Подводный гидравлический таран



Подводный гидравлический таран
Подводный гидравлический таран
Подводный гидравлический таран
Подводный гидравлический таран
Подводный гидравлический таран

 


Владельцы патента RU 2465488:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в конструкциях транспортирования жидкости, основанных на использовании гидравлического удара. Подводный гидравлический таран содержит корпус 1, подающую трубу 2, включающую гидравлическую трубу 3 с ударным клапаном 4 на штоке 18, сообщенную с нагнетательной трубой 21 посредством нагнетательного клапана 20 и воздушного колпака 22, и сливные трубы 7. Таран также содержит водосборное кольцо 8, расположенное в корпусе 1, с равномерно распределенными по сечению водопропускными отверстиями 9. Ударный клапан 4 состоит из запорного элемента 5, выполненного в форме капли, и приводного механизма 6, включающего два цилиндра, объединенных муфтой, в один из которых встроен постоянный магнит конусовидной формы. Шток 18 содержит жестко закрепленные кольца, упорное 12 и стальное 10. Сливные трубы 7 выполнены коноидальной формы, а подающая труба 2 в форме конфузора. Изобретение направлено на повышение производительности и надежности работы подводного гидравлического тарана. 5 ил.

 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям средств транспортирования жидкостей, основанных на использовании гидравлического удара, и может быть использовано для подъема воды из русла тихоходной реки.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является подводный гидротаран, содержащий корпус, подающую трубу с ударным клапаном и сообщенный с трубой, нагнетательный патрубок с нагнетательным клапаном в воздушном колпаке, сливной патрубок. Подающая труба выполнена в форме конуса и обращена большим основанием навстречу потоку жидкости. Ударный клапан расположен под воздушным колпаком, свободно сообщающимся снизу с русловой водой. (Авт. свид. СССР N 1788344, кл. F04F 7/02, 1993).

Недостатком известного подводного гидротарана является низкая производительность устройства из-за потерь КПД вследствие высокого гидравлического сопротивления и неэффективной работы ударного клапана. Данный гидротаран не сможет работать на тихоходных реках, так как скорости течения будет недостаточно для осуществления гидроудара и для поддержания работы устройства необходим перепад воды (напор).

Технический результат изобретения - повышение производительности и надежности работы подводного гидравлического тарана.

Указанный технический результат достигается тем, что подводный гидравлический таран, содержащий корпус, подающую трубу, включающую гидравлическую трубу с ударным клапаном на штоке, сообщенную с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана и воздушного колпака, и сливные трубы, согласно заявляемому изобретению содержит водосборное кольцо, расположенное в корпусе, с равномерно распределенными по сечению водопропускными отверстиями, ударный клапан состоит из запорного элемента, выполненного в форме капли, и приводного механизма, включающего два цилиндра, объединенных муфтой, в один из которых встроен постоянный магнит конусовидной формы, а шток содержит жестко закрепленные кольца, упорное и стальное, причем сливные трубы выполнены коноидальной формы, а подающая труба в форме конфузора.

Подающая труба выполнена в виде конфузора, по примеру входной (сужающейся) части расходомера Вентури, причем диаметр входного сечения D в четыре раза больше диаметра сечения d, что дает увеличение скорости потока жидкости в 16 раз согласно их квадратичной зависимости, а форма сливных насадок выполнена коноидальной, обладающей наибольшей пропускной способностью и коэффициентом расхода. Необходимая для срабатывания ударного клапана скорость достигается быстрее также за счет выполнения запорного элемента в форме капли, создающей наименьшее сопротивление потоку, что обеспечивает повышение частоты и силы гидравлического удара, увеличивая, таким образом, частоту подачи воды потребителю.

В корпусе на гидравлической трубе в месте максимальной скорости потока установлено водосборное кольцо, сообщающееся с ней при помощи равномерно расположенных по сечению трубы водопропускных отверстий, общая площадь которых должна быть равна площади проходного сечения гидравлической трубы, что снижает трение молекул жидкости о стенки гидравлической трубы и обеспечивает более полное использование энергии гидравлического удара, следовательно, большую подачу воды потребителю.

Ударный клапан состоит из запорного элемента, выполненного в форме капли, на штоке и приводного механизма, включающего два цилиндра, объединенных муфтой, в один из которых встроен постоянный магнит конусовидной формы, а шток содержит жестко закрепленные упорное и стальное кольца, что упрощает механизм клапана и обеспечивает его надежную и бесперебойную работу.

На фигуре 1 изображен подводный гидравлический таран - общий вид, на фигуре 2 - вид сверху, на фигуре 3 - водосборное кольцо, продольный разрез, на фигуре 4 - водосборное кольцо, разрез А-А на фиг.1, на фигуре 5 - часть ударного клапана, представляющая собой приводной механизм.

Подводный гидравлический таран включает корпус 1, содержащий подающую трубу 2, гидравлическую трубу 3 с ударным клапаном 4, состоящим из запорного элемента 5 и приводного механизма 6, и сливные трубы 7. Гидравлическая труба 3. соединена с водосборным кольцом 8 водопропускными отверстиями 9.

Запорный элемент 5, приводимый в движение механизмом привода 6 посредством силы притяжения между стальным кольцом 10 и постоянным магнитом 11 конусовидной формы, удерживаемых от полного соприкосновения упорным кольцом 12, упирающимся в стенку муфты 13, объединяющей цилиндры 14 и 15 резьбовым соединением 16, перекрывает пропускное отверстие 17 и соединен со штоком 18. Упорное кольцо 12 неподвижно укреплено на штоке 18, а стальное 10 - при помощи гайки 19.

При закрытом ударном клапане 4 нагнетательный клапан 20 открыт, сообщая нагнетательную трубу 21 и воздушный колпак 22 с нагнетательной трубой 23.

Кроме того, в подводном гидравлическом таране предусмотрена ручка 24 для ручного пуска.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 подводного гидравлического тарана погружается в реку, чтобы подающая труба 2 была на глубине от поверхности 150-200 мм свободным торцом навстречу потоку воды. Вода по подающей трубе 2, из-за разницы диаметров ее входного D и выходного d сечений, ускоряясь в направлении стрелки В, поступает в гидравлическую трубу 3, при открытом ударном клапане 4, состоящим из запорного элемента 5 каплевидной формы, обеспечивающей меньшее сопротивление потоку жидкости, и приводного механизма 6, основной массой попадая в сливные трубы 7, выполненные коноидальной формы для обеспечения большего расхода жидкости и ускорения ее потока, и частично в водосборное кольцо 8 через водопропускные отверстия 9, причем общая площадь этих отверстий должна быть равна площади проходного сечения гидравлической трубы 3.

В крайнем открытом положении ударного клапана 4 стальное кольцо 10 максимально приближено к постоянному магниту 11 конусовидной формы, но полному их соединению препятствует упорное кольцо 12, которое в этом положении упирается в стенку муфты 13, объединяющей цилиндры 14 и 15 резьбовым соединением 16. Такое соединение позволяет регулировать частоту срабатывания ударного клапана.

Как только поток воды наберет необходимую скорость, запорный элемент 5 начнет двигаться в направлении пропускного отверстия 17 (перекрывая воде доступ к сливным трубам 7), а вместе с ним и шток 18 с неподвижно укрепленными на нем кольцами 10 и 12. Стальное кольцо 10, находящееся в цилиндре 15 и укрепленное гайкой 19, начнет отрываться от магнита 11 под действием силы, противодействующей силе магнитного притяжения до крайнего положения, при котором запорный элемент 5 будет полностью перекрывать пропускное отверстие 17 - закрытое положение ударного клапана 4. В этот момент произойдет гидравлический удар, сопровождающийся повышением давления в гидравлической трубе 3 за счет продолжающегося по инерции движения потока воды. При этом нагнетательный клапан 20 откроется, и вода устремится через водопропускные отверстия 9 из водосборного кольца 8 по нагнетательной трубе 21 в воздушный колпак 22, а оттуда под давлением воздуха в воздушном колпаке 22 по нагнетательной трубе 23 в напорный резервуар потребителю.

После падения давления в гидравлической трубе 3, когда энергия гидравлического удара израсходуется, нагнетательный клапан 20 закрывается в направлении стрелки С от давления в воздушном колпаке 22. Ударный клапан 4 открывается, вода вновь начинает переливаться через сливные трубы 7, быстро набирая скорость в подающей трубе 2 до значения, необходимого для закрытия запорным элементом 5 пропускного отверстия 17, чтобы цикл повторялся.

Таким образом, заявляемая конструкция подводного гидравлического тарана, по сравнению с прототипом, позволяет повысить его производительность путем увеличения скорости поступающего в него потока жидкости и, соответственно, частоты и силы гидравлического удара изменением формы труб, подающей и сливных, формы запорного элемента ударного клапана, увеличения количества подаваемой воды потребителю - более полным использованием энергии гидравлического удара установкой водосборного кольца с водопропускными отверстиями, также позволяет повысить надежность работы конструкции изменением механизма привода ударного клапана.

Подводный гидравлический таран, содержащий корпус, подающую трубу, включающую гидравлическую трубу с ударным клапаном на штоке, сообщенную с нагнетательной трубой посредством нагнетательного клапана и воздушного колпака, и сливные трубы, отличающийся тем, что он содержит водосборное кольцо, расположенное в корпусе, с равномерно распределенными по сечению водопропускными отверстиями, ударный клапан состоит из запорного элемента, выполненного в форме капли, и приводного механизма, включающего два цилиндра, объединенных муфтой, в один из которых встроен постоянный магнит конусовидной формы, а шток содержит жестко закрепленные кольца, упорное и стальное, причем сливные трубы выполнены коноидальной формы, а подающая труба - в форме конфузора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии и может найти применение в системах и установках водоснабжения, орошения, осушки, увеличения напора на микро- и мини-ГЭС, накопления воды в судовых шлюзах.

Изобретение относится к гидравлическим насосам и может быть использовано для подъема воды из реки в резервуар, находящийся выше уровня воды в реке. .

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды. .

Изобретение относится к области технической гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах. .

Изобретение относится к области технической гидравлики и может быть использовано для подъема воды. .

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано в энергодефицитных районах и территориях. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для водоснабжения, в частности для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием открытых потоков.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в качестве гидросилового привода в промышленности и сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к водоподъемным устройствам и может быть использовано в местах перепада уровней воды, например, на плотинах прудов. .

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидравлическим таранным установкам, и может быть использовано при проектировании водоподъемных сооружений, использующих энергию морской волны.

Изобретение относится к водоподъемным устройствам, использующим потенциальную энергию воды, т.к

Изобретение относится к гидротаранным установкам

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для водоснабжения, в частности для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием энергии открытых водных потоков

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов
Изобретение относится к области технической гидравлики. Гидропневматический таран содержит рабочую камеру с ударным и нагнетательным клапанами, напорный колпак, соединенный с водоприемной, напорный воздуховод. Гидропневматический таран снабжен ударным клапаном, пневмокамерой, соединенной пневмолинией с воздухораспределителем. Воздухораспределитель с одной стороны кинематически связан с поплавковым шарнирно-рычажным приводом, размещенным в регулирующей емкости, а с другой - пневмолинией с полостью напорного колпака через обратный клапан, установленный с возможностью открытия на такте нагнетания отработанного воздуха из пневмокамеры. Шток ударного клапана выполнен с регулировочной втулкой и с ограничителем, а пневмокамера выполнена с мембранным рабочим органом с жестким центром, связанным со штоком. Изобретение повышает точность регулирования режима работы ударного клапана. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к насосостроению. Гидравлический таран содержит питающий трубопровод, корпус в виде воздушного колпака с впускным клапаном и ударный клапан. Гидравлический таран снабжен открытой регулировочной емкостью со сливным патрубком и ударным клапаном. Второй ударный клапан расположен во входном вертикальном переливном патрубке, сообщающем емкости между собой. Второй ударный клапан связан поплавковым шарнирно-рычажным приводом, размещенным в емкости. Оба ударных клапана установлены параллельно питающему трубопроводу. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод 1, ударные клапаны 10, 11, два гидроцилиндра 8, 9, переливной трубопровод 32. Кроме того, таран снабжен вакуум-насосами 28, 29 и мембранами 13, 14, разделяющими гидроцилиндры 8, 9, полости которых гидравлически связаны между собой переливным трубопроводом 32 с вентилем 34. Концы трубопровода 32 снабжены сильфонами оголовками 33. Ударные клапаны 10,11 обоих мембранных гидроцилиндров 8, 9 соединены поворотным коромыслом 19 со штоками 17, 18, шарнирно закрепленным на вертикальной стойке 21. Мембраны 13, 14 с жестким центром связаны с ударными клапанами 10, 11, которые установлены в вертикальных патрубках 6, 7, закрепленных на подающем трубопроводе 1. Изобретение направлено на обеспечение регулирование работы, увеличение надежности, повышение КПД. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод 1 с ударным клапаном 39 и напорный патрубок 29, 30, колпак 25, 26, разделенный перегородкой 45 в виде сетки на две камеры, пружины 42. В камере 25, 26 со стороны купола расположены шары 44, выполненные из мягкого эластичного материала, заполненные несжимаемой средой. В одной из камер со стороны купола закреплен корпус с ячейками в шахматном порядке с продольными и поперечными перегородками 40 и 41. Ячейки снабжены установленным внутри регулирующим органом в виде пружин с плоской пластиной 43, установленной с возможностью контактирования с шаром 44. Изобретение направлено на повышение надежности, работоспособности и КПД. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх