Гаситель пульсаций давления жидкости

 

Использование: в гидромашиностроении, в частности в энергетике, химической технологии, тепловодоснабжении, криогенной технике. Сущность изобретения: в гасителе пульсации давления жидкости, содержащем делитель потока, расположенный вне корпуса, подводящие магистрали которого через крышку и днище соединены с сильфонами, сообщенными со смесительной камерой, выполненной в поршне, установленном в корпусе осевого перемещения. При этом механизм регулирования амплитуды выполнен в виде упругой оболочки, охватывающей один из ресиверов и образующей управляющую полость, сообщенную с автономной системой регулируемого давления, а выходная полость выполнена в виде радиального канала в поршне. 1 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано, например в энергетике, химической технологии, тепловодоснабжении, криогенной технике для демпфирования пульсаций давления в потоке жидкости.

Из анализа уровня техники известен гаситель пульсаций давления (авт. св. СССР N 1204855 от 06.06.84, кл. F 16 L 55/04), содержащий корпус с подводящим и отводящим штуцерами, в котором установлен перфорированный трубопровод и охватывающая его эластичная мембрана, отделенные друг от друга упругим элементом, причем мембрана выполнена с поперечным сечением, уменьшающимся по направлению потока. Данное устройство обладает ограниченной областью применения в связи с узкими температурными рамками применимости эластичного материала мембраны, например резины, а также недостаточными ее прочностными характеристиками.

Прототипом изобретения является устройство для решения пульсаций давления потока рабочей среды (авт. св. СССР N 911086 от 30.03.76, кл. F 16 L 55/04), в корпусе которого выполнены сообщающийся с входной и выходной полостями винтовой канал и центральная расточка, а в центральном канале установлена с возможностью осевого перемещения полая втулка, при этом площадь сечения винтового канала не менее площади центрального канала. Для регулирования устройства втулку перемещают в осевом направлении, изменяя соотношение длин каналов, а, следовательно, и фазовое смещение амплитуд пульсаций.

Данная конструкция не позволяет осуществлять дистанционное регулирование эффективности гашения пульсаций.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка устройства, позволяющего устранить указанные недостатки.

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении возможностей применения при переменных параметрах пульсаций давления в потоке жидкости путем дистанционного регулирования эффективности демпфирования пульсаций.

Указанный технический результат достигается тем, что в гасителе пульсаций давления жидкости, включающем корпус с крышкой, днищем, входной и выходной полостями, сообщенными между собой, делитель потока, смесительную камеру, а также механизм регулирования амплитуды пульсации, делитель потока расположен вне корпуса, а его подводящие магистрали через крышку и днище сообщены с двумя входными ресиверами, выполненными с возможностью изменения протяженности гидравлического тракта, например сильфонами, сообщенными со смесительной камерой, выполненной в поршне, установленном в центральной части корпуса с возможностью осевого перемещения, а механизм регулирования амплитуды пульсации выполнен в виде упругой оболочки, например сильфона, охватывающей один из ресиверов и жестко связанной с поршнем с одной стороны, крышкой или днищем с другой стороны и образующей управляющую полость, сообщенную с автономной системой регулируемого давления, при этом выходная полость выполнена в виде радиального канала в смесительной камере.

Устройство изображено на чертеже (продольный разрез) и состоит из корпуса 1 с днищем 2 и крышкой 3. Делитель потока 4 выполнен в виде расположенных вне корпуса 1 подводящих магистралей 5 и 6, которые введены внутрь корпуса 1 через штуцеры 7 и 8 в крышке 3 и днище 2 и герметично скреплены с ресиверами 9 и 10, представляющими собой упругие оболочки, выполненные с возможностью изменения протяженности внутренних гидравлических трактов в них, например, в виде системы герметизированных друг относительно друга подвижных стаканов. На чертеже изображены упругие оболочки, выполненные в виде упругих металлических сильфонов, что предпочтительнее в связи с расширением температурного диапазона эксплуатации и высокой прочностью при рабочем давлении в тракте, например более 10 МПа. В центральной части корпуса 1 установлен подвижный в осевом направлении поршень 11, герметично скрепленный с ресиверами 9 и 10, которые сообщены между собой центральным каналом смесительной камеры 12 в поршне 11. Выходная полость образована радиальным каналом 13 в поршне 11 с выводом через штуцер 14 в общую магистраль 15. Штуцер 14 установлен с возможностью перемещения относительно корпуса 1, так как выведен через окно 16 в корпусе 1. Крышка 3 надежно герметизирована относительно корпуса 1 и штуцера 7 посредством известных металлических уплотнений, например конических упругих прокладок 17 и 18. Геометрические размеры гидравлических трактов, образованных магистралью 5, штуцером 7, ресивером 9 и каналом 12, а также магистралью 6, штуцером 8, ресивером 10 и каналом 12 таков, что их гидравлическое сопротивление и протяженность в осевом направлении примерно одинаковы. Механизм регулирования амплитуды пульсации выполнен в виде упругой оболочки, например сильфона 19, который на фиг. 1 охватывает ресивер 9 с образованием управляющей полости 20. Сильфон 19 герметично закреплен на крышке 3 и поршне 11, а полость 20 сообщена через штуцер 21 с внешней системой регулируемого давления, например газа (не показана). Эта система включает в себя известные элементы: источник давления, редуцирующий клапан, запорный орган, средства измерения давления. С противоположной от сильфона 19 стороны поршня 11 могут быть установлены возвратные пружины 22 с упором в днище 2. Полость 20 может быть образована также со стороны днища 2, что не является принципиальным. Сборка осуществляется со стороны крышки 3, завершающая операция монтаж штуцера 14 в корпусе 1 через окно 16.

Устройство работает следующим образом. Между входной 4 и выходной 15 магистралями гидравлический тракт образован практически одинаковыми ветвями (элементами 5, 7, 9, 12 и 6, 8, 10, 12) одинаковой протяженности и представляет собой известную систему делитель потока (Биттнер Г.В. "Пневматические функциональные элементы", М. Энергия, 1970, с. 33, раздел "б", рис. 22) аналогично прототипу.

При подаче давления в управляющую полость 20 поршень 11 перемещается относительно корпуса 1, что приводит к изменению длины гидравлических трактов внутри ресиверов 9 и 10. Вследствие этого в выходной полости (в канале 13) произойдет интерференция волн давления, вызывающая смещение по фазе вплоть до 180^o амплитуды пульсации. Регулируя соотношение длин трактов изменением осевых размеров ресиверов 9 и 10 путем дистанционной подачи различного по величине давления в управляющую полость 20, можно получить наибольший эффект демпфирования пульсаций, в том числе при изменении пульсаций в процессе эксплуатации машины. В случае пульсаций давления жидкости по гармоническому закону достигается наибольший эффект гашения пульсаций. Предложенная конструкция позволяет осуществить демпфирование пульсаций применительно к различным жидкостям, в том числе криогенным, и уровням давления жидкости (при использовании сильфонов с необходимыми прочностными характеристиками), т.е. расширяется область возможного применения устройства. Возможность дистанционного регулирования эффективности демпфирования пульсаций позволяет оперативно воздействовать на поток жидкости при переменных режимах работы машины.

Таким образом, устройство позволяет получить указанный выше технический результат.

Изготовление устройства технических и технологических трудностей не представляет. Для крепления сильфонов может быть применена сварка.

Формула изобретения

Гаситель пульсаций давления жидкости, включающий корпус с крышкой, днищем, входной и выходной полостями, сообщенными между собой, делитель потока, смесительную камеру, а также механизм регулирования амплитуды пульсации, отличающийся тем, что делитель потока расположен вне корпуса, а его подводящие магистрали через крышку и днище сообщены с двумя входными ресиверами, выполненными с возможностью изменения протяженности гидравлического тракта, например, сильфонами, сообщенными со смесительной камерой, выполненной в поршне, установленном в центральной части корпуса с возможностью осевого перемещения, а механизм регулирования амплитуды пульсации выполнен в виде упругой оболочки, например, сильфона, охватывающей один из ресиверов и жестко связанной с поршнем с одной стороны, крышкой или днищем с другой стороны и образующей управляющую полость, сообщенную с автономной системой регулируемого давления, при этом выходная полость выполнена в виде радиального канала в смесительной камере.

РИСУНКИ

Рисунок 1