Способ гашения гидроудара и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F16L55/45 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в гидросистемах, подверженных действию гидроударов большой интенсивности.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности гашения как прямых, так и непрямы) гидроударов высокой интенсивности.

На фиг. t представлена общая схема устройства; на фиг, 2 - продольный разрез устройства в сборе: на фиг. 3 и 4 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 2: на фиг. 5 - в увеличенном размере элемент клапанного узла: на фиг. б - вариант выполнения запорного элемента.

Устройство для гашения гидроудара содержит демпфирующую съемную секцию 1, включающую кожух 2, перфорированную обечайку 3 и упругий элемент (позицией не

обозначен) в виде заполненных сжатым газом торообразных деформируемых оболочек 4, размещенных в кожухе 2 и охватывающих перфорированную обечайку 3. При этом демпфирующая секция 1 установлена в трубопроводе 5 с сообщением проточной части последнего с внутренней полостью 6 обечайки 3. Устройство снабжено дополнительной демпфирующей секцией 7 и прерывателем 8 потока, которые могут быть выполнены съемными.

Прерыватель 8 потока выполнен в виде полой вставки 9, установленной между секциями 1 и 7 с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки 9 клапанного узла 10 с опорным элементом

11 и двумя нормально открытыми запорными элементами 12 и 13. Запорные элементы

12 и 13 расположены по обе стороны опороэ

о

00

о

Оч

о

ы

ного элемента 11 с возможностью противоположного перемещения от опорного элемента 11 при открытии, и перекрытия проточного тракта при их посадке на опорный элемент 11, а давление сжатого газа в одной из демпфирующих секций больше, чем в другой.

Опорный элемент 11 может быть выполнен в виде продольных ребер 14 жесткости, закрепленных на стенках полой вставки 9.

Каждый из запорных элементов 12 и 13 может быть выполнен в виде пары поворотных заслонок соответственно 15 и 16, связанных между собой посредством пружины 17 растяжения, размещенной между ними, и соединенных посредством шарнирного узла 18 с ребрами 14 жесткости, В качестве такого узла может быть использован шаровой шарнир (на чертеже не показан).

Согласно другому варианту выполнения (фиг. 2) каждый из запорных элементов 12 или 13 может быть выполнен в виде плоского клапана 19 (см. фиг. 6), подпружиненного конической пружиной соответственно 20 относительно опорного элемента 11,при этом пружина 20 закреплена на элементе 11 большим диаметром.

В состав дополнительной секции 7 входят кожух 21, перфорированная обечайка 22 и размещенные между ними деформируемые торообразные оболочки 23.

Предварительно рассчитывают размеры секций 1 и 7, живые сечения обечаек 3 и 22, давления в оболочках 4 и 23. Соответствующим образом изготовленные узлы устройства устанавливают в трубопроводе 5.

При нормальной работе без гидроударов среда проходит через единый проточный тракт устройства, в том числе через зазоры между ребрами 14 и открытые в этом случае отверстия клапанного узла 10,

При возникновении прямого гидроудара, распространяющегося по направлению стрелки 24, волна повышенного давления на его фронте закрывает поворотные заслонки 15 и 16 запорного элемента 12 (закрытое положение показано пунктиром на фиг. 5), преодолевая сопротивлелие пружины 17, удерживающей упомянутые заслонки в открытом состоянии. Повышенное давление в отсеченной зоне гасится деформацией оболочек 4 основной демпфирующей секции 1, заполненных сжатым газом под давлением, равным гидростатическому давлению в потоке. Одновременно в зоне за клапанным узлом 10 происходит движение жидкости по инерции, сопровождающееся снижением давления. При этом происходит деформация (расширение) оболочек 23 дополнительной демпфирующей секции 7,

компенсирующее снижение давления в потоке.

При проходе через клапанный узел 10 отраженной волны закрывтается запорный

элемент 13 и гашение волн повышенного и пониженного давления происходит в порядке, обратном описанному выше. Такой же процесс происходит при непрямом гидроударе. Закрытие и открытие каждого из запорных элементов 12 и 13 происходит неодновременно. Вследствие этого колебательные процессы в трубопроводе 5 ослабляются, а не усиливаются,

После открытия обоих запорных элементов 12 и 13 происходит восстановление сплошности потока.

Вариант исполнения, представленный на фиг. 6, предотвращает накопление твердых частиц в клапанном узле.

Гашение гидроудара осуществляют путем рассеивания энергии волны давления в потоке деформированием двух упругих элементов с различными модулями упругости в

виде заполненных сжатым газом деформируемых оболочек 4 и 25, разнесенных относительно друг друга вдоль потока, при этом при прохождении в потоке волны давления или разрежения с интенсивностью соответртвенно выше или ниже заданной поток в зоне между упругими элементами перекрывают.

Деформируемые оболочки одного из упругих элементов заполняют сжатым газом

до давления равного, а другого - до давления, меньшего гидростатического давления в потоке..

40

Формула изобретения

1. Способ гашения гидроудара путем рассеивания энергии волны давления в потоке деформированием упругих элементов, отличающийся тем, что рассеивание

5 энергии волны давления осуществляют на двух упругих элементах с различными модулями упругости в виде заполненных сжатым газом деформируемых оболочек, разнесенных одна относительно другой вдоль пото0 «а, при зтом при прохождении в потоке волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной поток в зоне между упругими элементами перекрывают.

5 2. Способ по п. 2, отличающийся тем, что деформируемые оболочки одного из упругих элементов заполняют сжатым газом до давления равного, а другого - до давления, меньшего гидростатического давления в потоке.

3. Устройство для гашения гидроудара, содержащее демпфирующую съемную секцию, включающую кожух, перфорированную обечайку и упругий элемент в виде заполненных сжатым газом торообразных деформируемых оболочек, размещенных в кожухе и охватывающих перфорированную обечайку, при этом демпфирующая секция установлена в трубопроводе с сообщением проточной части последнего с внутренней полостью обечайки, отличающееся тем что устройство снабжено дополнительной демпфирующей секцией и прерывателем потока, который выполнен в виде полой вставки, установленной между секциями с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки клапанного узла с опорным элементом и двумя нормально открытыми запорными элементами, при этом запорные элементы расположены по обе стороны опорного элемента с возможностью противоположного перемещения от опорного элемента при открытии и перекрытия проточного тракта при их посадке на опорный элемент, а давление сжатого газа в одной из демпфирующих секции больше, чем в другой.

4 Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- ся тем что прерыватель потока и дополнительная демпфирующая секция выполнены сьемными.

5 Устройство по пп. 3 или 4, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что опорный элемент выполнен в виде продольных ребер жесткости, закрепленных на стенках полой вставки.

6 Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е е- с я тем что каждый из запорных элементов выполнен в виде пары поворотных заслонок связанных между собой посредством пружины растяжения, размещенной между

ними, и соединенных шарнирно с ребрами

жесткости.

7. Устройство по п. 6, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что в качестве шарнирного узла использован шаровой шарнир.

8 Устройство по пп. 3 или 4, или 5, о т - ли чающееся тем, что каждый из запорных элементов выполнен в виде плоского клапана, подпружиненного посредством конической пружины относительно

опорного элемента, при этом пружина закреплена на опорном элементе большим диаметром.

Использование: в гидросистемах для гашения двусторонних гидроударов. Сущность изобретения: рассеивание энергии волны давления в потоке деформированием двух упругих элементов в виде разнесенных вдоль потока заполненных газом оболочек с различными модулями упругости и перекрытием потока между упругими элементами при прохождении волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной, для чего в трубопроводе установлены съемная основная и дополнительная демпфирующие секции (ДС), каждая из которых включает кожух, в котором размещены торообразные оболочки, охватывающие перфорированную обечайку, и прерыватель потока, выполненный в виде полой вставки, установленной между ДС с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки.клапанного узла с опорным элементом и двумя нормально открытыми запорными элементами, расположенными по обе стороны опорного элемента с возможностью противоположного перемещения от него при открытии и перекрытии проточного тракта при их посадке на опорный элемент. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил. ел с

Фиг. 2

Составитель В.Калаев Техред М.Моргентал

фиг. 6 Корректор О.Кравцова

Редактор Г.Федотов

Заказ 1397Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

фиг. 6 Корректор О.Кравцова