Стенд для исследований нестационарных процессов в напорных трубопроводах гидротранспортных систем Советский патент 1982 года по МПК B65G53/30 

(5) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ

В НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ Изобретение, относится к гидротранспорту, а именно к стенду для исследований нестационарных процессов в напорных трубопроводах гидротранспортных систем, и может быть использовано в экспериментах по исследованию процессов, имеющих место при транспортировании сыпучих материалов в установках гидротранспортных систем. Известен стенд, содержащий зумпф, насос, ограничитель длины пробега вол ны удара., опытный участок трубопровода с упругим элементом для уменьшения приведенного модуля упругости Этот стенд обладает существенными недостатками: из-за того, что на участке трубопровода, в котором распространяется волна удара, шланг, заполненный воздухомj проложен по дну, при транспортировании высоконасыщенных гидросмесей возникает опасность частичной или полной закупорки; кроме того, при гидравлическом ударе шланг начинает перемещаться по поперечному сечению, что искажает действительную картину протекания процесса, следовательно, уменьшается точность исследований; имеет узкий диапазон исследований, так как без замены шланга или перезаряжения его сжатым воздухом нельзя регулировать приведенный модуль упругости, соответственно скорость распространения волны удара. Йзвес ен стенд для исследований нестационарных процессов в напорных трубопроводах гидротранспортных систем, содержащий сообщенные между собой модельные трубопроводы с упругим трубчатым элементом, зумпф и насос, всасывающий патрубок которого соединен с зумпфом, а нагнетатальный - с одним из трубопроводов ;2. Этим стендам также присущи некоторые недостатки. Так, например, нельзя регулировать (изменять) приведен396 ный модуль упругости системы без замены (без изменения сечения и объема) тРУб, имеющих в поперечном сечении форму квадрата. Кроме того, . последние не выдерживают большие давления, чтотакже уменьшает диапазон исследований. Цель изобретения -,расширение диапазона исследований ., Цель достигается тем, что каждый модельный трубопровод снабжен установленной снаружи упругого трубчатого элемента коаксиально ему металлической трубой, полость между которой и трубчатым элементом заполнена сжатым воздухом. На черетеже изображен стенд, общи вид. Стенд содержит насос 1, зумпф 2, всасывающий патрубок 3, нагнетательный патрубок 4, запорные органы (пробковые краныУ 5 и 6, ограничители длины пробега ударной волны (воздушно-гидравлический колпак) 7-10, тензометрические датчики Давления 11-18, модельные трубопроводы, вклю чающие в себя упругие элементы 19 и 20 из полимерного материала, метал лические трубы 21 и 22, подводящий сжатый воздух трубу 23, вентиль 2k, подводящие к трубопроводам сжатый воздух трубки 25 и 26, вентили 2/ и 28, манометры 29 и 30. Стенд работает следующим образом. До начала экспериментов (исследований) от источника сжатого воздуха к трубопроводам по трубе 23 подводят сжатый воздух, который к трубе подводится посредством трубки 27, а трубе 22 - посредством трубки 2б. При этом открыты вентили 2, 27 и 28 .После заполнения пространств между элементом 19 и трубой 21, а также между элементом 20 и трубой 22 сжаты воздухом под необходимым давлением (контролируется манометрами 30 и 31) закрывают вентили 2k, 27 и 28. Затем открывают краны 5 и 6.и запускают насос 1, который через патрубок 3 из зумпфа 2 всасывает гидросмесь и нагнетает в патрубок k. Гидросмесь тран спортируется по патрубку k через элементы 19 и 20 и возвращается в зумпф 2 обратно. После,установления режима, посредством датчиков 11-18 и манометров 29 и 30. фиксируют значения давлений внутри рлементов 19 и 20, а также В пространствах между ними и трубами 21 и 22. После этого мгновенным перекрыти ем кранов 5 и 6 вызывают гидравлические удары. Если хотят, чтобы он воз ник с волны повышенного давления, перекрывают кран 6, а если хотят, чтобы он возник с волны пониженного давления, то перекрывают кран 5. Одновременно при помощи датчиков давления 11-18 фиксируют характер изменения давления при гидравлическом ударе. Так как элементы 19 и 20 изготовлены из полимерных материалов и имеют возможность значительной деформации (увеличения поперечного сечения), то волна удара распространяется и в сжатом воздухе, защемленном в пространстве между ними и трубами 21 и 22. Поэтому одновременно можно фиксировать характер изменения давления в элементах 19 и 20, по которым транспортируется гидросмесь и в газовом пространстве. После зату.хания колебательного процесса открывают тот пробковый кран, перекрытием которого был вызван гид- равлический удар. В дальнейшем открывают вентили 2k, 27 и 28 и в пространствах между элементом 19 и трубой 21, а также между элементом 20 и трубой 22 закачивают новую порцию сжатого воздуха. При этом значения давлений контролируются манометрами 29 и 30 .. , Увеличение давления воздуха увеличивает его плотность. Соответственно изменяется и скорость распространения ударной волны. Увеличение плотности окружающей среды изменит CKopoctb распространения ударной волны и в элементах 19 и 20, которые изготовлены из полимерных материалов. С целью определения характера изменения давления и скорости распространения ударной волны при новых условиях прекращают подачу сжатого воздуха по трубе 23 и трубкам 25 и 26 (закрывают вентили 2k, 27 и 28) мгновенным перекрытием кранов 5 или 6, вызывают гидравлические удары. Одновременно тензометрическими датчиками давления 11-18 фиксируют характер п ротекания процесса и изменения давления. В давльнейшем эксперименты могут быть повторены в запланированном количестве. Стенд имеет очень простую конструкцию, однако позволяет проводить эксперименты в широком диапазоне и увеличить точность определения харак тера протекания процесса и. величины изменения давлений. Формула изобретения Стенд для исследований нестационарных процессов внапорных трубопро водах гидротраиспортных систем, соде жащий сообщенные между собой модель нме трубоп{зоводы с упругим трубчатым элементом, зумпф и насос, всасывающий патрубок которого соединен с зумпфом, а нагнетательный - с одним из модельных трубопроводов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, каждый модельный трубопровод снабжен установленной снаружи упругого трубчатого элемента коаксиально ему металлической тру.бой, полость между которой иттрубчатым элементом заполнена сжатым воздухом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР, № 136672, кл/В 65 G 69/20, 1960Г 2. Авторское свидетельство СССР М- 716939, кл. В 65 G 53/30, 1978 (прототип).