Стабилизатор давления

 

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано для гашения колебаний давления и расхода при перекачивании рабочей среды насосами и для устранения гидроударов. Стабилизатор давления состоит из перфорированного трубопровода с присоединительными патрубками и охватывающей его демпфирующей камеры, которая выполнена в виде цилиндрической трубки из эластичного материала, охваченной жестким кожухом. Кольцевое пространство между кожухом и трубкой заполнено вкладышем из упругого материала. Вкладыш выполнен с распределенными по его поверхности выемками и/или по его объему полостями. Выемки могут иметь форму либо кольцевых, либо продольных, либо спиральных канавок либо углублений произвольной формы. Вкладыш может быть выполнен в виде цилиндрических секций, разделенных кольцами меньшего диаметра, образующих кольцевые канавки. Полости во вкладыше могут быть выполнены в виде продольных или радиальных проточек. Перфорированный трубопровод охвачен упругой мембраной. Техническим результатом предлагаемого устройства является уменьшение габаритов стабилизатора и снижение его инерционности в широком диапазоне рабочих давлений. 8 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения для гашения колебаний давления и расхода при перекачивании рабочей среды насосами, устранения гидроударов, возникающих при закрытии клапанов и задвижек, выключении насосов или их пуске на закрытую задвижку.

Известны стабилизаторы давления рабочей среды, представляющие собой участок трубопровода с распределенной перфорацией, через которую перекачиваемая среда может перетекать в демпфирующую надстройку над перфорированной его частью [1-3].

Недостатком известных средств является инерционность гидравлического тракта, сообщающего центральный трубопровод с демпфирующей надстройкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор давления, содержащий перфорированный трубопровод с присоединительными патрубками, а также демпфирующие камеры, каждая из которых выполнена в виде жесткого кожуха, разделенного двумя поперечными перегородками с перфорационными отверстиями на три полости, в средней из которых размещен вкладыш из упругого материала, выполненный в виде пакета автомобильных шин с упругой набивкой, крайние полости сообщены с полостью корпуса, охватывающего перфорированный трубопровод, а шины установлены на трубе с торцевыми заглушками [4].

Недостатком указанного устройства является сложность компоновки в трубопроводных системах, где предъявляются жесткие требования на габариты стабилизатора. Для увеличения податливости демпфирующих камер такого стабилизатора приходится наращивать длину пакета автомобильных шин, что также приводит к увеличению габаритов. Значительная часть объема демпфирующей камеры нерационально занята заглушенной трубой. Кроме того, нагружение демпфирующего пакета избыточным давлением осуществляется не по длине, а с торцев, что ухудшает генерационные свойства стабилизатора.

Техническим результатом предлагаемого устройства является уменьшение габаритов стабилизатора путем обеспечения возможности регулирования податливости демпфирующей камеры за счет варьирования числа и размеров выемок и полостей во вкладыше из упругого материала без увеличения его размеров в широком диапазоне рабочих давлений среды, а также снизить инерционность стабилизатора путем обеспечения нагружения демпфирующего вкладыша по всей длине, а не с торцев.

Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе давления, содержащем перфорированный трубопровод с присоединительными патрубками и демпфирующую камеру в виде жесткого кожуха с размещенным в нем вкладышем из упругого материала, демпфирующая камера содержит цилиндрическую трубку из эластичного материала, охваченную жестким кожухом с образованием пространства относительно стенок трубки, заполненного вкладышем из упругого материала, который выполнен с распределенными по его поверхности выемками и/или по его объему полостями.

Кроме того, выемки могут иметь форму кольцевых канавок.

Кроме того, выемки могут иметь форму продольных канавок.

Кроме того, выемки могут иметь форму спиральных канавок.

Кроме того, вкладыш из упругого материала может иметь форму цилиндрических секций, разделенных кольцами меньшего диаметра, образующих кольцевые канавки.

Кроме того, полости могут быть выполнены в виде продольных проточек.

Кроме того, полости могут быть выполнены в виде радиальных проточек.

Кроме того, стабилизатор давления может быть снабжен упругой мембраной, охватывающей перфорированный трубопровод.

Кроме того, вкладыш из упругого материала может быть размещен в кольцевом пространстве кожуха с зазором между торцевыми поверхностями вкладыша и кожуха.

На фиг.1 изображен общий вид стабилизатора в разрезе. На фиг. 2 - фиг. 6 показаны сечения элемента из упругого материала (варианты выполнения).

Стабилизатор давления состоит из перфорированного трубопровода 1 с присоединительными патрубками 2 и охватывающей его демпфирующей камеры 3. Стабилизатор давления может содержать одну демпфирующую камеру 3, установленную непосредственно на рабочем трубопроводе, а может содержать несколько перфорированных трубопроводов 1 с демпфирующими камерами 3, соединенных своими присоединительными патрубками с полостью корпуса, охватывающего центральный перфорированный трубопровод, как это имеет место в прототипе. Количество демпфирующих камер зависит от размеров трубопровода, рабочих давлений и требуемой степени снижения колебаний давления.

Демпфирующая камера 3 выполнена в виде цилиндрической трубки 4 из эластичного материала, которая охвачена жестким кожухом 5. Кольцевое пространство между кожухом 5 и трубкой 4 заполнено вкладышем 6 из упругого материала. Для фиксации торцев трубки 4 могут применяться различные конструктивные элементы, например хомуты 7, прижимающие концы трубок 4 к кольцам 8, установленным на трубопроводе 1. Вкладыш 6 из упругого материала выполнен с распределенными по его поверхности выемками 9 и/или по его объему полостями 10. Эти выемки 9 или полости 10 могут иметь различную форму. Выемки 9 могут иметь форму кольцевых канавок, которые могут быть изготовлены во вкладыше 6, либо образованы цилиндрическими секциями этого вкладыша 6, разделенными кольцами меньшего диаметра (фиг. 1). Выемки 9 могут иметь форму продольных канавок (фиг.2), спиральных канавок (фиг.3) или углублений произвольной формы (фиг.4).

Вкладыш 6 может иметь внутренние полости 10 в виде, например, радиальных проточек (фиг. 5) или продольных проточек (фиг. 6).

Вкладыш 6 из упругого материала размещен в кольцевом пространстве кожуха 5 с зазором между торцами вкладыша 6 и кожуха 5.

На перфорированном трубопроводе 1 закреплена упругая мембрана 11, охватывающая участок трубопровода 1 с отверстиями.

В исходном состоянии при поступлении в перфорированный трубопровод 1 рабочей среды из напорной магистрали она через перфорационные отверстия 12 заполняет пространство под упругой мембраной 11. Мембрана 11 постоянно испытывает рабочее давление среды и предохраняет от его воздействия демпфирующую камеру 3, исключая деформацию трубки 4 из эластичного материала и вкладыша 6 из упругого материала, увеличивая таким образом срок их годности.

При резком повышении давления рабочей среды она перетекает через отверстия 12, упругая мембрана 11 разрывается и волна давления гасится за счет диссипации энергии на перфорационных отверстиях 12, а также вследствие податливости трубки 4 и вкладыша 6 из упругого материала, который под воздействием волны давления выдавливается в выемки 9 или полости 10.

До разрыва мембраны 11 небольшие колебания давления гасятся за счет упругой деформации мембраны 11. После гидроудара и разрыва мембраны 11 рабочее давление среды непосредственно воздействует на трубку 4 из эластичного материала и вкладыш 6 из упругого материала. Наличие выемок 9 на поверхности вкладыша 6 и/или полостей 10 в его объеме, а также зазоров по его торцам позволяет осуществлять демпфирование за счет выдавливания материала в эти дополнительные пустоты. Регулирование диапазона частот гасимых волн и степени снижения их амплитуды достигается варьированием размеров и числа выемок 9 и/или полостей 10.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1010392, кл. F 16 L 55/04, опубл. 07.04.83, бюлл. N 13.

2. Авторское свидетельство СССР N 1216542, кл. F 16 L 55/04, опубл. 07.03.86, бюлл. N 9.

3. Авторское свидетельство СССР N 1672093, кл. F 16 L 55/04, опубл. 23.08.91, бюлл. N 31.

4. Патент РФ N 2056577, кл. F 16 L 55/04, опубл. 20.03.96, бюлл. N 8 (прототип).

Формула изобретения

1. Стабилизатор давления, содержащий перфорированный трубопровод с присоединительными патрубками и охватывающую его демпфирующую камеру в виде жесткого кожуха с размещенным в нем вкладышем из упругого материала, отличающийся тем, что демпфирующая камера содержит цилиндрическую трубку из эластичного материала, охваченную жестким кожухом с образованием пространства относительно стенок трубки, заполненного вкладышем из упругого материала, который выполнен с распределенными по его поверхности выемками и/или по его объему полостями.

2. Стабилизатор давления по п.1, отличающийся тем, что выемки имеют форму кольцевых канавок.

3. Стабилизатор давления по п.1, отличающийся тем, что выемки имеют форму продольных канавок.

4. Стабилизатор давления по п.1, отличающийся тем, что выемки имеют форму спиральных канавок.

5. Стабилизатор давления по п.2, отличающийся тем, что вкладыш из упругого материала имеет форму цилиндрических секций, разделенных кольцами меньшего диаметра, образующих кольцевые канавки.

6. Стабилизатор давления по п.1, отличающийся тем, что полости выполнены в виде продольных проточек.

7. Стабилизатор давления по п.1, отличающийся тем, что полости выполнены в виде радиальных проточек.

8. Стабилизатор давления по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что он снабжен упругой мембраной, охватывающей перфорированный трубопровод.

9. Стабилизатор давления по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что вкладыш из упругого материала размещен в кольцевом пространстве кожуха с зазором между торцевыми поверхностями вкладыша и кожуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6