Гаситель гидроудара Советский патент 1993 года по МПК F16L55/45 

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, обеспечивающим гашение гидроудара, и может быть использовано как средство защиты гидравлических систем, например, в водопроводах, нефтепроводах и др.

Цель изобретения - повышение уровня надежности защиты гидросистемы в широком диапазоне динамических возмущений.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема гасителя гидроудара; на фиг, 2 - схема клапана с пластинчатым лепестковым затвором,

В состав конструкции входят следующие элементы, как то: корпус 1; клапан с пластинчатым лепестковым затвором 2; демпфирующее устройство 3, установленные как перед корпусом 1, так и после него; податливая оболочка 4, материалом которой могут быть простая резина, пористая резина, армированная резина, пружинная с таль и т.п. - материалы в зависимости от технических требований к гидросистеме; крепление 5; сердечник 6; кольцевой паз 13 с закрепленными в нем шарнирами 7 лепестков 8; упругие пластинчатые лепестки 8, минимальное количество которых, обеспечивающее закрытие живого сечения в корпусе 1, равно двум; пружина 9; конусный упор 10; зззор 11; рёбра жесткости 12.

В статическом состоянии проточная часть Гасителя гидроудара заполнена рабочей жидкостью, скорость течения ее оптимальна для рабочего процесса гидравлической системы. Корпус 1 с клапаном 2 и демпфирующие устройства 3 представляют собой Гаситель гидроудара, Податливая оболочка 4 демпфирующего устройства 3 рассчитана на оптимальное давление таким образом, что ее площадь при нормальных

условиях считается постоянной. Крепление 5 жестко фиксирует сердечник 6 относительно корпуса. 1. Кольцевой паз 13 фиксирует шарниры 7 упругих лепестков 8 с возможностью их поворота на некоторый угол. Пружины 9 прижимают упругие лепестки 8 к поверхности упора 10. Образующийся при этом зазор 11 между упругими лепестками 8 и корпусом .1 обеспечивает рабочий расход жидкости. Ребра 12 выполняют роль стабилизатора потока после его частичной турбулизации лепестками 8, находящимися в исходном положении, и упором 10.

Работа гасителя гидроудара осуществляется следующим образом.

Волковой фронт гидроудара, достигший демпфирующего устройства 3, согласно принципа Гюйгенса, распространяется в стороны с одинаковой фазовой скоростью. Однако площадь податливой оболочки 4 больше площади упора 10, воспринимающих энергию гидравлического удара. Кроме того, податливая оболочка 4 поглощает эту энергию и увеличивается в размере,, что приводит к уменьшению пикового давления и, как следствие, уменьшению фазовой скорости ударной волны в жидкости. При поступлении ударной волны в корпус 1 ее фронт взаимодействует не только с упором 10, жестко связанным с сердечником 6 и корпусом 1, его и с упругим лепестками 8, удерживаемыми пружинами 9. Давление еолны, воздействующее на упругие лепестки 8, вызывает их поворот и изгиб, в результате чего перекрывается проходное сечение в зазоре Ни тем быстрее, чем больше силы, действующие,на лепестки 8. При этом происходит диссипация большей части энергии гидроудара. .

Ребра жесткости 12 служат упором для лепестков 8, находящихся в рабочем положении и предохраняют их от разрушения.

Оставшаяся часть энергии гидравлического удара гасится на выходном демпфере 3 до расчетного значения, обеспечивающего нормальную работу гидравлической системы.

Для иллюстрации эффективности работы заявляемого гасителя гидроудара в таблице представлены результаты эксперимента по гашению гидроудара и воздушной волны. N

Приведенные данные показывают, что заявляемый гаситель гидроудара позволяет уменьшить гидродинамическое давление от

гидроудара в 36 раз, а от воздушной волны в 64 раза и обеспечивает работу гидравлической системы практически в режиме установившегося движения рабочей среды

(жидкости или газа).

Следствием устранения таких нежелательных процессов в гидравлической системе, как значительные колебания давления и расхода, ударных и вибрационных нагрузок

.является повышение ресурса и КПД нагнетательных аппаратов; повышение уровня надежности и долговечности гидросистем за счет улучшения условий работы ее узлов и элементов: уменьшение вероятности утечки перекачиваемой жидкости или газа, в том числе через стыки и фланцы трубопроводов; повышение рабочего давления перекачиваемой среды; уменьшение уровня шума системы; использование устройства в многорежимных

системах.

Совокупность новых конструктивных признаков устройства, обеспечивающих проявление новых, перечисленных выше свойств, повышает уровень надежности защиты гидросистемы в широком диапазоне Динамических возмущений, что соответст-. вует достижению цели изобретения.

Формулаизобретения

1, Гаситель гидроудара, содержащий корпус с размещенным в нем предохранительным клапаном, и демпфер, отличающийся тем, что гаситель снабжен дополнительным демпфером, а клапан выполнен

в виде неподвижного стержня с кольцевой канавкой на переднем торце, упорных элементов в виде продольных ребер жесткости, .закрепленных радиально вокруг стержня, опорного элемента и по меньшей мере двух

поворотных заслонок, связанных шзрнирно с торцем стержня, при этом демпферы размещены до и после клапана, шарниры - в кольцевой канавке, опорный элемент имеет форму расширяющегося от стержня конуса,

кромка ребер со стороны входа в гаситель наклонена к опорному элементу, а заслонки связаны между собой посредством пружины с возможностью их прилегания в исходном положении к опорному элементу, в

раскрытом - к наклонным кромкам ребер.

2. Гаситель по п. 1,отличающий- с я тем, что демпферы выполнены в виде камер с размещенными в них эластичными элементами,

X

Использование: в гидравлических исполнительных механизмах. Сущность изобретения: в корпусе размещен предохранительный клапан. Клапан выполнен в виде неподвижного стержня с кольцевой канавкой на переднем торце, упорных элементов в виде продольных ребер жесткости, закрепленных радиально вокруг стержня, опорного элемента и поворотных заслонок, связанных шарнирно с торцом стержня. Демпферы размещены до и после клапана, шарниры - в кольцевой канавке. Опорный элeмeнt имеет форму расширяющегося от стержня конуса. Кромка ребер со стороны входа в гаситель наклонена к опорному элементу. Заслонки связаны между собой пружиной с возможностью их прилегания в исходном положении к опорному элементу, в раскрытом - к наклонным кромкам ребер. Демпферы выполнены в виде камер с размещенными в них эластичными элементами. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.