Способ гашения гидроудара и устройство для его осуществления

 

Использование: в гидросистемах для гашения двусторонних гидроударов. Сущность изобретения: рассеивание энергии волны давления в потоке деформированием двух упругих элементов в виде разнесенных вдоль потока заполненных газом оболочек с различными модулями упругости и перекрытием потока между упругими элементами при прохождении волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной, для чего в трубопроводе установлены съемная основная и дополнительная демпфирующие секции (ДС), каждая из которых включает кожух, в котором размещены торообразные оболочки, охватывающие перфорированную обечайку, и прерыватель потока, выполненный в виде полой вставки, установленной между ДС с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки.клапанного узла с опорным элементом и двумя нормально открытыми запорными элементами, расположенными по обе стороны опорного элемента с возможностью противоположного перемещения от него при открытии и перекрытии проточного тракта при их посадке на опорный элемент. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) ((1} (я)5 F 16 3 55/045

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 5021731/29 (22) 13.12.91 (46) 07.04.93. Бюл. N 13 (75} В,А,Калаев, А.И.Калаев и С.А-.Калаев (73) В,А.Калаев (56) Патент США ¹ 2896667, кл. 138-30, опублик. 1959.

Патент США ¹ 33003355661133, кл. 138-30, опублик. 1962. (54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ГИДРОУДАРА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в гидросистемах для гашения двусторонних гидроударов. Сущность изобретения: рассеивание энергии волны давления в потоке деформированием двух упругих элементов в виде разнесенных вдоль потока заполненных газом оболочек с различными модулями упругости и перекрытием потока между упругими элементами

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в гидросистемах, подверженных действию гидроударов большой интенсивности.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности гашения как прямых, так и непрямых гидроударов высокой интенсивности.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства: на фиг, 2 — продольный разрез устройства в сборе: на фиг. 3 и 4 — сечения

А-А и Б-Б на фиг, 2; на фиг. 5 — в увеличенном размере элемент клапанного узла: на фиг, 6 — вариант выполнения запорного элемента.

Устройство для гашения гидроудара содержит демпфирующую съемную секцию 1, включающую кожух 2, перфорированную обечайку 3 и упругий элемент (позицией не при прохождении волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной, для чего в трубопроводе установлены съемная основная и дополнительная демпфирующие секции (ДС). каждая из которых включает кожух, в котором размещены торообразные оболочки, охватывающие перфорированную обечайку, и прерыватель потока, выполненный в виде полой вставки, установленной между ДС с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки.. клапанного узла с опорным элементом и двумя нормально открытыми запорными элементами, расположенными по обе стороны опорного элемента с возможностью противоположного перемещения от него при открытии и перекрытии проточного тракта при их посадке на опорный элемент. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил, обозначен) в виде заполненных сжатым газом торообразных деформируемых оболочек 4. размещенных в кожухе 2 и охватывающих перфорированную обечайку С

3. При этом демпфирующая секция 1 уста- QO новлена в трубопроводе 5 с сообщением (..) проточной части последнего с внутренней О полостью 6 обечайки 3. Устройство снабже- 0 но дополнительной демпфирующей секцией

7 и прерывателем 8 потока, которые могут быть выполнены съемными.

Прерыватель 8 потока выполнен в виде полой вставки 9, установленной между секциями I и 7 с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки

9 клапанного узла 10 с опорным элементом

11 и двумя нормально открытыми запорныяи элементами 12 и 13. Запорные элементы

12 и 13 расположены по обе стороны опор1808066

10

40 ного элемента 11 с возможностью противоположного перемещения от опорного элемента 11 при открытии, и перекрытия проточного тракта при их посадке на опорный элемент 11, а давление сжатого газа в одной из демпфирующих секций больше, чем в другой.

Опорный элемент 11 может быть выполнен в виде продольных ребер 14 жесткости, закрепленных на стенках полой вставки 9, Каждый из запорных элементов 12 и 13 может быть выполнен в виде пары поворотных заслонок соответственно 15 и 16, связанных между собой посредством пружины

17 растяжения, размещенной между ними, и соединенных посредством шарнирного узла 18 с ребрами 14 жесткости, В качестве такого узла может быть использован шаровой шарнир (на чертеже не показан), Согласнодругому варианту выполнения (фиг. 2) каждый из запорных элементов 12 или 13 может быть выполнен в виде плоского клапана 19 (см. фиг. 6), подпружиненного конической пружиной соответственно 20 относительно опорного элемента 11, при этом пружина 20 закреплена на элементе 11 большим диаметром, B состав дополнительной секции 7 входят кожух 21, перфорированная обечайка 22 и размещенные между ними деформируемые торообразные оболочки 23.

Предварительно рассчитывают размеры секций 1 и 7, живые сечения обечаек 3 и

22, давления в оболочках 4 и 23, Соответствующим образом изготовленные узлы устройства устанавливают в трубопроводе 5.

При нормальной работе без гидроударов среда проходит через единый проточный тракт устройства, в том числе через зазоры между ребрами 14 и открытые в этом случае отверстия клапанного узла 10, При возникновении прямого гидроудара, распространя1ощегося по направлению стрелки 24, волна повышенного давления на его фронте закрывает поворотные заслонки 4

15 и 16 запорного элемента 12 (закрытое положение показано пунктиром на фиг. 5), преодолевая сопротивление пружины 17, удерживающей упомянутые заслонки в открытом состоянии. Повышенное давление в 5 отсеченной зоне гасится деформацией оболочек 4 основной демпфирующей секции 1, заполненных сжатым газом под давлением, равным гидростатическому давлению в потоке. Одновременно в зоне за клапанным узлом 10 происходит движение жидкости по инерции, сопровождающееся снижением давления. При этом происходит деформация (расширение) оболочек 23 дополнительной демпфирующей секции 7, компенсирующее снижение давления в потоке, При проходе через клапанный узел 10 отраженной волны закрывается запорный элемент 13 и гашение волн повышенного и пониженного давления происходит в порядке, обратном описанному выше. Такой же процесс происходит при непрямом гидроударе, Закрытие и открытие каждого из запорных элементов 12 и 13 происходит неодновременно. Вследствие этого колебательные процессы в трубопроводе 5 ослабляются, а не усиливаются.

После открытия обоих запорных элементов 12 и 13 происходит восстановление сплошности потока.

Вариант исполнения, представленный на фиг. G, предотвращает накопление твердых частиц в клапанном узле, Гашение гидроудара осуществляют путем рассеивания энергии волны давления в потоке деформированием двух упругих элементов с различными модулями упругости в виде заполненных сжатым газом деформируемых оболочек 4 и 25, разнесенных относительно друг друга вдоль потока, при этом при прохождении в потоке волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной поток в зоне между упругими элементами перекрывают.

Деформируемые оболочки одного из упругих элементов заполняют сжатым газом до давления равного, а другого — до давления, меньшего гидростатического давления в потоке.

Формула изобретения

1, Способ гашения гидроудара путем рассеивания энергии волны давления в потоке деформированием упругих элементов, отл и ч а ю щ ийс я тем,что рассеивание энергии волны давления осуществляют на двух упругих элементах с различными модулями упругости в виде заполненных сжатым газом деформируемых оболочек. разнесенных одна относительно другой вдоль потока, при этом при прохождении в потоке волны давления или разрежения с интенсивностью соответственно выше или ниже заданной поток в зоне между упругими элементами перекрывают.

2. Способ по и, 2, отличающийся тем, что деформируемые оболочки одного из упругих элементов заполняют сжатым газом до давления равного, а другого — до давления, меньшего гидростатического давления в потоке.

1808066

Фиг. I

24 — в3. Устройство для гашения гидроудара, содержащее демпфирующую съемную секцию, включающую кожух, перфорированную обечайку и упругий элемент в виде заполненных сжатым газом торообразных деформируемых оболочек, размещенных в кожухе и охватывающих перфорированную обечайку, при этом демпфирующая секция установлена в трубопроводе с сообщением проточной части последнего с внутренней полостью обечайки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство снабжено дополнительной демпфирующей секцией и прерывателем потока, который выполнен в виде полой вставки, установленной между секциями с образованием единого проточного тракта, и размещенного внутри вставки клапанного узла с опорным элементом и двумя нормально открытыми запорными элементами, при этом запорные элементы расположены по обе стороны опорного элемента с возможностью противоположного перемещения от опорного элемента при открытии и перекрытия проточного тракта при их посадке на опорный элемент, а давление сжатого газа в одной из демпфирующих секций больше, чем в другой.

4. Устройство по и. 3, отл и ч а ю ще ес я тем, что прерыватель потока и дополнительная демпфирующая секция выполнены съемными.

5 5. Устройство по пп. 3 или 4, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что опорный элемент выполнен в виде продольных ребер жесткости, закрепленных на стенках полой вставки.

10 6. Устройство по и. 5, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый из запорных элементов выполнен в виде пары поворотных заслонок, связанных между собой посредством пружины растяжения, размещенной между

15 ними, и соединенных шарнирно с ребрами жесткости.

7. Устройство по п. 6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в качестве шарнирного узла использован шаровой шарнир.

20 8. Устройство по пп. 3 или 4, или 5, о тл и чаю щеесятем,чтокаждыйиз запорных элементов выполнен в виде плоского клапана, подпружиненного посредством конической пружины относительно

25 опорного элемента, при этом пружина закреплена на опорном элементе большим диаметром.

1808066

Фиг. 3 .

Фиг,4 фиг. 6

Составитель В.Калаев

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор О.Кравцова

Редактор Г,Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1397 Тираж . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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