Способ и устройство для снижения шума работающего масляного инжектора
Способ и устройство предназначены для снижения шума при работе масляных инжекторов. Способ осуществляется путем создания условий для поступления воздуха из воздушной полости маслобака в область с пониженным давлением камеры смешения инжектора, а в устройстве для осуществления заявляемого способа она решается путем подведения в область с пониженным давлением камеры смешения из воздушной полости маслобака трубки с дросселем, открытый конец которой в камере смешения направлен по потоку в сторону горловины. Технический результат - снижении уровня шума. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области насосной техники, в частности к способам и устройствам снижения шума при работе струйных насосов - масляных инжекторов.
Известны способы снижения шума гидравлических устройств (см., например, Арзуманов Э.С. "Гидравлические регулирующие органы систем автоматического управления", М., 1985 г., стр.149-151)
- путем удаления источника шума на безопасное для обслуживающего персонала расстояние,
- путем изоляции источника шума утолщением стенок и покрытием их звукоизолирующими и звукопоглощающими материалами,
- путем применения диффузоров и глушителей различных конструкций.
Известен способ снижения шума гидравлических устройств выбором типа и характеристик проточной части устройств, обеспечивающих уменьшение турбулизации потока и бескавитационную работу в заданных пределах изменения расхода и давления среды (см. там же, стр.151-159).
Известны инжекторы, в которых подаваемый инжектором поток жидкости перемещается благодаря смешению с потоком из сопла, обладающим большей энергией. При этом в месте контакта двух потоков в камере смешения из-за интенсивного вихреобразования образуются области наименьшего давления (см., например, книгу Т.М. Башта и др. "Гидравлика, гидромашины и гидроприводы", М., Машиностроение, 1982., стр.230-240).
Известны масляные инжекторы для создания избыточного давления на входе главного масляного насоса, установленного на валу турбины, и инжекторы для подачи масла в систему смазки агрегата, содержащие камеру смешения с установленным в ней соплом, к которому подводится масло повышенного давления и в которую из масляного бака поступает инжектируемое масло (см., например, книгу: В.И.Кирюхин и др. "Паровые турбины малой мощности КТЗ ", М., Энергомашиздат, 1987 г., стр.161-162).
Предлагаемое изобретение решает задачу снижения уровня шума, производимого работающим масляным инжектором.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого способа и устройства для его обеспечения заключается в снижении уровня шума, производимого работающим масляным инжектором.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе снижения шума работающего масляного инжектора, установленного на маслобаке или внутри маслобака, имеющего масляную полость и расположенную над ней воздушную полость и содержащего корпус с камерой смешения, которая имеет область пониженного давления и которая соединена с масляной полостью маслобака, сопло, горловину и диффузор с выходным патрубком, создают условия для поступления воздуха из воздушной полости маслобака в область с пониженным давлением камеры смешения инжектора. При этом в устройстве для снижения шума работающего масляного инжектора, установленного на маслобаке или внутри маслобака, имеющего масляную и расположенную над ней воздушную полость, и содержащего корпус с камерой смешения, которая имеет область пониженного давления и которая соединена с масляной полостью маслобака, сопло, горловину и диффузор с выходным патрубком, в область с пониженным давлением камеры смешения подведена из воздушной полости маслобака трубка с дросселем, открытый конец которой в камере смешения направлен по потоку в сторону горловины.
На чертеже схематично представлен масляный инжектор, установленный в маслобаке под уровнем масла.
Для реализации заявляемого способа снижения шума работающего масляного инжектора 1, установленного в маслобаке 2, например турбины (не показана), и содержащего камеру смешения 3, соединенную окнами 4 с масляной полостью 5 маслобака 2, сопло 6, горловину 7 и диффузор 8 с выходным патрубком 9, выполнено заявляемое устройство в виде трубки 10, проведенной из воздушной полости 11 маслобака 2 в область пониженного давления 12 камеры смешения 3 инжектора 1. При этом на конце трубки 10 в воздушной полости 11 установлен дроссель 13, а другой конец 14 трубки 10 введен в область пониженного давления 12 камеры смешения 3 и направлен в сторону конфузора 15, выполненного в камере смешения 3 перед горловиной 7.
При работе инжектора 1 в камере смешения 3 образуется наружный вихревой слой вокруг струи масла повышенного давления, выходящей из сопла 6. Область смешения масла повышенного давления и инжектируемого масла зарождается вблизи выходной кромки сопла 6. В области смешения происходит интенсивное вихреобразование, в результате воздействия которого граничный слой струи начинает увлекать медленно движущиеся слои окружающего масла, подтягиваемого через окна 4 из масляной полости 5 маслобака 2. Скорость движения слоев струи намного превышает скорость окружающего масла. Создающийся турбулентный слой, обладающий большой энергией, резко выхватывает и увлекает соседние, медленно подходящие слои со столь значительной скоростью, что вдоль границы смешения происходит уменьшение давления до критического - образуется область пониженного давления 12 - с образованием пузырьков, заполненных паром и газом. При этом на поверхности взаимодействия потоков с разными скоростями образуется срывная кавитация, причиной которой являются свободные вихри и начинается она не при давлении парообразования в масле, а значительно его превышающем, в механической смеси в виде пузырей, расширяющихся при любом понижении давления. С удалением от сопла увеличивается расход масла в струйном пограничном слое за счет вовлечения окружающего масла. Образующиеся каверны уносятся потоком в конфузор 15 и далее в горловину 7. Внутренняя часть струи непрерывно утоняется. В месте, где пограничный слой соприкасается со стенками конфузора 15 или горловины 7, заканчивается процесс вовлечения. Здесь же начинается преобразование кинетической энергии в статическое давление, с ростом которого большая часть каверн, внесенных потоком, заканчивает свое существование - пузырьки охлопываются до микроскопического размера. Меньшая их часть, транспортируемая потоком, исчезает в диффузоре 8. Процесс сопровождается высокочастотными гидравлическими микроударами и высокими местными забросами давления. "Схлопывание" даже при весьма умеренном гидростатическом давлении происходит очень резко и образуется сильная волна разрежения, за который следует волна сжатия. Развившейся кавитации всегда сопутствуют звуковые колебания, воспринимаемые как кавитационный шум. Образование пузырьков паровой и газовой кавитации в зонах пониженного давления при высоких скоростях присуще явлению развитой турбулентности, полезно используемой в инжекторе, и не является недостатком его конструкции. Уровень кавитации в инжекторе определяется величинами давления масла, подводимого к соплу, и давления в камере смешения, количеством воздуха, растворенного в масле. Воздух из воздушной полости 11 с атмосферным давлением поступает в область пониженного давления 12 через дроссель 13 по трубе 10 и выходит в рабочий поток через отверстие на конце 14 трубки 10, загнутой по потоку в сторону конфузора 15, перемешиваясь с парогазовыми пузырями, при схлопывании которых в зоне горловины 7 и диффузора 8 создает демпфирующий эффект, гася колебания. Дросселем 13 подбирается количество поступающего по трубке 10 воздуха, необходимое для эффективного демпфирования и одновременно для поддержания работоспособного состояния масла. Из диффузора 8 через патрубок 9 масло необходимых параметров поступает к потребителю в систему смазки турбины и т.п.
Исследования, проведенные в ОАО "Невский завод", показали, что уровень звука (шума) инжекторов смазки, работающих на близких к расчетным режимах, достигает 100...102 дБА, (например, в системах смазки паровых турбин ОАО "Невский завод" П-16, мощностью 16 МВт, и П-30-100/41-1, мощностью 30 МВт).
Демпфирование колебаний при схлопывании кавитационных пузырьков путем подачи ограниченного количества воздуха в область пониженного давления камеры смешения с помощью трубки с дросселем из воздушной полости маслобака позволило снизить уровень шума, производимого этими инжекторами, до 90 дБА.
1. Способ снижения шума работающего масляного инжектора, установленного на маслобаке или внутри маслобака, имеющего масляную полость и расположенную над ней воздушную полость, и содержащего корпус с камерой смешения, которая имеет область пониженного давления и которая соединена с масляной полостью маслобака, сопло, горловину и диффузор с выходным патрубком, заключающийся в создании условий для поступления воздуха из воздушной полости маслобака в область с пониженным давлением камеры смешения инжектора.
2. Устройство для снижения шума работающего масляного инжектора, установленного на маслобаке или внутри маслобака, имеющего масляную полость и расположенную над ней воздушную полость, и содержащего корпус с камерой смешения, которая имеет область пониженного давления и которая соединена с масляной полостью маслобака, сопло, горловину и диффузор с выходным патрубком, характеризующееся тем, что в область с пониженным давлением камеры смешения подведена из воздушной полости маслобака трубка с дросселем, открытый конец которой в камере смешения направлен по потоку в сторону горловины.
