Устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов

 

Изобретение является усовершенствованием устройства по авт. св. W 1245792 и может быть использовано для защиты трубопроводов от гидравлического удара. Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства. В момент выключения насоса 2 давление в магистрали 1 снк

ССНОЗ СОВБтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИ4Х и=спуБ|ин

OQ) Ol) (Я)Б F 16 1 55/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н,А ВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18

2б

ГОсудАРстненный нОмитет

ДО изОБРетекиям и ОтнРитиям п1 и гкнт сса (61) 1245792 (21) 4608790/29 (22) 23,11.88 (46) 15.05.91. Бюл. Ф 18 (71) Харьковский инженерно-строительный институт (72) В. Н.Коваленко, Н.И. Колотило, В. Г. Панченко и С.Д. Шведуи (53) 621. 643 (088 ° 8), (56) Авторское свидетельство СССР

N3 1245792, кл. F 16 L 55/02, 1984 °

2 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ

КЛАПАНА ДЛЯ ГАШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ

УДАРОВ (57) Изобре тение является усовершенствованием устройства по авт. св, У 1245792 и может быть использовано для защиты трубопроводов от гидравлического удара. Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства. В момент выклкчения насоса 2 давление. в магистрали 1 сни1 649206

Ь!

; жается и обратный клапан 3 закрывается. Это вызывает снижение давления .на участке до обратного клапана 3, трубопроводе 11 и во внутренней полости емкости 4. В свою очередь под

is îçäåéñòâèåì отраженной волны повышенного давления растет давление под запорным органом 23 клапана 17, в трубопроводе 13 и во внутренней полости емкости 6. Понижение давления во внутренней полости емкости 4 приводит к понижению давления во внутренних полостях сильфонных разделиИзобретение относится к машино24 строению и может быть использовано в нефтехнмиче ской промышленности, те иловодоснабжении и канализации.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов.

Устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов установлено на магистрали 1 с насосом 2 и обратным клапаном 3. Уст" ройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов содержит емкость 4 с сильфонным разделителем 5 и емкость 6 с сильфонным разделителем 7. Емкости 4 и 6 4 сообщены друг с другом трубопроводами 8 и 9 через обратный клапан 10 с дросселем. Емкость 4 подключена к магистрали 1 до обратного клапана 3 с помощью трубопровода 1 1 с задвиж- 45 кой 12, а емкость 6 подключена к магистрали 1 после обратного клапана 3 с помощью трубопровода 13 с задвиж кой 14.

Емкости 4 и 6 сообщены трубопро50 водом 15 с внутренней полостью сильфонного разделителя 16 клапана 17.

Клапан 17 содержит перегородку 18, которая делит его внутреннюю полость на полости 19 и 20, причем полость 20 сообщена с атмосферой отверстием 21

Торец сильфонного разделителя 16 жестко соединен штоком 22 с запорным органом 23 клапана 17. Шток 22 разтелей 28,5,38,39,16, а также в трубопроводах 42, 8, 9,15. Повышение давления приводит к повышению давления в сильфонных разделителях 7,29, трубопроводах 35,31. Это вызывает открытие запорного органа 23 и сброс жидкости с повышенным давлением. Таким образом, после выключения насоса или при его запуске на открытую задвижку устройство автоматически обеспечивает открытие и закрытие клапана для гашения гидравлических ударов. -1 ил. мещен в направляющей втулке 24. Запо рный о р ган 2 3 о тде ляе т в хо дной 25 патрубок от сливного 26 патрубка. дифференциальный цилиндр 27 содержит сильфонные разделители 28 и 29, подвижные торцы которых жестко соединены штоком 30. Внутренняя полость разделителя 29 сообщена трубопроводом

31 через обратный клапан 32 с дросселями с емкостью 6. Полость 33 дифференциального цилиндра, расположен ная между сильфонными разделителями

28 и 29, сообщена с атмосферой через отверстие 34.

Емкость 6 сообщена трубопроводом

35 с трубопроводами 9 и 15 через обратный клапан 10. За обратным (по потоку) клапаном 3 установлена задвижка 36. Корпус дифференциального цилиндра 27 дополнительно снабжен секцией 37, в которой размещены сильфонные оболочки 38 и 39, жестко связанные со штоком 30. Полость секции

37 сообщена с атмосферой отверстием

40. Полости трубопроводов 9 и 8,42 сообщены через обратный клапан 41 с дросселирующим элементом. Состояние элементов устройства, показанных сплошными линиями, указывает на готовность устройства к .работе.

Устройство работает следующим образом.

При выключении насоса 2 давление в магистрали 1 падает и обратный клапан 3 закрывается. При этом давление на участке магистрали 1 до обратного клапана 3, а также в трубопроводе 11 и во внутренней полости еь1кости 4 продолжает снижаться, а

1649206 на участке магистрали 1 после обра-,= ного клапана 3 во входном патпубке под запорным органом 23 клапана 17, в трубопроводе 13 и во внутренней полости емкости 6 после возврата отраженной волны начинает повышаться.

Понижение давления во внутренней полости емкости 4 приводит к понижению давления во внутренних полостях сильфонных разделителей 28,5,38,39 и 16, а также в трубопроводах 42,8, 9,15, соединяющих и полости. . Повышение давления во внутренней полости емкости 6 приводит к повышению давления во внутренних полостях сильфонных разделителей 7 и 29, а также в трубопроводах 35 и 31, соединяющих эти полости. При определенном соотношении давлений в магистрали 1 по обе стороны обратного клапана 3 усилие на запорном органе 23 клапана 17 становится больше усилия на торец сильфонного разпелителя 16, эапорный орган 23, передвигаясь вверх, открывает отверстие входного па трубка, в следствие че го начин ае тся сброс жидкости из магистрали 1 после обратнсго клапана 3. Поскольку силы, действующие на торцы сильфонных разделителей 39 и 38, равны, а соотношения площадей торцов сильфонных разделителей 28 и 29 принчты равными соотношению площадей торцов сильфонного разделителя 16 и запорного органа 23 клапана 17, то вместе с открытием клапана 17 начнется движение вверх торцов, сильфонных разделителей 29,28,38 и 39.

При открытии клапана 17 рабочая жидкость из внутренней полости сильфо нного разделителя 1 6 по трубо проводам 15 и 9 через полость сильфонного разделителя 39 и трубопроводу

8 перетекает во внутреннюю полость сильфонного разделителя 5. При этом сильфонный разделитель 16 сжимается, а разделитель 5 растягжзается,. Перетекание рабочей жидкости по трубопроводу 8 осуществляется через открытый потоком обратный клапан 41. Одновременно с открытием клапана 17 и движением торцов сильфонных разделителей 28, 29, 30 и 39 вверх под действием повышенного давления сильфонный разделитель 7 начинает сжиматься, выдавливая рабочую жидкость по трубопроводам 35 и 9 через сильфонный разделитель 39 и трубопровод 8 во

Bн трепкюю полость сильфонного раз» делителя 5, а о трубопрозЛду 31 внутреннюю полбсть сильфонного разделителя 29. Обратные клапаны 10 и 32 закрываются потоком и перетекание рабочей жидкости происходит через дроссельные отверстия в этих клапанах.

По мере наполнения рабочей жидкостью сильфоиный разделитель 29 растягивается. При этом растягивается и сильфонпый разделитель 38, а разделители 28 и 39 сжимаются. Рабочая

j5 жидкость иэ внутренней полости сильфонного разделителя 39 по трубопроводу 8 перетекает во внутреннюю полость сильфонного разделителя 5, а из внутренней полости разделителя 28 частично во внутреннюю JTQJIocTb разделителя 38, а частично по трубопроводу 42 во внутреннюю полость .сильфонного разделителя 5. После открытия клапана 17 торец сильфопного разделителя 39 плотно перекрывает входное отверстие трубопровода 9, так как сила, действующая на торец сильфонного разделителя 29, больше силы, действ: ющей на торец разделителя 28..Время

30 перекрытия регулируется подбором диаметра отверстия дросселя в обратном клапане 22.

Перекрытие входного отверстия трубопровода 9 во внутречней полости сильфонного разделителя 39 приводит к тому, что рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 7 начинает перетек.ать во внутреннюю полость сильфонного раздели40 теля 16 клапана 17, повышая в ней давление до его значения в магистрали 1 после обратного клапана 3. Поскольку площадь торца сильфонного разделителя 16 больше площади запор45 ного органа 23 клапана 17, то последний постепенно закрывается и слив жидкости из магистрали 1 прекращается. Время закрытия клапана 11 определяется диаметром отверстия в дрос«О селе обратного клапана 10.

Повышение давления во внутренней полостч сильфонного разделителя 16 и в трубопроводе 15 вызывает повышение дазления и в трубопроводе . Однако, 55 так как на торцы сильфонных разделителей 28, 38 и 39 с разных сторон действуют практически одинаковые силы, а площадь входного отверстия трубопровода 9 меньше площади торца

49206

7 сильфонного разделителя 29, то после закрытия клапана 17 трубопровод 9 остается плотно закрытым торцом сильфонного разделителя 39. Положение элементов устройства после закрытия клапана 17 показано на чертеже пунктирными линиями

При пуске насоса 2 на открытую задвижку на магистрали. давление в ней до обратного клапана 3 повышает ся, что приводит к открытию обратного клапана 3 и повьппению давления в трубопроводе 11 во внутренних полостях емкости 4, сильфонных разделителей 5,28,38 и 39 и в трубопроводах

42 и 8 ° Повышение давления во внутренних полостях сильфонных разделителей 28,39 и 38 приведет к тому, что, поскольку площадь торца сильфонного разделителя 28 больше площади торца разделителя 29, усилие на торец разделителя 28 становится больше . усилия на торец разделителя 29 и торцы разделителей 28,29, 38 и 39 начнут двигаться вниз. При этом сильфонные разделители 28.и 39 будут растягиваться, а разделители 29 и 38 сжиматься. Одновременно с движением торцов сильфонных разделителей 38, 39,28 и 29 начнет сжиматься сильфонный разделитель 5, выдавливая рабочую жидкость по трубопроводу 42 во внутреннюю полость сильфонного разделителя 28 и по трубопроводу 8 во внутреннюю полость разделителя 39. Обратный клапан 41 закрывается потоком и перетекание рабочей жидкости происходит через дроссельное отвер.стие в этом клапане. Сжимаясь, сильфонный разделитель 38 выдавливает рабочую жидкость во внутреннюю полость сильфонного разделителя 28, а разделитель 29 по трубопроводу 31 практически полностью выдавливает рабочую жидкость во внутреннюю полость сильфонного разделителя 7 и лишь незначительную часть по трубо проводам 35 и 9 через дроссельное отверстие в закрываемом потоком обратном клапане 10. Перетекание рабочей жидкости по трубопроводу 31 осуществляется через открытый пото-ком обратный клапан 32. По мере наполнения рабочей жидкостью сильфонный разделитель 7 растягивается.

Так как перетекание рабочей жидкости во внутреннюю полость сильфонного разделителя 39 ограничивается дроссельными отверстиями в обратных клапанах 10 и 41, то во внутренней полости сильфонного разделителя 39 с увеличением ее объема понижается давление. Понижение давления также имеет место в трубопроводах 9,15 и во внутренней полости сильфонного разделителя 16 клапана 17. При определенном соотношении давления во внутренней полости сильфонного разделителя 16 и давления в магистрали 1 усилие на запорном органе 23 клапана 17 становится больше усилия на торец сильфонного разделителя 16, эапорный орган 23, передвигаясь вверх, открывает отверстие входного патрубка, вследствие чего начинается сброс жидкости иэ магистрали 1. При открытии клапана 17 рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 16 по. трубопроводам

15 и 9 перетекает во внутреннюю полость сильфонного разделителя 39.

25 После открытия клапана 17 движение торцов сильфонных разделителей

28,29,38 и 39 вниз прекращается и рабочая жидкость из внутренней полости сильфонного разделителя 5 по трубопроводу 8 через внутреннюю полость разделителя 39 и по трубопроводам 9 и 15, а также из внутренней полости сильфонного разделителя 7 по трубопроводам 15 и 35 начинает перетекать вО внутреннюю пОлос Гь сильфонного разделителя 1.6, повышая в ней давление до его значения в магистралях 1.

Перетекание рабочей жидкости происходит через дроссельные отверстия.в

40 закрытых потоком обратных клапанах

l0 и 41. Так как площадь торца сильфонного разделителя 16 больше. площа" . ди запорного органа 23 клапана 17, .то последний постепенно закрывается

45 и слив жидкости из магистрали 1 прекращается. Время закрытия клапана 17 регулируется подбором диаметра дроссельного отверстия в обратных клапанах 10 и 41 таким образом, чтобы в магистрали 1 не во зник в то ричный гидравлический удар.

После запуска насоса 2 и открытия обратного клапана 3 давление в магистрали 1 до обратного клапана становится больше давления после обратного клапана на величину потерь в нем и задвижке на магистрали 1. Поэтому после закрытия клапана 17 начнется перетекание рабочей жидкости

1649206

Таким образом, и сле выключения насоса и пуске его на откритуь задвижку устройство автоматически обеспечивает открытие и закрытие клапана для гашения гидравлических ударов.

При этом обеспечивается готовность устройства к повторному срабатыванию.

Фо рмула изо бре тения

Составитель С. Кудинов

Техред С.Мигунова КоРРектоР И. Эрдейи

Редактор Ю.Середа

Заказ 1509 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

9 из внутренней полости сжимакв1егося сильфонного разделителя 5 по трубопроводу 8, через внутреннюю полость разделителя 39 и по трубопроводам 9 и 35 во внутреннюю почость растягн5 вающегося сильфонного разделителя 7.

Обратный клапан 10 при этом открывается потоком жидкости.

Когда торцы сильфонных разделителей 38,39, 28 и 29 начинают двигаться вниз, открывается входное отверстие трубопровода 9 во внутренней полости сильфонного разделителя 39.

После открытия входного отверстия трубопровода 9 устройство готово к повторному действию. Это обеспечивается соответствующим подбором объемов внутренних полостей сильфонных разделителей 7 (хранится запас рабочей жидкости) и 5 (могут быть приняты новые порции рабочей жидкости при срабатывании устройства).

Через некоторое время после запуска насоса 2, если устройство не 25 срабатывает повторно,. вся рабочая жидкость перетекает из полос и разделителя 5 во внутреннюю полость разделителя 7 и все элементы устройства занимают исходное положение. 30

Устройство управления приводом клапана для гашения гидравлических ударов по авт. св. Ф 1245792, о т— личающее ся тем, что, сцелью повыше ия эффек гивности в работе, устройс".íî снабжено обратным клапаном .с дросселирующим элементом, корпус дифференциального цилиндра снабжен дополнительной секцией, в которой размещены сильфонные оболочки, при этом полость секции сообщена с атмосферой, сильфонные оболочки жестко связаны со штоком дифференциального цилиндра, а их полости сообщены с полостью сильфонного разделителя большего диаметра, причем полость сильфонной оболочки, закрепленной на конце штока, сообщена через обратный клапан с дросселирующим элементом.