Устройство для предупреждения аварии в случае разрушения трубопровода Советский патент 1935 года по МПК F16L55/10 F17D5/02 

Почти все гидроэлектрические станции, в особенности средних и высоких напоров, имеют трубопроводы для подачи воды под напором, из бассейнов к турбинам. Трубопроводы эти являются одним из опасных участков установки, так как в случае разрыва не только затапливается вся станция, но бывали случаи, когда сносило все здание станции. Это происходит от того, что вода под большим напором, десятками кубических метров в секунду вырываясь из разорванного трубопровода, сносит все на пути. Для предупреждения такой катастрофы, вызывающей громадные убытки, устанавливаются автоматические устройства, которые действуют на механизм, закрывающий трубопровод во всех случаях, когда скорость воды в трубопроводе увеличивается выше максимального, установленного для данного трубопровода. Таким образом, эти автоматы действуют только тогда, когда расход воды через начало трубопровода выше того расхода, который необходим при полной загрузке турбин, связанных с данным трубопроводом, т. е. если, например, при полной нагрузке турбин, питающихся от данного трубопровода, расход воды равен 15 , то указанные автоматы действуют только тогда, когда расход в начале трубопровода будет выше 15 , например 16 , т. е. в случае, если

помимо 15 , идущих для работы турбин, еще 1 будет истекать в сторону через повреждение в трубопроводе, но так как разрывы могут быть и при не догруженных турбинах, когда, например, расход на турбины равен только 5-6 , то для действия этих автоматов нужно, чтобы в сторону истекло (для приведенного случая) около 9-10 , ибо при меньших расходах скорость воды будет менее установленного на автомате. Но очевидно, что пока не действует автомат, этими девятью кубами воды разнесет все сооружение и следует отметить, что разрывы трубопроводов чаще всего бывают при нагрузках небольших, так как гидравлические удары происходят именно при сбросах нагрузки.

Также известны вообще предохранительные устройства при трубопроводах, в которых применена закрытая коробка, разделенная мембраной на две части, сообщающихся трубками с трубопроводом, и мембрана связана с приспособлением, действующим на затвор трубопровода.

Предложенное устройство относится к такого рода устройствам и заключается в том, что открытые концы трубок, сообщающие коробку с трубопроводом, введены внутрь трубопровода в начале и в конце его и загнуты против течения жидкости в этом трубопроводе

для передачи в коробку с мембраной скоростного напора начала и конца трубопровода, Этим имеется в виду получить возможность приводить устройство в действие при сравнительно небольшой утечке воды через стенки трубопровода вне зависимости от величины рабочего расхода в трубопроводе.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает устройство в разрезе по оси трубопровода; фиг. 2--разрез коробки с мембраной и замыкателем электрической цепи.

Устройство заключается в следующем. Трубка 6 (фиг. 1), изогнутая под прямым углом, установлена своим открытым концом 4 по оси трубопровода 3 в начале такового, и открытый конец трубки направлен против течения воды в этом трубопроводе. Такая же трубка 7 загнутым коленом 5 установлена по оси трубопровода 3 в конце его. Вторые концы трубок сообщены с коробкой (реле) 8. Коробка состоит из двух половинок (фиг. 2). Между фланцами половинок корпуса зажата металлическая мембрана 19. В центре мембраны 19 имеется гнездо 12, в которое упирается одним концом стержень 13. Другой конец стержня 13 упирается в гнездо на конце коленчатого рычага 14-15. Конец рычага 15 имеет электрический контакт, изолированный от рычага. Отверстие 18 соединяется с трубкой 7, а отверстие 17 с трубкой 6. Таким образом, если окажется, что разность давлений воды в трубках 7 и б (хотя бы немного) выше определенного предела, то мембрана 19 прогнется и посредством стержня 13 повернет рычаг 14-/5 на некоторый угол, отчего замкнется контакт 16 в цепи 9 промежуточного реле 10, а промежуточное реле JO воздействует или на механизм закрытия трубопровода или на тревожную сигнализацию.

Устройство действует следующим образом. При нормальной работе трубопровода, независимо от расхода в трубопроводе, мембрана 19 находится в равновесии (в некотором среднем положении). Но как только разорвется трубопровод, в сечении трубопровода у конца 5 трубки 7, так как в первом сечении помимо расхода на турбины 2 произойдет еще расход

через разрыв, и так как при этом скорость воды у конца трубки 6 будет выше скорости воды у конца трубки 7, то следовательно и скоростное давление в трубке 6 будет выше скоростного давления в трубке 7, и поэтому мембрана J9 прогнется и автомат подействует и сейчас же закроет трубопровод, предупреждая катастрофу. Во избежание случайных действий автомата при увеличении и уменьшении нагрузки можно поставить реле времени перед промежуточными реле с выдержкой времени до 5-10 сек.

Преимущество описанного автомата заключается в том, что в момент разрыва трубопровода он предназначен реагировать на всякую утечку из трубопровода, независимо от расхода воды на турбины (или насосы и т. д.) и этим ликвидирует аварию вначале, не допуская до катастрофы.

Описанное устройство может быть применено не только при гидростанциях и не только при водопроводах, но и при газопроводах, нефтепроводах и т. д.

Предмет изобретения.

1.Устройство для предупреждения аварии в; случае разрушения трубопровода с применением закрытой коробки, разделенной мембраной на две части, сообщающихся с трубопроводом при помощи трубок, причем мембрана связана с приспособлением, действующим на затвор трубопровода, отличающееся тем, что открытые концы трубок б и 7, сообщающие коробку с трубопроводом, введены внутрь трубопровода в начале и з конце его и загнуты против течения жидкости в этом трубопроводе для передачи в коробку 77 скоростного напора начала и конца трубопровода.

2.В устройстве по п. 1 применение рычага J4-75, упирающегося в мембрану стержнем J3 и служащего для замыкания электрической цепи промежуточного реле JO, действующего на соответствующий механизм затвора трубопровода или на механизм сигнализации при прогибах мембраны вследствие определенной разности давлений, производимых на мембрану с двух сторон при утечке жидкости из трубопровода в месте разрушения его.