Устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов Советский патент 1986 года по МПК F16L55/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нефтехимической промышленности, тепловозоснаб- жении и канализации.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства путем обеспече- ния возможности его неоднократного срабатывания.

На чертеже представлено устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов.

Устройство установлено на магистрали 1 с насосом 2 и обратным клапаном 3. Устройство содержит емкость 4 с сильфоиным разделителем 5 и емкость 6 с сильфонным разделителем 7. Емкости 4 и 6 сообщены друг с другом трубопроводами 8 и 9 через обрат- ный клапан 10 с дросселем. Емкость 4 подключена к магистрали 1 до обратного клапана 3 с помош.ью трубопровода 11 с задвижкой 12, а емкость 6 подключена к магистрали 1 после обратного клапана 3 с помош.ью трубопровода 13 с задвижкой 14. Емкости 4 и 6 сообш,ены трубопроводом 15 с внутренней полостью сильфонного разделителя 16 клапана 17.

Клапан 17 содержит перегородку 18, которая делит его внутреннюю полость на по- лости 19 и 20, причем полость 20 сооб- ш,ена с атмосферой отверстием 21.

Торец сильфонного разделителя 16 жестко соединен штоком 22 с запорным органом 23 клапана 17. Шток 22 размещен в направляющей втулке 24. Запорный ор- ган 23 отделяет входной 25 патрубок от сливного 26 патрубка.

Дифференциальный цилиндр 27 содержит сильфонные разделители 28 и 29, подвижные торцы которых жестко соединены штоком 30, причем торец сильфонного разде- лителя 28 имеет диаметр больший, чем торец сильфонного разделителя 29. Внутренняя полость разделителя 28 сообщена с емкостью 4 трубопроводом 8, с емкостью 6 - трубопроводом 9 и С клапаном 17 - трубопроводом 15.

Внутренняя полость разделителя 29 сообщена трубопроводом 31 через обратный клапан 32 с дросселем с емкостью 6. Полость 33 дифференциального цилиндра, расположенная между сильфонными разделите- лями 28 и 29, сообщена с атмосферой через отверстие 34. Емкость 6 сообщена трубопроводом 35 с трубопроводами 9 и 15 через обратный клапан 10. За обратным (по потоку) клапаном 3 установлена задвижка 36. Соотношение площадей торцов сильфонных разделителей 28 и 29 выбрано равным соотношению площадей торца сильфонного. раз делителя 16 и запорного органа 23 клапана 17. Сумма площадей входных отверстий трубопроводов 8 и 9 во внутренней полости сильфонного разделителя 28 равна площади торца сильфонного разделителя 29. Внутренние полости сильфонных разделителей 5, 7, 16, 28 и 29, а также трубо0

5

5

0

0 5

проводы 8, 9, 15, 31 и 35 заполнены антикоррозионной рабочей жидкостью таким образом, что после пуска насоса 2 и открытия всех задвижек сильфонные разделители 7, 16 и 28 максимально растянуты, а разделители 5 и 29 сжаты.

В таком состоянии устройство готово к работе и показано на чертеже сплошными линиями.

Устройство работает следующим образом.

При включении насоса 2 давление в трубопроводе 1 падает и обратный клапан 3 закрывается. При этом давление на участке трубопровода 1 до обратного клапана 3, а также в трубопроводе 11 и во внутренней полости емкости 4 продолжает снижаться, а на участке трубопровода 1 после обратного клапана 3, во входном патрубке 25, в трубопроводе 13 и во внутренней полости емкости 6 после возврата отраженной волны начинает повышаться.

Понижение давления во внутренней полости емкости 4 приводит к понижению давления во внутренних полостях сильфонных разделителей 5, 28 и 16, а также в трубопроводах 8, 9 и 15, соединяющих эти полости. При определенном соотношении давлений в трубопроводе 1 по обе стороны обратного клапана 3 усилие на запорном органе 23 клапана 17 становится больше усилия на торец сильфонного разделителя 16, запорный орган 23, передвигаясь вверх, открывает отверстие входного патрубка 25, вследствие чего начинается сброс жидкости из трубопровода 1 после обратного клапана 3 через сливной патрубок 26.

При открытии клапана 17 рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 16 по трубопроводам 15 и 9 через полость сильфонного разделителя 28 и трубопровод 8 перетекает во внутреннюю полость сильфонного разделителя 5. При этом сильфонный разделитель 16 сжимается, а разделитель 5 растягивается. Одновременно с открытием клапана 17 под действием повы- щенного давления во внутренней полости емкости 6 сильфонный разделитель 7 начинает сжиматься, выдавливая рабочую жидкость по трубопроводам 35 и 9, а через сильфонный разделитель 28 и трубопровод 8 во внутреннюю полость сильфонного разделителя 5, а по трубопроводу 31 - во внутреннюю полость сильфонного разделителя 29. Обратные клапаны 10 и 32 закрываются и перетекание рабочей жидкости происходит через дроссельные отверстия в этих клапанах.

По мере наполнения рабочей жидкостью сильфонный разделитель 29 растягивается, а разделитель 28 сжимается, выдавливая рабочую жидкость по трубопроводу 8 во внутреннюю полость сильфонного разделителя 5. После открытия клапана 17 торец сильфонного разделителя 28 плотно перекрывает входные отверстия трубопроводов 8 и 9, так

как их площади равны площади торца силь- фонного разделителя 29, а давление во внутренней полости последнего больше давления в трубопроводах 8 и 9. Время перекрытия регулируется подбором диаметра отверстия дросселя в обратном клапане 32.

Перекрытие входного отверстия трубопровода 9 во внутренней полости сильфон- ного разделителя 28 приводит к тому, что рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 7 начинает перете- кать во внутреннюю полость сильфонного разделителя 16 клапана 17, повышая в ней давление до его значения в трубопроводе 1 после обратного клапана 3. Поскольку площадь торца сильфонного разделителя 16 больше площади запорного органа 23 клапа- на 17, то последний постепенно закрывается и слив жидкости из трубопровода 1 прекращается. Время закрытия клапана 17 регулируется подбором диаметра отверстия в дросселе обратного клапана 10 таким образом, чтобы в трубопроводе 1 не возник вторичный гидравлический удар.

Повышение давления во внутренней полости сильфонного разделителя 16 и в трубопроводе 15 вызывает повышение давле- ния в трубопроводе 9. Однако, так как площадь входного отверстия трубопровода 9 во внутренней полости сильфонного разделителя 28 меньше площади торца сильфонного разделителя 29, то после закрытия клапана 17 трубопроводы 8 и 9 остаются плотно закрытыми торцом сильфонного разделителя 28.

Положение элементов устройства после закрытия клапана 17 показано на чертеже пунктирными линиями.

После запуска насоса на открытую зад- вижку 36 обратный клапан 3 открывается и давление в трубопроводе 1 до обратного клапана 3 на величину потерь в обратном клапане 3 и задвижке 36 становится больше давления в трубопроводе 1 после обрат5

Q 5

0

5

ного клапана 3. Это давление по трубопроводу 11 передается во внутреннюю полость емкости 4, сжимая сильфонный разделитель 5 и повышая давление в трубопроводе 8. Сильфонный разделитель 28 растягивается, а разделитель 29 сжимается. При этом внутренняя полость сильфонного разделителя 28 в основном заполняется рабочей жидкостью из внутренней полости сильфонного разделителя 5, а рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 29 практически полностью передавливается во внутреннюю полость сильфонного разделителя 7 и лишь незначительная часть рабочей жидкости через дроссель обратного клапана 10 передавливается во внутреннюю полость сильфонного разделителя 28.

Перетекание рабочей жидкости по трубопроводу 35 осуществляется через открытый потоком обратный клапан 10. После открытия входных отверстий трубопроводов 8 и 9 во внутренней полости сильфонного разделителя 28 устройство готово к повторному действию. Это обеспечивается соответствующим подбором объемов внутренних полостей сильфонных разделителей 7 (хранится запас рабочей жидкости) и 5 (могут быть приняты новые порции рабочей жидкости при срабатывании устройства).

По окончании перетекания рабочей жидкости из внутренней полости сильфонного разделителя 29 во внутреннюю полость разделителя 7 начинается ее перетекание из разделителя 5 по трубопроводу 8, сильфонный разделитель 28 и трубопроводы 9 и 35 во внутреннюю полость разделителя 7. Обратный клапан 10 при этом открывается потоком жидкости.

Через некоторое время после запуска насоса 2, если устройство не срабатывает повторно, вся рабочая жидкость перетекает из полости разделителя 5 во внутреннюю полость разделителя 7 и все элементы устройства занимают исходное положение.