Пневмогидроаккумулятор Советский патент 1989 года по МПК F15B1/04 

S

(Л

Изобретение может быть использовано в гидросистемах буровых установок. Цель изобретения - уменьшение габаритов пневмогидроаккумулятора. Каждый компенсатор (К) 1, 2 имеет пневматическую и гидравлическую полости 7, 8 и разделитель 9. Давление зарядки К 1 с меньшим рабочим давлением равно давлению разрядки К 2 с большим рабочим давлением. К 1, 2 выполнены с переменным объемом. Кол-во К выбирается в зависимости от максимального и минимального давлений в системе. 3 ил.

Я 1

О5 Ю

Фиг.Г

Изобретение относится к аккумуляторам энергии жидкости, демпферам пульсаций давления, и может быть использовано в различных гидросистемах, в которых рабочее давление является переменным, например, в гидроприводе универсального привентора буровой установки, в гидросистеме бурового насоса.

Цель изобретения - уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображена схема пневмогид- роаккумулятора-демпфера, установленного в гидросистеме; на фиг. 2 - схема работы ПГА при изменении рабочего давления в гидросистеме; на фиг. 3 - относительное уменьшение объема предлагаемого ПГА по сравнению с прототипом при разных отношениях давления зарядки и разрядки.

Пневмогидроаккумулятор (фиг. 1) содержит компенсаторы 1, 2, 3, коллектор 4, магистраль 5, соединяющую аккумулятор с источником давления, и магистраль 6, соединяющую ПГА с гидросистемой, в которой необходимо гасить пульсации давления. Каждый компенсатор содержит пневматическую полость 7, гидравлическую полость 8, и разделитель 9. Объем компенсатора 1, в котором давление разрядки равно минимальному давлению в гидроприводе Рмин относится к объему компенсатора 2 или 3, как отношение

Рзар/Рраз ТГ 1/3 (Рзар/Рраз)Количество компенсаторов в ПГА определено по выражению

(Рмакс/Рмии)

N 1п(Рзар/Рра:,)

При отношении 2,- 2.

Рраз1/2

При отношении--- 8 (Рмакс 8; )

Рмин Рзар

и при-- 2 .

Рраз

Пневмогидроаккумулятор работает следующим образом.

Пусть объем газа 1/г , необходимый для надежного гашения пульсаций давления, равен 50 л. Это значит, что в конце каждого диапазона давлений, т. е. когда давление в компенсаторе достигнет значения Р™Р, объем газа в ПГА, воспринимающий пульсацию, должен быть не менее 50 л. Следовательно, исходя из изотермического процесса сжатия в ПГА, номинальная вместимость компенсатора 1 равна

Рзар,

У НОМ V 1 Vp

Рра

- 50-2- юо л.

При изменении давления в первом диапазоне от Рраз, 1 до Рзар| 2 МПа объем газа в компенсаторе 1 уменьшится до 50 л, что

0

5

0

5

и необходимо для надежного гашения пульсаций давления (фиг. 2 а, б).

Во втором диапазоне изменения давления

ОТ Рразг 2 ДО Рзар2 4 МПа ТЗКЖС НбОбХОДИмо, чтобы при РзаРг 4 объем газа в компен- саторах 1 и 2, работающих в этом диапазоне, был равен 50 л. Поэтому номинальная вместимость компенсатора 2 1/номг V2 и оставшийся объем газа в компенсаторе 1 должны составлять в сумме 100 л, тогда Уном2 У2 100- Vr , 100-50 50 л.

При увеличении рабочего давления в гидросистеме от 2 до 4 МПа компенсатор 1 дозаряжается, а компенсатор 2 заряжается

ЖИДКОСТЬЮ. ВсЛеДСТВИе ТОГО, ЧТО Рзар/РРаз

2, объем газа уменьшится при изотермическом процессе сжатия вдвое: в компенсаторе 1 с 50 л до 25 л и в компенсаторе 2 - с 50 л до 25 л, что в сумме опять составит 50 л (фиг. 2 в). Аналогичный процесс будет наблюдаться в третьем диапазоне давлений

ОТ Рраз, 4 ДО Рзарз 8 МПа.

Так как объем л (фиг. 2 в), то после сжатия газа, когда давление в гидросистеме будет Рзар3 Рмакс 8 МПа, Объем газа в компенсаторе 1 будет равен 12,5 л, в компенсаторе 2-12,5 л, в компенсаторе 3 - 25 л, что в сумме составляет необходимые 50 л газа (фиг. 2 г).

Таким образом, предлагаемый ПГА обеспечивает надежное демпфирование пульсаций давления во всем интервале изменения рабочего давления при уменьшенных габаритах самого ПГА.

Формула изобретения

Пневмогидроаккумулятор, содержащий по меньшей мере два компенсатора с равным отношением давлений зарядки и разрядки, причем давление зарядки компенсатора с меньшим рабочим давлением равно давлению разрядки последующего компенсатора с большим рабочим давлением, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, компенсаторы выполнены с переменным объемом, при этом объемы первого компенсатора с минимальным рабочим давлением и каждого из последующих выбираются из соотношения

VlР ар/Рраз

Vz... (Рзар/Рраз)-1

где V - объем первого компенсатора; 1/2...N -объем каждого из последующих

компенсаторов;

N - количество компенсаторов; Рзар, Рраз-давления зарядки и разрядки

в компенсаторах,

а количество компенсаторов определяется соотношением

55,/П(Рмакс/Рми..)

Х /п(Рзар/ Рра.,;

где Рмакс, Рит. - максимальное и минимальное давления в системе.

0

5

0

5

50

7 fЈ Zl A

US ZL K

I

I

/

ceHJwaJ™dt

0ffufA ш-Щ.

VQOl л

WJb/8 d

ШШЧ

шш

Фиг. 3