Устройство для гашения гидравлического удара

 

I..УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ГВДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА, содержащее участок тонкостенной трубы с некруговой формой поперечного сечения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения гидравлического удара при многоразовом использовании, на трубе установлены упругое и жесткоекольца сопряженные между собойпо эквидистантным цилиндрическим поверхностям с аналогичной трубе формой поперечного сечения, причем упругое кольцо жестко соединено с трубой и выполнено с переменной толщиной стенки и двумя разновеликими осями симметрии I поперечного сечения, причем боль- ЙЛ шая ось этого сечения расположена подуглом к большей оси сечения трубы. J / if

2773 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) 5 16 Ь 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3460644/25-08 (22) 02.07.82 (46) 07.11.83, Бюл. 9 41 (72) В.С. Дудников, Ю,С. Михеев и И.Г. Галимов (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им, 300-летия воссоедис нения Украины с РЬссией ,(53) 621.643(088.8) (56). 1. Патент США 2051019, кл. 138-30, опублик. 1936, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 699277, кл. F 16 Ь 55/04, 1978„.

3. Авторское свидетельство СССР

9 687307, кл. Р 16 Ь 55/04, 1973 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЯБНИЯ

ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА, содержащее участок тонкостенной трубы с некруговой формой поперечного сечения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности гашення гидравлического удара при многоразовом использовании, на трубе установлены упругое и жесткое кольца, сопряженные между собой по эквидистантным цилиндрическим поверхностям с аналогичной трубе формой поперечного сечения, причем упругое кольцо жестко соединено с трубой и выполнено с переменной толщиной стенки и двумя разновеликими осями симметрии поперечного сечения, причем боль- . шая ось этого сечения расположена под углом к большей оси сечения трубы.

1052 77:1

?. Устройство по и, l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что толщина упругого кольца по большей оси симметрии выполнена больше толщины кольца по малой оси.

3, Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между упруИзобретение относйтся к устройствам для гашения энергии, шума, гидравлических ударов и может быть испо ьзовано во всех отраслях народного хозяйства, связанных с неста- 5 ционарным течением жидкости.

Известно устройство для гашения колебаний давления жидкости, выполненное в виде установленных в корпусе, заполненном сжатым газом, внутренних оболочек с поперечным сечением некруговой плоскоовальной формы Ц, Устройство недостаточно надежно из-за возможности утечки сжатого га- 15 за.

Известно устройство для гашения . колебаний давления, включающее демнфирующую камеру, имеющую в поперечном сечении форму эллипса (2) . 20

Недостатком данного устройства является то, что. оно не может быть использовано при работе с большими давлениями из-за податливости стенок демпфирующей камеры. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является устройство для гашения гидравлического удара, содержащее участок тонкостенной тру-30 бы с некруговой формой поперечного

"ечения $3/ .

Однако известное устройство характеризуется> недостаточной. эффективностью гашения гидравлического удара при многоразовом .использовании.

Цель изобретения — повышение эф- 40 фективности гашения гидравлического удара при многоразовом использовании е гим и жестким кольцами размещены тела качения.

4, Устройство по и. 1, о т л ич а ю.щ е е с я тем, что между жестким кольцом и трубой установлена возвратная пружина.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для гашения гидрав— лического удара, содержащем участок тонкостенной трубы с некруговой формой поперечного сечения, на трубе установлены упругое и жесткое кольца, сопряженные между собой по эквидистантным цилиндрическим поверхностям с аналогичной трубе формой поперечного сечения, причем упругое кольцо жестко соединено с трубой и выполнено с переменной толщиной стенки и двумя разновеликими осями симметрии поперечного сечения, причем большая ось этого сечения расположена под углом к большей оси сечения трубы.

Кроме того, толщина упругого кольца по большей оси симметрии выполнена больше толщины кольца по малой оси.

Между упругим и жестким кольцами размещены тела качения.

Между жестким кольцом и трубой установлена возвратная пружина.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид;:на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1 (с расположением элементов устройства, соответствующим статическому давлению в магистралу); на фиг. 3 — то же (с расположением элементов устройства в момент демпфирования гидравлического удара).

Устройство для гашения гидравлического удара содержит присоецинительную арматуру 1 и 2, участок тонкостенной трубы 3 с некруговой, нарример овальной, формой поперечного сечения. На трубе 3 в средней ее части установлено упругое кольцо 4, жестко соединенное с трубой. На кольцо 4 через одноразмерные тела 5 качения установлено жесткое кольцо б, (052773 4

Кольцо 4 выполнено с переменной тол— шиной стенки и имеет две оси симметрии поперечного сечения Х-Х и Y-Y.

Наружная поверхность кольца 4 имеет в поперечном сечении форму, аналогичную форме поперечного сечения использованной трубы 3. Кольцо 4 установлено на трубе 3 так, что большая ось его поперечного сечения Х-Х не совпадает с большой осью сечения !О трубы Z-Z на угол 0(,.

Толщина кольца 4 по его большой оси симметрии Х-Х выполнена больше толщины по малой оси Y"Y поэтому овальность наружной поверхности коль- )5 ца 4 больше, чем для трубы 3. При этом полуоси малой оси трубы 3 пересекают наружную поверхность кольца о

4 под углом, отличающимся от 90

Внутренняя поверхность жесткого 2б кольца 6 выполнена эквидистантной наружной поверхности кольца 4.

На копьце 6 и трубе 3 закреплена возвратная пружина 7 растяжения.

Устройство работает следующим образом.

При стационарном режиме протекания рабочей жидкости статическое давление воспринимается стенками присое-30 динительной арматуры и 2 и трубы 3.

Стенка трубы 3 стремится приобрести

° форму круга. При этом равнодействующие сил внутреннего давления. распирающие изнутри трубу 3, направле35 ны вдоль малой оси поперечного се.чения трубы, они через упругое коль цо 4 передаются жесткому кольцу 6, Так как при этом угол давления между кольцами,4 и 6, разделенных телами

5 качения, выполнен больше угла трения, что обеспечивается подбором угла К овальности трубы 3, толщины кольца 4, то за счет клинового эффекта распорные силы образуют пару сил, которая заставляет кольцо 6 проворачиваться относительно трубы 3 и кольца 4. Этому противодействует пружина 7, создающая усилие, уравновешивающее вращающий момент на кольце 6 от распорных сил трубы при номинальном статическом давлении в магистрали. Регулируя усилие пружины 7, мож но добиться положения кольца 6, при котором поперечное сечение трубы 3 при номинальном статическом давлении 55 в магистрали соответствует таковому при отсутствии давления. При этом большая ось поперечного сечения кольца 6, определяемая углом Р, совпадает с большой осью кольца 4, смещенного на угол OL от большой оси трубы

3 (на фиг. 2 <= P!) .

При отсечке или изменении режима течения жидкости во внутренней Ilo лости трубы 3 возникает гидравлический удар, давление при.котором превышает номинальное статическое. Возникшие увеличенные распорные силы преодолевают сопротивление пружины 7, Кольцо 6 проворачивается относительно кольца 4 в сторону увеличения радиус-вектора своей внутренней поверхности, давая возможность увеличиваться малой оси трубы 3. Большая ось трубы 3 при этом уменьшается, а поперечное сечение приближается к форме круга, ЕЕа фиг. 3 поворот кольца 6 проис— ходит по направлению вращения часовой стерлки до тех пор, пока распорные силы со стороны трубы 3 не уравновесятся силой растянутой пружины 7, вплоть до превращения поперечного сечения трубы 3 в круговое.

Большая ось кольца 6, определяемая углом Pg, не совпадает с первонаГ чальным при номинальном статическом давлении в магистрали) положением большой оси кольца 4 f Pz )о - j.

Жесткое кольцо 6, вращаясь, заставляет деформироваться упругие стенки кольца 4 эквидистантно своему поперечному сечению. В зависимости от углов Ы, и PZ соответствующим образом деформируется стенка трубы 3, приводя к увеличению площади поперечного сечения трубы, а следователь— но, и объема внутренней полости, Это уменьшает давление гидроудара, энергия которого гасится на преодоле1 ние сопротивления пружины и стенок трубы при их формоизменении, При прохождении фронта волны гидроудара давление в магистрали понижается, уменьшаются распорные силы, 1 сила пружины 7 преодолевает момент пары распорных сил на кольце 6 и поворачивает Его в противоположную сторону (против часовой стрелки на фиг. 3), возвращая его в исходное состояние при номинальном статическом давлении в магистрали (фиг. 2), Устройство готово к повторному cpG батыванию.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, 105? 77 3

Составитель M. Кольцова

Редактор Ю. Ковач Техред Л.Пилипенко КорректорЛ. Ференц

Заказ 8828/30 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва Ж-35 Раушская наб.д д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 то овьпцается эффективность гашения гидравлического удара при много— разовом использовании, так как кольца выполняют роль промежуточной опоры, которая позволяет уменьшить толщину стенки трубы, что, в свою оче-. редь, позволяет избежать появления пластических деформаций в ее материа— ле при формоизменении поперечного сечения, вследствие этого упругость

5 трубы при многократном срабатывании остается постоянной,