Гаситель гидравлических ударов Советский патент 1991 года по МПК F16K47/10 F16L55/02 

Изобретение относится к машиностроению измажет быть использовано для защиты насосных установок от гидравлических ударов.

Цель изобретения - снижение потерь рабочей среды в момент гидравлического удара.

На чертеже представлен предлагаемый гаситель.

Гаситель содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, запорный орган 4, шток 5 с поршнем б приводного цилиндра 7, надпоршневзя полость 8 которого сообщена с дросселем 9, демпфирующий элемент 10 с газовой полостью 11, эластичной перегородкой 12, жесткой перегородкой 13, дросселирующий элемент 14, импульсный клапан 15 с надпоршневой 1 б и подпоршне- вой 17 полостями, полость 18 демпфирующего элемента, дополнительный импульсный клапан 19, дополнительный дроссель 20, надпоршневую полость 21 дополнительного клапана, запорный орган 22 основного импульсного клапана, подпорш- невую полость 23 дополнительного клапана с запорным органом 24, обратный клапан 25 защищаемого трубопровода.

Гаситель гидравлических ударов работает следующим образом.

При стационарной работе насосной ус- тановки давление в полостях 11 и 18 одинаковое и равно рабочему, при этом одну часть объема полости 11 занимает сжатый газ, начальное давление которого ниже рабочего, в другую часть - антикоррозийная жид- кость. Давление во внутренней полости 16 равно рабочему, поэтому на запорный орган 22 сверху действует большая сила, чем снизу, и он находится в нижнем положении, перекрывая клапан 15. Давление в полости 21 запорного органа 24 равно давлению в трубопроводе, поэтому сила, действующая на поршень сверху, больше силы, действующей снизу, из-за разности площадей. Этот поршень также находится в нижнем поло- Зкении и перекрывает клапан 19. Давление в полости 8 над поршнем 6 равно давлению в защищаемом трубопроводе, а поскольку площадь поршня б больше площади запорного органа 4, то последний прижат к седлу и защищаемый трубопровод герметичен.

При гидравлическом ударе, начинающемся с волны понижения давления, волна через дроссель 9 с фильтром и перегородку 12 передается в полость 18 и одновременно в полость 8 через дроссель 20 в полость 21 клапана 19 и полость 16. В определенный момент времени сила, действующая на запорный орган 22 снизу, превосходит силу, действующую на него сверху, так как подпоршневое пространство сообщено газовой 11 элемента 10, а в этой полости находится сжатый газ и вход в нее осуществляется через элемент 14, имеющий большое гидравлическое сопротивление, при этом скорость падения давления в полости 11 существенно меньше скорости изменения давления в полости 18, которая равна скорости изменения давления в защищаемом трубопроводе и поэтому запорный орган 24 перемещается вверх, открывая клапан 19. При этом запорный орган 22 остается в нижнем положении, поскольку сила, действующая на него сверху, по-прежнему больше силы, действующей снизу. Поскольку клапан 19 открывается, то полость 8 поршня 6 Соединяется с атмосферой, а давление в нем падает почти до атмосферного. Под действием давления жидкости в защищаемом трубопроводе на запорный орган 4 последний поднимается вверх, вытесняя жидкость из цилиндра 7 через клапан 19 в атмосферу. Натекание жидкости через дроссель 9 ограничено сопротивлением дросселя.

Таким образом, осуществляется соединение защищаемого трубопровода с атмосферой, за счет которого происходит слив жидкости и гашение гидравлического удара.

После первого прохода ударной волны клапан 25 закрывается, происходит увеличение давления в точке подключения гасителя гидравлических ударов до уровня, определяемого сопротивлением запорного органа 4. Этот прирост давления меньше допускаемого уровня, но несколько превышает рабочее. Волна повышенного давления через дроссель 9 передается в полость 18, при этом запорный орган 22 перемещается вверх, поскольку сила, действующая на него сверху, определяется давлением в полости 11, которое к этому времени падает ниже рабочего. При этом клапан 15 открывается, соединяя полость 21с окружающей средой (натекание жидкости ограничено сопротивлением дросселя 20). Давление в полости 21 падает до атмосферного, поэтому запорный орган 24 остается в верхнем положении, а клапан 19 открытым, давление в полости 8 не увеличивается и сброс жидкости через запорный орган 4 продолжается. Одновременно эта же волна давления попадает через дроссель 9 в полость 8, однако давление в этой полости не увеличивается, поскольку клапан 19 остается открытым. Кроме того, волна повышенного давления через дроссель 20 попадает в полость 21, но изменение давления в этой полости незначительно, поскольку открыт клапан 15. Таким образом достигается то, что клапан 19 и запорный орган 4 гарантировано не закрываются в момент прихода первой волны повышенного давления Следующая волна пониженного давления, образующаяся перед клапаном 25, после второго прохождения ударной волны по защищаемому трубопроводу распространяется в полость 16, после чего запорный орган 22 перемещается вниз, перекрывая клапан 15. Эта же волна через дроссель 20 попадает в полость 21, происходит перемещение запорного органа 24 вниз, при этом сила, действующая сверху, превышает силу, действующую снизу, за счет того, что давление в полости 11 падает ниже рабочего. Клапан 19 закрывается, полость над поршнем 6 разобщается от окружающей среды. Сопротивление дросселя 9 достаточно малое, поэтому происходит натекание жидкости через него, при этом запорный орган перекрывается, восстанавливая герметичность защищаемого трубопровода. Гидравлический удар при этом процессе не возникает, поскольку расход через запорный орган 4 мал и он открывается в момент прихода второй отраженной волны.

Формула изобретения Гаситель гидравлических ударов,содержащий установленный на участке магистрали корпус с входным и выходным

0

5

0

5

патрубками, внутри которого размещен запорный орган с закрепленным на штоке поршнем приводного цилиндра, надпорш- невая полость последнего сообщена через дроссель с входным патрубком и демпфирующим элементом, выполненным в виде камеры с газовой полостью, имеющей замкнутую эластичную перегородку и незамкнутую жесткую перегородку с дросселирующим элементом, импульсный клапан, сообщенный надпоршневой полостью с газовой полостью демпфирующего элемента, а подпоршневой полостью с полостью демпфирующего элемента между эластичной и жесткой перегородками, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь рабочей среды в момент гидравлического удара, он снабжен дополнительным дросселем, при этом последний соединен с входным патрубком и надпоршневой полостью дополнительного клапана, разобщенной запорным органом основного клапана отокру- жающей среды, подпоршневая полость дополнительного клапана сообщена с надпоршневой полостью основного, а надпор- шневая полость приводного цилиндра разобщена от окружающей среды запорным органом дополнительного импульсного клапана.

30

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты насосных установок от гидравлических ударов. Цель изобретения - снижение потерь рабочей среды в момент гидравлического удара. При гидравлическом ударе, начинаюК 13 18 щемся с волны пониженного давления, волна через дроссель (Д) 9, эластичную перегородку 12 передается в полости 18 и 8, кроме того, через дополнительный дроссель (ДД) 20 в полость 21 клапана (К) 19 и полость 16. Это приводит к тому, что открываются запорные органы К15 и 19, которые обеспечивают открытие запорного органа 4 и сброс жидкости с избыточным давлением из магистрали в окружающую среду через входной 2 и выходной 3 патрубки. Скорость открытия и закрытия в К 15 и 19 регулируется дросселирующим элементом 14 и ДД 20. Следующее за повышенным давлением понижение давления приводит к перекрытию К 15 и 19 и соответственно закрытию запорного органа 4 и сокращению потерь рабочей среды. 1 15 16 22 17 21 Ё 24 23 ( 00 О 20