Гидравлический таран


 


Владельцы патента RU 2521821:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

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 конструкции гидравлических таранов, и может быть использовано при проектировании систем транспортировки жидкости, в практике машинного подъема в системе мелиорации и сельском хозяйстве.

Известен воздушный колпак гидротарана, содержащий корпус с впускным клапаном и штуцером на напорной магистрали и установленный в корпусе поршень, последний установлен на пружине, соединенной с корпусом, и выполнен в виде цилиндра, установленного соосно корпусу, причем на дне корпуса жестко закреплен направляющий цилиндр, установленный между корпусом и поршнем (Авторское свидетельство СССР №1250736, кл. F04F 7/02, 1986).

Недостатком гидротарана является низкая надежность из-за сложности конструкции, включающей подвижные элементы в виде ударного клапана со штоком и пригруженным сменными грузами, утяжеляющими ударный клапан в работе, пружина недолговечна в агрессивной среде, что ведет ее к поломке, с которой закреплен поршень, размещенный в цилиндре. Сложность работы такого гидротарана в движении вызывает увеличение динамических нагрузок, как и самого ударного клапана. Возникают условия заклинивания элементов устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является воздушный колпак гидротарана, содержащий корпус с воздушной и жидкостной полостями, впускным клапаном и штуцером на напорной магистрали, колпак снабжен поршнем, разделяющим корпус на воздушную и жидкостную полости, и жестко закрепленным подпружиненным штоком, на котором установлен ограничитель хода (Авторское свидетельство СССР №1224464, кл. F04F 7/02, 1986).

Недостатком гидротарана является низкая производительность. Конструкция ударного клапана позволяет закрывать проходное сечение питающего трубопровода, однако, большая инерционность в работе его снижает производительность тарана. Требуется искусственная подзарядка сверхвысокого давления в колпаке с подпружиненным поршнем, а также использование дополнительного компрессора, сложность устройства.

Другим недостатком является неполное использование его потенциальных возможностей, связанных с перемещением поршня в виде ударного клапана вверх-вниз, во время холостого хода.

Цель изобретения - повышение надежности и производительности путем снижения динамических нагрузок на ударный клапан.

Указанная цель достигается тем, что гидравлический таран, содержащий питающий трубопровод, корпус в виде воздушного колпака с впускным клапаном и ударный клапан, он снабжен открытой регулировочной емкостью со сливным патрубком и ударным клапаном, а второй ударный клапан расположен во входном вертикальном переливном патрубке, сообщающем емкость между собой, при этом второй ударный клапан связан с поплавковым шарнирно-рычажным приводом, размещенным в емкости, причем оба ударных клапана установлены параллельно питающему трубопроводу. Кроме того, с целью уменьшения металлоемкости на ударный клапан без увеличения потерь его мощности на привод, второй ударный клапан выполнен шаровым, при этом в сливном патрубке установлена сменная калиброванная диафрагма.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и снижение динамических нагрузок на ударный клапан.

Следовательно, ударные оба клапана, при наполнении емкости, перекрывают в ней впускные отверстия. Затем поток воды в питающем трубопроводе за счет ударной кинетической энергии надавливает на впускной клапан воздушного колпака, происходит гидравлический удар.

В период подъема уровня воды в открытой регулировочной емкости, вода постепенно заполняет ее через первый и второй ударные клапаны, причем второй ударный клапан, размещенный во входном вертикальном и переливном патрубке, связан шарнирно с коромыслом и с поплавком, размещенным в регулируемой емкости. При этом поплавок всплывает, и шарнирно-рычажный привод воздействует на второй ударный клапан, выполненный шаровым. Одновременно с закрытием отверстия во впускном вертикальном патрубке напор в трубопроводе повышается до тех пор, пока ударный клапан в управляющей емкости не закроется до заданного давления в трубопроводе, а следовательно, и увеличения давления, происходит гидравлический удар, давление которого открывает впускной клапан на колпаке и жидкость поступает в воздушный колпак.

Следовательно, второй ударный клапан с шарнирно-рычажным приводом работает совместно в режиме управления клапаном регулирующей открытой емкости. Происходит процесс повышенной чувствительности вследствие взаимной гидравлической связи ударных клапанов в переходных процессах заполнения регулирующей емкости и опорожнения ее через сливной патрубок со сменной калиброванной диафрагмой. Далее процесс работы в автоматическом режиме всех элементов гидравлического тарана повторяется.

В режиме срабатывания ударных клапанов не предъявляют к ним высоких требований к качеству очистки воды от взвешенных наносов, уменьшаются перестановочные усилия на гидравлически разгрузочный ударный клапан. Время, затрачиваемое на постепенное самотеком вытекание воды из емкости через сливной патрубок со сменной калиброванной диафрагмой, расположенной в ее нижней части дна, при опускании поплавка на опоры, осуществляется заданным промежутком времени. Компактное, рациональное конструирование нового устройства имеет практическое применение в качестве водоподъемного устройства.

Следует обратить внимание и на форму второго ударного клапана в том, что форма позволяет разгрузить во входном вертикальном и водосливном патрубке от прямых усилий напорной магистрали при заполнении открытой управляемой емкости с поплавком.

За счет обтекаемости и снижения энергии отраженной ударной волны возрастает полезная работа гидроудара и достигается повышение производительности гидравлического тарана.

Все это обеспечивает уменьшение инерционности ударного клапана в переходных процессах, т.е. возможностей, связанных с перемещением ударного клапана вверх-вниз.

Конструктивные размеры входного вертикального патрубка, размещенного в емкости, второго ударного клапана задаются для конкретных гидравлических режимов работы, учитывая и время срабатывания регулирующей емкости на слив воды через выпускной патрубок со сменной калиброванной диафрагмой.

Гидравлический таран (см. чертеж)содержит питающий трубопровод 1, открытую регулирующую емкость 2, размещенную на питающем трубопроводе 1 со сливным нижним патрубком 3. Для изменения времени слива воды на сливном патрубке 3 имеется сменная калиброванная диафрагма 4 с вентилем 5. В регулирующей емкости 2 размещен входной переливной вертикальный патрубок 6, сообщающейся с емкостью 2. Регулирующая емкость 2 снабжена на дне ударным клапаном 7, а входной переливной вертикальный патрубок 6 в верхней части имеет второй ударный клапан 8. В регулирующей открытой емкости 2 также расположен поплавковый шарнирно-рычажный привод, взаимодействующий со вторым ударным клапаном 8. Поплавковый шарнирно-рычажный привод включает в себя управляющее коромысло (рычаг) 9, закрепленное одним концом через шарнир 10 со стенкой емкости 2, а другим посредством штока 11 со вторым ударным клапаном 8 во входном переливном вертикальном патрубке 6 с фиксатором-ограничителем 12 ударного клапана 8. Ударный клапан 8 установлен параллельно клапану 7 и расположен в верхней части седла-фиксатора 12 во входном вертикальном патрубке 6. В средней части коромысла 9 шарнирно закреплен шток 13 с поплавком 14, опирающимся на опоры 15, закрепленные на дне емкости 2. Ударный клапан 8 выполнен в виде шарового. Воздушный колпак 16 связан с питающим трубопроводом 1, на котором установлен впускной подпружиненный клапан 17. Колпак 15 соединен водопадающей трубой 18 с водонапорной емкостью 19. Элементы, связанные с регулирующей открытой емкостью 2, составляют принципиальную схему со вторым ударным клапаном 8, сливным нижним патрубком 3 со сменной калиброванной диафрагмой 4, и связанные с чувствительным элементом поплавком 14 шарнирно-рычажного привода.

Гидравлический таран работает следующим образом.

При превышении уровня воды у емкости 2 питающего трубопровода 1 вода заполняет емкость 2 через ударные клапаны 7 и 8. При этом входной вертикальный патрубок 6 открыт, поток воды, переливаясь через его кромку, заполняет также емкость 2. Заполнение емкости 2 продолжается до тех пор, пока ударный клапан 8 не закроет ограничительное фиксированное седло 12 патрубка 6, вследствие всплытия поплавка 14, шарнирно-рычажный привод будет воздействовать на ударный клапан 8, который находился ниже фиксированного седла 12 в патрубке 8. За счет повышения давления в питающем трубопроводе 1, одновременно, в регулирующей емкости 2 закрывается ударный клапан 7, срабатывающий от закрытия ударного клапана 8. Закрытие ударных клапанов 7 и 8 вызывает гидроудар, что принуждает нагнетательный клапан 17 открываться. Гидравлический удар сопровождается возникновением обратной ударной волны, открывая клапан 17. Вода через открытый нагнетательный клапан 17 поступает в воздушный колпак 16 и далее поступает через трубу 18 в емкость 19 к потребителю.

Таким образом, вслед за опорожнением воздушного колпака 16 от воды, происходит опорожнение емкости 2 через сливной патрубок 3 со сменной диафрагмой 4, что приводит, сохраняя некоторый запас воды в емкости 2, автоматически включающий гидравлический таран в работу при последующем повышении уровня воды во входном вертикальном патрубке 6 питающего трубопровода 1. После опорожнения открытой регулирующей емкости 2, следующий цикл работы повторяется.

Таким образом, наличие в конструкции второго ударного клапана во входном вертикальном патрубке и подачи воды в регулирующую емкость исключает создание больших усилий на его работу, позволяет повысить надежность работы тарана и снизить динамические нагрузки на ударный клапан. Следовательно, КПД гидравлического тарана значительно выше этого показателя у известного устройства ударного типа. Конструкция отличается относительной несложностью изготовления, проста в эксплуатации, благодаря легкому доступу к ударным клапанам и сливному патрубку.

За счет обтекаемости ударного клапана и снижения энергии отраженной волны возрастает полезная работа гидроудара и достигается повышение производительности гидравлического тарана.

1. Гидравлический таран, содержащий питающий трубопровод, корпус в виде воздушного колпака с впускным клапаном и ударный клапан, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и производительности путем снижения динамических нагрузок на ударный клапан он снабжен открытой регулировочной емкостью со сливным патрубком и ударным клапаном, а второй ударный клапан расположен во входном вертикальном переливном патрубке, сообщающем емкость между собой, при этом второй ударный клапан связан поплавковым шарнирно-рычажным приводом, размещенным в емкости, причем оба ударных клапана установлены параллельно питающему трубопроводу.

2. Гидравлический таран по п.1, отличающийся тем, что с целью уменьшения металлоемкости на ударный клапан без увеличения потерь его мощности на привод, второй ударный клапан выполнен шаровым.

3. Гидравлический таран по п.1, отличающийся тем, что в сливном патрубке регулировочной емкости установлена сменная калиброванная диафрагма.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области технической гидравлики. Гидропневматический таран содержит рабочую камеру с ударным и нагнетательным клапанами, напорный колпак, соединенный с водоприемной, напорный воздуховод.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов. .

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов. .

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

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

Изобретение относится к гидротаранным установкам. .

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

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.

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 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.

Изобретение относится к водоподъемным устройствам, использующим потенциальную энергию воды, и может быть использовано в местах перепада уровней воды, например на плотинах прудов. Гидравлический таран содержит питающий резервуар 17, подающий трубопровод 1, корпус 2, водовоздушный колпак 3 с вентилем и золотником 4, ударный клапан 6, выполненный в виде сферы и насаженный на шток, нагнетательный обратный клапан 7, нагрузочный трубопровод 16 с переливным клапаном 14 и гидроцилиндром 11. Нагнетательная полость 15 клапана 14 соединена с трубопроводом 16. Шток клапана 6 является одновременно сквозным штоком 10 поршня гидроцилиндра 11. Нагрузочная полость 12 гидроцилиндра 11 соединена со сливным отверстием 13 клапана 14. Разгрузочная полость 18 гидроцилиндра 11 соединена с атмосферой. Диаметр гидроцилиндра и ход ударного клапана определяют по формулам. Изобретение направлено на обеспечение регулирования в автоматическом режиме и поддержания максимальной производительности. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов, и может быть использовано при проектировании и производстве водоподъемных устройств в системе мелиорации и водного хозяйства без дополнительных источников энергии для подачи воздуха в воздушный колпак гидротарана. Способ подкачки воздуха в воздушный колпак 5, 6 гидротарана заключается в том, что воздух подают в рабочую камеру 11, 12 рабочего участка 3, 4 подающего трубопровода, сообщенного с воздушным колпаком 5, 6, и контролируют расход воздуха, проходящий через воздуховодную трубку 13, 14, один конец которой сообщают с активным соплом 9, 10 рабочей камеры 11, 12, а другой - с атмосферой. В момент достижения заданного объема воздуха в колпаке 5, 6, соответствующего напорному режиму работы, подачу воздуха прекращают. Источник воздуха выполняют в виде воздухоулавливающей камеры 21, 22, которую сообщают с рабочей камерой 11, 12 и посредством воздухоотводной трубки 31, 32, имеющей исполнительный блок 33, 34 с клапанами 35, 36 с воздушным колпаком 5, 6. Конец подающего трубопровода располагают перед колпаком 5, 6. Изобретение направлено на повышение производительности гидротарана. 2 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов. Гидравлический таран включает водоисточник 1, перегороженный перемычкой с трубчатым патрубком 3. Патрубок 3 соединен с камерой накопления 4, в которой размещен криволинейный поворотный затвор 5 с поплавком 10, с возможностью перекрытия выпускного отверстия патрубка 3, которое расположено соосно с отрытым входным отверстием 14 питающего трубопровода 13. Затвор 5 имеет в нижней своей части выпускное отверстие 11, перекрытое обратным клапаном 12 со стороны патрубка 3. Концевая часть питающего трубопровода 13 имеет камеру 17, в которой размещены воздушный колпак 35 и ударный клапан 18. Клапан 18 выполнен в виде дроссельного клапана, связанного с поплавковым приводом 19, размещенным в камере 26, являющейся регулирующей, а перегородка выполнена со стороны отводящего трубопровода 27 и образована подпорным сооружением, выполненным в виде щита 29, с возможностью настройки его на создание необходимого перепада между уровнями. Изобретение направлено на повышение эффективности работы за счет уменьшения гидравлических сопротивлений в гидравлическом приводе, повышения быстродействия и надежности в работе в переходных режимах и технологичности его изготовления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. В лопатках направляющего аппарата 2 размещены электромагниты. Обмотки электромагнитов соединены через коммутатор реверса тока 32 с источником тока, установленным на общем валу 22 с низкооборотным генератором 31. Генератор 31 содержит датчик положения ротора. В лопастях, образующих каналы 11 и 14 рабочего колеса 8, установлены постоянные магниты 16. Изобретение направлено на обеспечение повышенных выходных параметров и возможности изменения подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. Выходные диаметры лопастей колеса центробежной насосной ступени выполнены меньшими по сравнению с наружными диаметрами лопастей рабочего колеса центростремительной гидротурбинной ступени. Изобретение направлено на обеспечение расчетных выходных параметров и возможности регулирования подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и водоемов. Прибойный гидравлический таран содержит питательную трубу 1, один конец которой размещен у водоема с возможностью ее периодического заполнения набегающей волной, а на другом конце установлены ударный клапан 2, воздушный колпак 3 с нагнетательными трубопроводом 4 и нагнетательным клапаном 5, сообщающим колпак 3 с трубой 1. Клапан 2 снабжен Т-образным патрубком 6, верхний конец которого выполнен вертикально и сообщен с атмосферой, а нижний конец выполнен в виде сильфона 7 со штоком 8, соединенным с клапаном 2. В колпак 3 введен полый демпфер 9 и обратный клапан 10. По одну сторону демпфера 9 расположен участок гидравлической сети, соединяющий клапан 5 и трубопровод 4, другой стороной демпфер 9 обращен во внутреннюю полость колпака 3, которая, посредством клапана 10, сообщена с атмосферой. Третий конец патрубка 6 клапана 2 гидравлически связан с трубой 1. Изобретение направлено на повышение эффективности работы гидравлического тарана. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. В подводе 1 на уровне лопаток 5, образующих центростремительные напорные каналы, по спирали или окружности выполнены системы 27 изолированных электродов с положительной напряженностью электрогидравлического разрядно-импульсного устройства, соединенные вращающимся переключателем 32 с низкооборотным высоковольтным генератором 31. Оба они установлены на общем валу 22. Отрицательные электроды в виде металлических лопастей-ребер 15 выполнены в напорных центростремительных каналах колеса 8 и соединены с заземлением. Изобретение направлено на обеспечение повышенных выходных параметров и возможности подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии. Способ строительства малых гидроэлектростанций включает сооружение гидроагрегатов в виде преобразователей кинетической энергии потока воды в потенциальную энергию гидравлического удара и привода электрогенераторов вращательного типа. На водоводах гидроагрегатов, имеющих подвижные в радиальном направлении стенки, устанавливают нагнетатели, рабочие органы которых приводят в возвратно-поступательное движение подвижными в радиальном направлении стенками водовода. Выполняют привод электрогенераторов в виде движителей, вращающихся за счет энергии, переносимой от нагнетателей к движителям промежуточным энергоносителем-рабочим телом, отличным от воды. Изобретение направлено на создание несложного способа строительства малых гидроэлектростанций на низконапорных водотоках. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх