Клапан для гашения гидравлическихудАРОВ Советский патент 1981 года по МПК F16K47/02 F16L55/02 

Изобретение относится к устройствам защиты трубопроводов от гидравлических ударов, которые находят применение в шахтном водоотливе, мелиора ции, водоснабжении и т.д. Известны устройства для гашения гидравлических ударов, состоящие из подводящего и сливного патрубков, кор пуса, эластичной мембраны, крьшзки с упругим объемом, предохранительного клапана, сливной трубки П 1. Однако наличие над мембраной большого количества воды увеличивает инерционность срабатывания устройства что с учетом непосредственного ко.нтакта воды с воздухом (при этом происходит растворение последнего) умень шает его надежность. Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты трубопровода от гидравлических ударов, включающее клапан с приводом, отделяющий трубопровод от сливной магистрали, уплотнительную мембрану, полост на которой разделена на две камеры, соединенные посредством дросселя и обратного клапана, упругого объема, связанного с трубопроводом 2 I. Однако чувствительность в данной конструкции связана с уплотняющим усилием на клапане, а наличие контакта транспортируемой жидкости и воздуха в упругом объеме сказьтается на надежности ее работы. Цель изобретения - повышение надежнЬсти клапана. Это достигается тем, что в клапане для гашения гидравлических ударов, включаницем основной клапан с мембранным приводом, отделяющий трубопровод от сливной магистрали, а иадмембранная полость ограничена крышкой с от-верстием, соединяюошм ее с упругим объемом, между крышкой и упругим объемом выполнена дополнительная камера, в которой размещен вспомогательный клапан поршневого типа, а камера снабжена перегородкой, образующей

подпоршневую полость, сообщенную каналом постоянного сечения с трубопроводом, и полость, связанную с атмосферой и надмембранной полостью.

На чертеже схематически изображен клапан для гашения гидравлических ударов.

Устройство содержит подводящий 1 и сливной 2 патрубки, соединенные с седлом 3, над которым расположены эластичная мембрана 4, армированная жестким диском 5 и прижатая по периметру к седлу крышкой 6 с отверстием, к крышке прикреплен корпус 7, внутри которого находятся перегородка 8 JB виде втулки и шток 9, жестко соединенный с поршнем 10, уплотненным эластичной мембраной 11, которая защемлена по периметру крышкой 2. Во внутренней полости крьшки 12 находится упругий объем 13. Надпоршневая .полость соединена через односторонний дроссель 14 и канал 15 с подводящим патрубком I, который подсоединен к защищаемой магистрали 16. Полости над мембраной 4 и под поршнем 10 также соединены с каналом 15 линиями I7 и 18 соответственно. Линия 17 снабжена дросселем 19. При работе защищаемой магистрали

в установившемся режиме давление через подводящий патрубок 1, трубку 15 односторонний дроссель 14,линии 17 и 18 подается в рабочие полости гасителя гидравлических ударов. Поскольку давление находится на постоянном уровне достаточно длительное время и равно рабочему как в полости под поршнем 10, так и в полости над ним, то шток 9 нижним торцом прижат к отверстию в крышке 6 и перекрывает его. Полость над мембраной 4 заперТа и в ней также давление равно рабочем в защищаемой системе, а поскольку сливной патрубок 2 соединен с атмосферой, то давление прижимает мембран к отверстиям в седле 3 и перекрывает их. Таким образом достигается герметичное перекрытие клапана и защищаемая магистраль в установившемся режиме работы не соединяется с атмосферой.

При резком возрастании давления (гидравлическом ударе) давление под поршнем 9 возрастает также быстро, а над поршнем со значительным замедлением, так как вход в эту полость задросселирован, а для того, чтобы

в ней давление поднялось, необходимо соответственно сжать упругий объем 13 т.е. через дроссель должен протечь определенный объем жидкости. Таким образом, некоторое время давление под порщнем 10 будет превьщ1ать давление над поршнем. Поршень 10 со штоком 9 перемещается вверх и открывается отверстие в крьш1ке 6. Полость над мембраной 4 соединяется с атмосферой и давление в ней резко падает. Давление же в патрубке 1 соответствует давлению в защищаемой системе, мембрана 4 поднимается вверх и жидкость из подводящего патрубка 1 устремляется в сливной патрубок 2. Происходит слив жидкости и гашение гидравлического удара. Давление в защищаемой магистрали понижается и соответственно понижается в рабочих полостях устройства. Поскольку при выуекании жидкости из полостей нет Ьольших сопротивлений потоку, давлени над поршнем и под поршнем становится равным, суммарное усилие прижимает поршень 10 вниз, и нижний торец штока 9 перекрывает отверстие в крышке 6 По линии 17 через дроссель 19 жидкост поступает в полость над мембраной 4 и накапливается в ней. Давление под мембраной 4 против сливного патрубка равно атмосферному, а над мембраной давлению в трубопроводе, поэтому мембрана 4 начинает перекрывать проходно сечение запорного органа в течение определенного времени, которое определяется параметрами дросселя 19. После того, как жрадкость заполнит полость над мембраной 4, слив прекращается. Таким образом, после гашения гидравлического удара клапан автоматически возвращается в исходное положение. При достаточно медленном повышении давления жидкость успевает перетекать через дроссель 14 в количестве, необходимом для того, чтобы сжать упругий объем 13 до величины, соответствующей давлению в системе в данный момент времени. Равнодействующая усилий на поршень постоянно направлена вниз, шток 9 прижат к отверстию в крьщ1ке 6 и клапан-гаситель постоянно закрыт.

При гидравлических ударах, начинающихся с волнь понижения давления, например, при отключении насоса клапан успевает перестроиться на давление, близкое к минимальному, так как одно