Устройство для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда

 

Использование: изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и может быть использовано для измерения давления, развиваемого грунтовыми насосами при перекачке гидросмеси, сточных и загрязненных двухфазных жидкостей. Сущность: устройство для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда включает вертикально смонтированный на пульпопроводе бачок 3 с разделительной диафрагмой 4, соединительную импульсную трубу 5 с уклоном к бачку и манометр 8. С целью повышения точности измерения и защиты манометра от пульсации давления, разделительная диафрагма 4 выполнена жесткой с отверстием по центру d_отв.≅ 0,1d_бачка , а манометр 8 присоединен к импульсной трубке через резиновую трубку 6 с зажимом 7 для ее регулируемого пережатия, при этом отношение внутреннего объема бачка к объему импульсной трубки больше степени сжатия отсеченного в бачке 3 воздуха. 2 ил.

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и может быть использовано для измерения давления, развиваемого грунтовыми насосами при перекачке гидросмеси, сточных и загрязненных двухфазных жидкостей.

Обычно давление насоса измеряется манометром, присоединяемым через импульсную трубку к пульпопроводу. Однако при перекачке загрязненных твердыми включениями жидкостей импульсная трубка и манометр забиваются. Кроме того, пульсации давления в трубопроводе за насосом наблюдаются с большой амплитудой, что затрудняет отсчет и приводит к интенсивному износу манометра.

Известно устройство для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда, включающее вертикально смонтированный на пульпопроводе бачок с разделительной диафрагмой, соединительную импульсную трубку с уклоном к бачку и манометр.

Данное техническое решение принято заявителем за прототип.

Недостатком данного устройства является необходимость заливки импульсной трубки жидкостью, не оставляя пузырьков воздуха, а также передача пульсаций давления на манометр, что значительно снижает точность измерений.

Цель устройства - повышение точности измерения и защита манометра от пульсаций давления.

Достигается поставленная цель тем, что в устройстве для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда, включающем вертикально смонтированный на пульпопроводе бачок с разделительной диафрагмой, соединительную импульсную трубку с уклоном к бачку и манометр, разделительная диафрагма выполнена жесткой с отверстием по центру диаметр d которого ≅ 0,1 d_бачка, а манометр присоединен к импульсной трубке через резиновую трубку с зажимом для ее регулируемого пережатия, при этом отношение внутреннего объема бачка к объему импульсной трубки больше степени сжатия отсеченного в бачке воздуха.

Проведенными исследованиями установлено, что технических решений со сходными признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, не имеется, т. е. предлагаемое устройство отвечает критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 и 2 показано устройство, установленное на пульпопроводе земснаряда, общий вид и разрез по бачку.

На чертежах показаны грунтовый насос 1, напорный пульпопровод 2, установленный на нем вертикально бачок 3 с разделительной диафрагмой 4, выполненной по центру с отверстием, диаметр которого d ≅ ≅ 0,1d_бачка. Бачок 3 соединен импульсной трубкой 5, наклоненной к бачку, резиновой трубкой 6 с зажимом 7 для ее регулируемого пережатия, с манометром 8.

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

При остановленном насосе 1 напорный пульпопровод 2 опорожнен от жидкости и заполнен воздухом, так как на всасывающей линии грунтового насоса нет обратного клапана. При пуске насоса 1 пульпопровод 2 заполняется водой, и воздух, находящийся в бачке 3 и импульсной трубке 5, захлопывается и сжимается. При этом вода заполняет нижнюю часть бачка, и уровень воды в нем поднимается до тех пор, пока давление сжатого воздуха не уравновесит давление воды. Согласно закону Бойля-Мариотта, P₁˙V₁= P₂·V₂, где Р₁ - начальное, в данном случае атмосферное давление; V₁ - объем воздуха в начальный период в бачке и трубке; Р₂ - максимальное давление, развиваемое насосом; V₂ - объем сжатого воздуха.

Устанавливая геометрические размеры бачка и трубки с объемом V₁, можно вычислить объем сжатого воздуха и определить уровень раздела воздуха и воды в бачке. Уровень воды в бачке 3 должен быть ниже начала импульсной трубки 5, при этом вода не будет попадать в импульсную трубку, что исключает ее забивку грунтом. Во избежание образования водяных "пробок" в трубке от конденсата, она прокладывается с уклоном к бачку. С целью уменьшения амплитуды пульсаций давления на манометре 8 предусматривается выполнение разделительной диафрагмы 4 с отверстием по центру d ≅ 0,1d_бачка. Через отверстие диафрагмы перетекает жидкость при пульсации давления. Зная частоту и амплитуду пульсаций, исходную и конечную, определяется d отверстия как для истечения воды из отверстия по обычным формулам гидравлики. Также для этой цели жесткая импульсная трубка 5 заканчивается гибкой резиновой трубкой 6, к которой присоединен манометр 8. На резиновой трубке 8 смонтирован зажим 7, которым можно пережимать резиновую трубку, регулируя проходное сечение болтами зажима. При пульсации давления воздух в трубке дросселирует через сжатое сечение. Регулируя поджатие, добиваются снижения амплитуды пульсаций на манометре 8 до необходимой величины для стабильных измерений. Стабилизация измеряемой величины давления одновременно исключает износ механизма манометра. Основным требованием для надежной работы устройства является ее герметичность. Утечка сжатого воздуха предотвращается тем, что система должна быть смонтирована с полной герметичностью. В связи с этим в конструкцию устройства для дросселирования воздуха введена резиновая трубка 6 с зажимом 7 для ее пережатия. (При использовании в качестве дросселя вентиля обычного исполнения через его сальниковое уплотнение будет происходить утечка воздуха).

При остановке насоса 1 давление в напорном пульпопроводе 2 падает, сжатый в трубках 5 и 6 воздух вытесняет гидросмесь из бачка 3 в пульпопровод 2 и бачок самоочищается, для чего необходимо, чтобы отношение внутреннего объема бачка к объему импульсной трубки было больше степени сжатия отсеченного в бачке воздуха. (Это требование подтверждается соответствующим расчетом).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОСМЕСИ В ПУЛЬПОПРОВОДЕ ЗЕМСНАРЯДА, включающее насос, соединенный с напорным пульпопроводом, который сообщен с нижней частью вертикально установленного бачка, имеющего разделительную диафрагму и верхней частью сообщенного с заполненной сжатым воздухом и установленной с уклоном к бачку импульсной трубкой, и манометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и защиты манометра от пульсаций давления, разделительная диафрагма выполнена жесткой с центральным отверстием диаметром d_отв ≅ 0,1 dбачка, причем манометр присоединен к импульсной трубке посредством резиновой трубки с зажимом для ее пережатия, а отношение внутри объема бачка к объему импульсной трубки больше степени сжатия отсеченного в бачке воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2