 2 становится больше усилия на приводной поршень 3 и перепускной клапан 2 вместе с приводным поршнем 3 перемеш.ается вверх на открытие. При движении приводного поршня 3 вверх антикоррозионная жидкость перетекает из надпоршневой полости 10 по трубопроводу 21 в полость 17. При этом давление в них становится равным давлению в магистральном трубопроводе 27 до обратного клапана 31, а мембрана 15 занимает крайнее нижнее положение. Дальнейший прогиб мембраны 15 ограничивается днишем полости 17. После открытия перепускного клапана 2 начинается сброс жидкости из магистрального трубопровода за обратным клапаном 31 через сливной патрубок 12. По мере перетекания антикоррозионной жидкости из полости 19 через дроссель 24 и трубопровод 21 в надпоршневую полость 10 давление в последней и в полости 17 повышается и становится равным давлению в трубопроводе 27 после обратного клапана. Перепускной клапан 2 вместе с приводным 3 начинает перемешаться вниз, т. е. начинается медленное закрытие гасителя, поскольку дроссель 24 замедляет перетекание жидкости, а в магистральном трубрпро воде не возникает вторичных гидроударов. После закрытия гасителя мембрана 15 занимает крайнее нижнее положение, а мембрана 16 - крайнее верхнее. После запуска насоса 32 при закрытой задвижке 30 давление из трубопровода 27 до обратного клапана 31 по трубопроводу 25 передается в полость 18, мембрана 15 выпрямляется и вытесняет антикоррозионную жидкость из полости 17 в полость 19, обратный клапан 23 открывается, обеспечивая быстрое перетекание антикоррозионной жидкости, .мембраны 16 и 17 занимают горизонтальное положение. После открытия задвижки 30 автоматическое устройство снова готово к действию. Использование предлагаемого изобретения на магистральном трубопроводе, по которому перекачивается загрязненная жидкость, позволяет повысить надежность и срок службы автоматического устройства для гашения гидроудара, а также снизить эксплуатационные расходы и затраты, связанные с последствиями его отказа в работе.

17 15

}

27/1

pf

fc

lll

фивЯ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ 21 I/ / УДАРОВ, содержащее сбросную систему, установленные на одном штоке перепускной клапан с приводным поршнем и камеру управления, подключенную к трубопроводу за обратным клапаном и перед ним, отличаю щееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет сокрашения количества подвижных элементов и изоляции приводного поршня от загрязненной жидкости, камера управления разделена на четыре полости, две из которых сообшены между собой через обратный клапан с дросселем, ограничены эластичными мембранами, соединены с надпоршневой полостью приводного поршня и заполнены рабочей жидкостью, а две другие сообщены с трубопроводом.