Система подачи рабочей среды к потребителю Советский патент 1992 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к системам подачи рабочей среды к потребителю и может быть использооано для снижения динамических нагрузок в гидросистемах в отраслях промышленности, связанных с разработкой, проектированием и отработкой гидросистем, обеспечивающих подачу рабочей среды одновременно к нескольким потребителям (насосам, оросительным установкам, гидроприводам и т.д.).

Известна система подачи, содержащая емкость с жидкостью, участок магистрали с запорным органом и гаситель, выполненный в виде отвода, присоединенного к участку магистрали перед запорным органом (авторское свидетельство СССР М 1298474, кл. F 16 L 55/02, 1984).

Недостаток известной системы заключается в том, что при заполнении магистра- ли с закрытым запорным органом жидкостью под высоким давлением на запорном органе может возникать экстремальное повышение давления в момент соприкосновения фронта движущейся жидкости с запорным органом. Экстремальное повышение давления может возникать также в других местах в магистрали подачи, где имеются препятствия (шайбы, сужения и т.д.) для движения фронта жидкости, а значение давления зависит от конкретного соотношения длин и диаметров основной магистрали и отводов. Кроме того, при работе системы подачи на рабочем режиме в ней могут возникать периодические пульсации давления рабочей среды, вызванные работой исполнительных органов Пульсации давления из-за отсутствия упругих и дросселирующих элементов и за счет процессов интерференции волн давления могут усиливаться или снижаться, что приводит к нестабильной подаче рабочей среды к потребителю.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система, содержащая емкость с жидкостью, соединенную с потребителем магистралью подачи, на которой последовательно установлены два запорных органа, устройство для гашения пульсации давления, сообщенное отводным патрубком с магистралью между запорными органами и выполненное в виде цилиндрического стакана с днищем (авторское свидетельство СССР № 1399573, кл. F 16 Е 55/04, 1986).

Недостатки системы заключаются в том. Что при первом заполнении трубопроводов жидкостью под высоким давлением в системе не исключена возможность возникновения экстремального повышения давления на запорных элементах и, кроме того,

возможно усиление гидравлического удара на наиболее удаленных участках из-за того, что торможение жидкости на более близких к емкости потребителях приводит к повышению на них давления, которое, распространяясь по всем участкам, вызывает дополнительный разгон жидкости на наиболее удаленных участках, увеличение скорости потока приводит к большему

0 экстремальному повышению давления при торможении в тупике. Особенно большое влияние на значение экстремального давления оказывает степень вакуумирования тру- бопроводных магистралей, что часто

5 необходимо для исключения насыщения жидкости посторонним газом, оставшимся в магистралях. В этом случае предъявляются серьезные требования по надежности трубопроводной системы.

0 Целью изобретения является повышение надежности работы за счет устранения динамических нагрузок на элементы системы подачи и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в

5 системе подачи рабочей среды к потребителю, содержащей емкость с жидкостью, соединенную с потребителем магистралью подачи, на которой последовательно установлены два запорных органа, устройство

0 для гашения пульсаций давления, сообщенное отводным патрубком с магистралью между запорными органами и выполненное в виде цилиндрического стакана с днищем, отводной патрубок установлен под острым

5 углом к оси магистрали подачи, участок магистрали подачи от места ответвления отводного патрубка до запорного органа потребителя выполнен с длиной, меньшей, чем длина отводного патрубка, который аы0 полней с диаметром, не меньшим, чем диаметр магистрали до места ответвления, и объемом, не меньшим, чем объем участка магистрали от места ответвления до запорного органа потребителя, днище стакана

5 выполнено глухим, снабжено элементом в виде заостренного тела вращения, а в стакане установлено дросселирующее устройство в виде по меньшей мере одной шайбы или трубки Вентури, установленной с зазо0 ром относительно днища

На фиг,1 показана схема системы подачи рабочей среды к потребителю с замкнутой магистралью; на фиг 2 - то же, с линейной магистралью; на фиг.З - узел I на

5 фиг.1 и 2 участок схемы с дросселирующим элементом в виде шайбь); на фиг 4 - то же, с дросселирующим элементом в виде трубки Вентури; на фиг.5 - узел II на фиг.-4

Предлагаемая система подачи содер- жит емкость 1 с жидкостью сообщенную с

потребителем 2 магистралью 3 подачи, на которой последовательно установлены запорные органы 4 и 5, устройство 6 для гашения пульсаций давления, сообщенное отводным патрубком 7 с магистралью 3 под- ачи между запорными органами 4 и 5 и выполненное в виде цилиндрического стакана с днищем 8. Магистраль 3 подачи между запорными органами 4 и 5 отвакуумирова- на. Отводной патрубок 7 установлен под острым углом а к оси магистрали 3 подачи. Участок 9 магистрали 3 подачи от места ответвления отводного патрубка 7 до запорного органа 5 потребителя 2 выполнен длиной Li, меньшей, чем длина La отводного патруб- ка 7, который выполнен с диаметром Di, не меньшим, чем-диаметр D магистрали 3 подачи до места ответвления, и объемом, не меньшим, чем объем участка магистрали от ответвления до запорного органа 5 Днище 8 стакана выполнено глухим В стакане установлено дросселирующее устройство 10 в виде по меньшей мере одной шайбы, установленной с зазором относительно днища 8.

В варианте системы подачи (фиг 4) отводной патрубок 7 с устройством б для гашения пульсаций давления установлен соосно с магистралью 3 подачи Дросселирующее устройство выполнено (фиг.5) в виде по меньшей мере одной трубки Венту- ри 11.

Устройство б для гашения пульсаций снабжено рассеивателем 12, выполненным в виде заостренного тела вращения, закреп- ленного на глухом днище соосно с отверстием дросселирующего устройства 10 и 11.

Система подачи работает следующим образом

В исходном состоянии деаэрированная жидкость содержится под давлением в емкости 1 и отделена от потребителя 2 запорными органами 4 и 5, последовательно установленными на магистрали 3 подачи, полость которой между запорными органа- ми 4 и 5 отвакуумирована для исключения загрязнения жидкости газообразными продуктами. При подготовке системы подачи к работе по команде вскрывается запорный орган и жидкость поступает в отвакуумиро- ванную магистраль 3 подачи. Поток жидкости, заполняющей магистраль 3, поступает по магистрали 3 к местам ответвлений А, В и С (фиг. 1-4) и разветвляется. При этом часть потока поступает к близлежащему по- требителю 2 и тормозится на закрытом запорном органе 5, что приводит к образованию волны повышенного давления. При этом амплитуда давления определяется параметрами затормозившейся

жидкости на участке от точки D до запорного органа 5 и не является экстремальной для гидравлической системы. Образовавшаяся волна повышенного давления становится источником давления, который усиливает разгон жидкости на участке от точки D до дросселирующего устройства 10. Такой процесс при отсутствии гасителя б пульсации приведет к экстремальному повышению давления в гидравлической магистрали и выходу всей системы из строя, однако установка гасителя 6 на отводе с длиной и объемом, большими соответственно, чем длина Li и объем то точки D до запорного органа 5, приводит первоначально к снижению избыточного давления (преобразованию избыточного давления в скорость движения потока), а затем к гашению на дросселирующем устройстве 10. Выбор параметров проходного сечения дросселирующего устройства 10 осуществляется из условия обеспечения плавного торможения потока, исключающего экстремальное повышение давления выше определенного (допустимого) значения, которое зависит от прочностных характеристик гасителя 6 и отвода 7. Для исключения выхода устройства 6 для гашения пульсаций давления из строя в момент торможения струйного сечения через рассеиватель 12 днище 8 стакана снабжено элементом, выполненным в виде заостренного тела вращения, который рассеивает струю жидкости, кроме того, рзссе- иватель 12 увеличивает фронт поверхности жидкости, что приводит к образованию паровой подушки в камере гашения и снижению значения экстремального давления в момент полного заполнения гасителя 6 и торможения в нем фронта жидкости. Выполнение дросселирующего устройства 10 в виде трубки Вентури 11 существенно изменяет гидродинамические процессы в системе подачи, а именно: за счет наличия плавного сужения потока исключен рост давления перед трубкой Вентури, а расширение в ней потока на выходе подготавливает его к взаимодействию с днищем 8 стакана (или рассеивателем 12), обеспечивая плавное изменение направления потока, что снижает нагрузки на элементы гасителя 6 и повышает надежность системы в целом. После торможения в гасителе б трубка Вентури снижает значение давления, проникающего из гасителя 6 в гидросистему.

После заполнения магистрали 3 у ближайшего потребителе И начинается процесс заполнение у следующего потребителя 2, npi этом на поток жидкости практически не влияет поеышенное давление, появившееся а заполненном гасителе 6. Процессы гашения скорости движения жидкости и возникающего приторможении среды избыточного давления происходят аналогичным образом. Для того, чтобы существенно снизить нагрузки на запорный орган 5, его предпочтительно соединять с магистралью 3 и гасителем 6 согласно фиг.4. В отом случае упрощается конструкция узла (не нужны плавные отводы) и сокращаются габаритные размеры (уменьшаются длины Li и L.2).

Формула изобретения. . 1. Система подачи рабочей среды к потребителю, содержащая емкость с упругим разделителем, заполненным жидкостью, соединенную с потребителем магистралью подачи, на которой последовательно установлены два запорных органа, устройство для гашения пульсаций давления, сообщенное отводным патрубком с магистралью подачи между запорными органами и выполненное в виде цилиндрического стакана с днищем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы путем снижения динамических нагрузок на Элементы системы подачи при заполнении жидкостью отвакуумированного участка магистрали, ограниченного запорными органами, стабилизации давления жидкости, подаваемой к потребителю, и упрощения конструкции,, отводной патрубок установлен под острым углом к оси магистрали подачи, участок магистрали подачи от места ответвления отводного патрубка до запорного органа потребителя выполнен длиной и объемом, меньшими, чем соответственно длина и объем отводного патрубка, который выполнен с диаметром, не меньшим, чем диаметр магистрали до места ответвления, днище стакана выполнено глухим и в стакане установлено дросселирующее устройство в виде по меньшей мере одной шайбы, установленной с зазором относительно днища.

2.Система по п. 1,отличающаяся тем, что, с целью снижения гидродинамического давления на запорный орган потребителя, отводной патрубок с устройством для гашения пульсации давления установлен соосно с магистралью подачи, а запорный орган потребителя - под острым углом к магистрали подачи.

3.Система по п. 1,отличающаяся тем, что дросселирующее устройство выполнено в виде по меньшей мере одной трубки Вентури

4.Система по пп. .отличающаяся тем, что стакан снабжен рассекателем в виде заостренного тела вращения, закрепленного основанием на глухом днище стакана соосно с отверстием дросселирующего устройства.

Использование: для снижения динамический нагрузок в гидросистемах. Сущность изобретения: упругий разделитель емкости заполнен жидкостью. Емкость 1 соединена с потребителем магистралью 3 подачи, на к-рой последовательно установлены два заа- Ы ить ти на на апорных органа 4 и 5. Устр-во 6 для гашения пульсаций сообщено отводным патрубком с магистралью 3 между органами 4 и 5 и выполнено в виде цилиндрического стакана с днищем. Патрубок установлен под острым углом к оси магистрали 3, участок к-рой от места ответвления патрубка до органа 5 выполнен длиной и объемом меньше, чем соответственно длина и объем патрубка. Диаметр патрубка не меньше, чем диаметр магистрали 3 до места ответвления. Днище выполнено глухим. В стакане установлено дросселирующее устр-во в виде по меньшей мере одной шайбы, установленной с зазором относительно днища. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.ч s 5 и

гх

Фиг, 5