Устройство для гашения гидравлического удара в гидротранспортных установках Советский патент 1993 года по МПК F16L55/45 F16K17/16 

Изобретение относится к области напорного трубопроводного транспорта, в частности к устройствам защиты напорных трубопроводов от резких повышений давления, возникших в результате внезапной остановки грунтового насоса и закрытия обратного клапана, закупорки трубопровода и т.п.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, т.е. упрощение конструкции, увеличение надежности и эффективности преимущественно при наличии в жидкой среде абразивных твердых частиц.

Это достигается тем, что груз связанный с просечным ударником выполнен в виде поршня, разделяющего верхнюю часть корпуса на две герметические полости, заполненных вязкой жидкостью, причем нижняя из них через разделительный элемент соединена с участком защищаемого трубопровода до обратного клапана, а верхняя - таким же образом с участком после обратного клапана.

На чертеже приведено устройство для гашения гидравлического удара в гидротранспортных установках в разрезе.

Нижняя часть корпуса 1 на защищаемом трубопроводе 2 устанавливается посредством патрубка 3 на котором смонтирована задвижка 4. Между патрубком и нижней частью корпуса закреплена разрушаемая предохранительная мембрана 5, а между нижней и верхней 6 частями корпуса закреплена гибкая диафрагма 7, к которой с нижней стороны прикреплен просечной ударник 8, а с верхней через шток 9 - поршень 10. делящий полость над диафрагмой на две герметические полости А и Б. Полость А посредством патрубка 11, на котором смонтированы задвижка 12 и 13 сообщена с полостью цилиндра 14, в котором установлен разделительный элемент - упругий - металлический сильфон 15. Полость последнего посредством патрубка 16 сообщена с участком защищаемого трубопровода 2 до-обратного клапана 17 по ходу установившегося потока. Полость Б заЁ

00

ю

hO

ю го

о

крытая крышкой 18, посредством патрубка 19, на котором смонтированы задвижки 20 и 21, сообщена с полостью цилиндра 22, в котором также установлен разделительный элемент - упругий металлический сильфом 23. полость которого посредством патрубка 24 сообщена с учетом защищаемого трубопровода 2 после обратного клапана. Полости А и Б снабжены соответственно с патрубками 25 и 26 для их заполнения вязкой жидкостью, которые закрываются герметично крышками 27. Полость В под гибкой диафрагмой, посредством патрубка 28, присоединенного к нижней части корпуса, сообщена с атмосферой, или сосудом для излива рабочей гидросмеси (на чертеже не показан) при разгрузке трубопровода, от избыточного давления во время гидравлического удара.

Устройство работает следующим образом.

После запуска грунтового насоса (на чертеже не показан), еще до того момента когда он разовьет номинальные параметры и откроется обратный клапан 17, рабочая гидросмесь через патрубок 16 начнет поступать в полость сильфона 15, размещенного в цилиндре 14. В результате сильфон начнет расплющиваться и будет передавать давле- .ние, развиваемое грунтовым насосом, вязкой жидкости, расположенной в цилиндре 14. Из последнего вязкая жидкость под давлением будет вытесняться и через патрубок 1-1 перетекать .(при этом задвижки 12 и 13 открыты) в полость А над гибкой диафрагмой 9. В результате начнет перемещаться вверх поршень 10 и повлечет за собой шток 9, диафрагму 7 и просечной ударник 8.

После развития грунтовым насосом номинальных параметров, откроется обратный клапан 17 и рабочая гидросмесь будет транспортироваться по трубопроводу 2. Из последнего гидросмесь через патрубок 24 поступит в полость сильфона 23, расположенного в цилиндре 22, Сильфон 23 будет расплющиваться и вязкая жидкость, расположенная в цилиндре 22 через патрубок 19 (при этом открыты задвижки 20 и 21) начнет перетекать в полости Б над поршнем 10, размещенного в верхней части корпуса 6.

Из-за того, что давление в сечении присоединения патрубка 16 значительно больше, чем давление в сечении присоединения патрубка 24 (в обратном клапане происходит значительные потери, к чему добавляется и потери по длине), давление, в полости А всегда будет больше, чем давление в полости Б, что и обеспечит удержание просеч- ногоударника 8 в нейтральном.показанном на чертеже положении т е он будет удален

на определенное расстояние и от разрушаемой предохранительной мембраны 5.

После установления номинального режима в трубопроводе 2, открывают задвижку 4 и мембрана 5 нагружается под рабочим давлением. Просечной ударник 8 и в таком случае должен быть удален от него на необходимом расстоянии.

Аварийный режим в гидротранспортных системах, в основном, возникает в результате внезапного выключения грунтового насоса (на чертеже не показан) и закрытии обратного клапана 17. В таком случае давление в сечении присоединения патрубка

5 16, т.е. на участке трубопровода 2 до обратного клапана по ходу установившегося потока начнет резко падать, а на участке после обратного клапан 17 также резко повышается. Соответственно давление в полости А

0 будет падать, а в полости Б повышается. В результате поршень 10 будет опускаться вниз. В этом же направлении начнет перемещаться шток 9, гибкая диафрагма 7 и просечной ударник 8. последний врежется в

5 предохранительную мембрану 5, который разорвется и тем самым произойдет разгрузка трубопровода 2 от избыточного давления, которое рабочую гидросмесь будет вытеснять в полость В, т.е. в нижней части 1

0 корпуса, а оттуда через патрубок 28 в атмосферу, или специально сооруженную емкость (на чертеже не показана).

После разгрузки системы и затухания колебательного процесса, закрывают задвижку

5 4 и меняют предохранительную мембрану 5. Для удобства и облегчения этого процесса корпус делается разъемным, а также предусмотрены задвижка 4 на патрубке 3, задвижки 12 и 13 на патрубке 11 и задвижка

0 20, 21 на патрубке 19. Задвижка 4 предотв- .ращает в процессе замены мембраны излив рабочей смеси из трубопровода 2, а остальные задвижки излив вязкой жидкости из полостей А и Б.

5в конструкции предусмотрены патрубки 25 и 26 для заполнения соответственно полостей А и Б вязкой жидкостью, которые закрываются крышками 27 герметично, Патрубки 25 и 26 предназначены для заполне0 ния полностью вязкой жидкостью полостей А и Б., патрубков 11 и 19, цилиндров 14 и 22, Это необходимое условие для мгновенной передачи импульсов трубопровода 2, т.е. для увеличения эффективности и надежно5 сти работы. Наличие вяэкбй жидкости обеспечивает также беспрепятственное перемещение поршня 10 в верхней части корпуса 6.

Использование упругих металлических сильфонов в качестве разделительных диафрагм обусловлено тем что они выдерживают большие давления, имеют хорошую упругость и достаточно большой ход, хорошо реагируют на нагрузки и меняют характеристик сравнительно незначительно.

Технико-экономический эффект предложенного устройства по сравнению с базовым объектом заключается в упрощении конструкции, увеличении эффективности и надежности срабатывания.

Формула изобретения Устройство для гашения гидравлического удара в гидротранспортных установках, содержащее разрушаемую предохранительную мембрану, гибкую диафрагму, разделяющую корпус на две сообщенные с магистральным трубопроводом части, на ко0

торой с нижней стороны закреплен просечной ударник, а с верхней стороны посредством штока - груз, отличающееся тем. что, с целью увеличения надежности и эффективности при наличии в жидкой среде абразивных твердых частиц, груз выполнен в виде поршня, жестко связанного с гибкой диафрагмой и просечным ударником и образующего две герметические полости, заполненные вязкой жидкостью, при этом нижняя полость изолирована от магистрального трубопровода посредством упругого разделительного элемента, расположенного до обратного клапана, а верхняя полость - посредством упругого разделительного элемента, расположенного после обратного клапана.

Использование: относится к устройствам защиты напорных трубопроводов от резких повышений давления, возникающих в результате внезапной остановки грунтового насоса и закрытия обратного клапана, закупорки трубопровода и т.п. Сущность изобретения: груз, связанный с просечным ударником 8 выполнен в виде поршня 10, разделяющего верхнюю часть корпуса на две герметичные полости, заполненные вязкой жидкостью, причем нижняя из них через разделительный элемент 15 соединена с участком защищаемого трубопровода до обратного клапана 17, а верхняя - через разделительный элемент 23 с участком до обратного клапана 17. 1 ил.

26

18

iQ