Устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости

 

Сущность изобретения: устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости содержит диспергатор 7, газовый баллон, регулирующие клапаны и патрубки для подвода 3 и отвода 2 жидкости. Оно снабжено корпусом 1, выполненным в виде герметичной емкости, диффузором 4, направляющими лопатками 5, отбойным листом 6, датчиком 15 уровня, компрессором и малошумным дросселем. Патрубки для подвода и отвода жидкости соединены с нижней частью корпуса, при этом патрубок для подвода жидкости соединен с корпусом через диффузор 4. Направляющие лопатки 5 размещены в корпусе со стороны выхода диффузора 4. Диспергатор 7 установлен в нижней части полости корпуса между патрубками 3 и 2 после направляющих лопаток 5, а отбойный лист 6 смонтирован в верхней части полости корпуса и расположен над направляющими лопатками и диспергатором. Датчик уровня прикреплен к нижней части корпуса, а диспергатор 7 с наружной стороны корпуса соединен с нагнетательной полостью компрессора и через регулирующие клапаны 12 - с газовым баллоном 13 и малошумным дросселем, сообщенным с атмосферой. Верхняя часть полости корпуса сообщена с всасывающей полостью компрессора. 2 ил.

Изобретение относится к средствам глушения шума, распространяемого по жидкости, и может быть использовано в отраслях промышленности, связанных с перекачкой воды, нефти и других сред в жидкой фазе и, в частности, в общесудовых гидравлических системах.

Известно устройство, предназначенное для гашения шума и вибраций трубопровода посредством введения в поток жидкости пузырьков газа (авт.св. N 769180, кл. F 16 L 55/02, 1980).

Недостатки известного устройства заключаются в том, что газ, подающийся в виде пузырьков, при своем движении вместе с жидкостью под воздействием подъемной силы Архимеда скапливается в крупные пузырьковые образования, прохождение которых сопровождается возникновением повышенных уровней колебаний давления в жидкости, снижающих эффективность устройства, а попадая в оборудование гидравлической системы, газовые включения ухудшают его функциональные характеристики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство демпфирования колебаний давления, содержащее генератор пара, диспергатор, газовый баллон и регулирующий клапан [1].

Однако указанное устройство имеет недостатки: во-первых, конструкцией устройства однозначно определено его местоположение в гидромагистрали - со стороны всасывающего патрубка насоса. В то время как для большинства гидравлических систем необходимо уменьшать колебания давления на напорном участке. Ограничение использования устройства снижает его эффективность; во-вторых, при давлении в гидравлической системе выше атмосферного, непрерывная подача газа в гидромагистраль ведет к повышенным энергетическим затратам, связанным со сжатием вспомогательного газа от атмосферного давления до давления в гидравлической системе; в-третьих, в качестве газа, вводимого с паром, предусматривается использование газа только растворимого в воде.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при демпфировании колебаний давления.

Это достигается тем, что устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости, содержащее диспергатор, газовый баллон, регулирующие клапаны и патрубки для подвода и отвода жидкости, снабжено корпусом, выполненным в виде герметичной емкости, диффузором, направляющими лопатками, отбойным листом, датчиком уровня, компрессором и малошумным дросселем, патрубки для подвода и отвода жидкости соединены с нижней частью корпуса, при этом патрубок для подвода жидкости соединен с корпусом через диффузор, направляющие лопатки размещены в корпусе со стороны выхода диффузора, диспергатор установлен в нижней части полости корпуса между патрубками после направляющих лопаток, а отбойный лист смонтирован в верхней части полости корпуса и расположен над направляющими лопатками и диспергатором, причем датчик уровня прикреплен к нижней части корпуса, при этом диспергатор с наружной стороны корпуса соединен с нагнетательной полостью компрессора и через регулирующие клапаны - с газовым баллоном и малошумным дросселем, сообщенным с атмосферой, а верхняя часть полости корпуса сообщена с всасывающей полостью компрессора.

На фиг. 1 изображено устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости снабжено корпусом 1 с патрубком 2 отвода жидкости и патрубками 3 подвода жидкости, на выходе из которого расположен диффузор 4. Внутри корпуса со стороны входа жидкости установлены направляющие лопатки 5, отбойный лист 6 и диспергатор 7 с отверстиями 8. Трубой 9 диспергатор соединен с компрессором 10, имеющим привод 11, и через регулирующие клапаны 12 - с газовым баллоном 13 и малошумным дросселем 14. Датчик 15 уровня прикреплен к корпусу 1 в нижней его части.

Устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости работает следующим образом. Жидкость поступает в корпус 1 через патpубок 3 подвода жидкости и диффузор 4, в котором происходит снижение скорости жидкости. Дальнейшее снижение скорости жидкости и изменение направления ее движения от вертикального в горизонтальное осуществляется направляющими лопатками 5. Выходит жидкость из корпуса через патрубок 2 отвода, прикрепленный к нижней части корпуса. Вдув газа в жидкость производится через отверстия 8 диспергатора 7 компрессором 10 по трубе 9 в таком количестве, чтобы имела место пузырьковая структура течения.

Под действием силы Архимеда пузырьки газа поднимаются к верхней части корпуса до свободного уровня жидкости в нем, образуя пузырьковую завесу. Из верхней части корпуса газ попадает во всасывающую часть компрессора 10, который его вновь нагнетает в диспергатор 7. Напор компрессора 10, приводимого в движение приводом 11, определяется сопротивлением трубы 9 и высотой свободного уровня жидкости в корпусе.

Скорость жидкости в корпусе меньше или близка к скорости подъема пузырьков, поэтому не происходит их уноса из корпуса. При использовании в устройстве газа, малорастворимого в жидкости, унос его незначителен. Пополнение корпуса газом производится из газового баллона 13. Сброс лишнего газа для сохранения высоты свободного уровня при уменьшении давления в гидравлической системе осуществляется через малошумный дроссель 14.

Выполнение корпуса 1 в виде герметичной емкости и расположение патрубков подвода 3 и отвода 2 жидкости в нижней части корпуса позволяют использовать для циркуляции газ, который находится внутри корпуса до заполнения гидравлической магистрали жидкостью, и тем самым уменьшить энергозатраты. Для защиты места отвода газа из верхней части корпуса от динамического напора входящей в устройство жидкости в корпусе установлен отбойный лист 6. Датчик 15 уровня, который соединен с корпусом в нижней его части, выдает сигнал на управление регулирующими клапанами 12 для соединения диспергатора 7 или с газовым баллоном 13, или с малошумящим дросселем 14, применение последнего снижает энергию колебаний, передаваемую корпусу, при дросселировании газа.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, содержащее диспергатор, газовый баллон, регулирующие клапаны и патрубки для подвода и отвода жидкости, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат при демпфировании колебаний давления, оно снабжено корпусом, выполненным в виде герметичной емкости, диффузором, направляющими лопатками, отбойным листом, датчиком уровня, компрессором и малошумным дросселем, патрубки для подвода и отвода жидкости соединены с нижней частью корпуса, при этом патрубок для подвода жидкости соединен с корпусом через диффузор, направляющие лопатки размещены в корпусе со стороны выхода диффузора, диспергатор установлен в нижней части полости корпуса между патрубками после направляющих лопаток, а отбойный лист смонтирован в верхней части полости корпуса и расположен над направляющими лопатками и диспергатором, причем датчик уровня прикреплен в нижней части корпуса, при этом диспергатор с наружной стороны корпуса соединен с нагнетательной полостью компрессора и через регулирующие клапаны с газовым баллоном и малошумным дросселем, сообщенным с атмосферой, а верхняя часть полости корпуса сообщена с всасывающей полостью компрессора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2