ГАСИТЕЛЬ ПНЕВМОГИДРОУДАРОВ СКОРОСТНОГО ПОТОКА
HIGH-SPEED FLOW PNEUMOHYDRAULIC IMPACT DAMPER

Изобретение относится к устройствам для гашения пульсаций давления в трубопроводных транспортных системах для газовых и жидких сред, в частности в системах заправки ракетно-космической техники, а также может быть использовано в других областях техники.
Известен гаситель гидравлического удара (а.с. 934153, МПК F16L 55/02, F16K 47/04, опубликовано. 07.06.82), установленный в магистрали с размещенным в ней обратным клапаном и выполненным в виде патрубка, снабженного выходным штуцером и установленного в патрубке поршня, соединенного штоком с запорным органом, взаимодействующим с седлом, а надпоршневая полость соединена трубками с напорной частью магистрали, снабженными регулирующей арматурой.
Однако данный гаситель предназначен только для жидких сред. А также недостатками данного гасителя является сложность конструкции, обусловленная наличием подвижных элементов с трением и необходимость специального трубопровода для сброса жидкости во время гидроудара.
Известен также гаситель гидравлического удара (п.м. №71727 МПК F16L 55/02, опубликовано. 20.03.2008) с корпусом, снабженным входным отверстием, связанным с напорным трубопроводом и выходным отверстием. Полость корпуса разделена на внутреннюю и наружную камеры, при этом внутренняя камера образована входным и выходным обратными клапанами и перфорированной вставкой, на которую надета с перекрытием отверстий эластичная втулка, обжатая упругими элементами, выполняющие роль упругой мембраны, наружная камера соединена с выходом гасителя рядом отверстий, причем во входном обратном клапане выполнено отверстие с площадью, меньшей площади проходного сечения входного напорного трубопровода.
Недостатком данного гасителя гидравлического удара является его предназначение только для жидких сред, а также многоэлементность и сложность конструкции.
2
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего уменьшить скорость нарастания давления во внутренних полостях агрегатов пневмогидросистем в момент подачи высокого давления, предохраняя их от повреждения. Поскольку резкое (доли секунды) повышение давления до уровня 250 кгс/см и выше в пневмогидросистемах может приводить к нарушению функционирования агрегатов, входящих в состав, выходу их из строя и разрушению элементов конструкции.
Сущность изобретения заключается в том, что в гасителе пневмогидроударов скоростного потока, содержащем герметичный корпус с входным и выходным штуцерами и с размещенным в нем подвижным дросселем, который со стороны входа имеет поршень, внешний диаметр которого больше, чем диаметр наконечника подвижного дросселя со стороны выхода, который в свою очередь соответствует диаметру выходного отверстия штуцера, в подвижном дросселе выполнен крестообразный канал, площадь поперечного сечения которого не меньше площади проходного сечения входного штуцера, при этом в зоне расположения крестообразного канала подвижного дросселя в корпусе выполнена кольцевая канавка, площадь поперечного сечения которой также не меньше площади проходного сечения входного штуцера.
Техническим результатом данного изобретения является сохранение плавности потока среды во внутренних полостях агрегатов пневмогидросистем в момент резкого возрастания давления за счет эффекта мгновенного перекрытия основной площади проходного сечения подающего трубопровода при резком скачке повышения давления. При этом замыкание емкостей, находящихся за устройством происходит через дроссель.
После достижения в системе необходимого уровня давления, устройство автоматически открывает всю площадь проходного сечения подающего трубопровода, восстанавливая необходимую пропускную способность системы. Также при решении поставленной задачи удалось упростить конструкцию устройства
Сущность изобретения показана на фиг. 1 и 2;
на фиг. 1 представлен общий вид гасителя пневмогидроударов в разрезе; на фиг. 2 представлены площади поперечных сечений гасителя пневмогидроударов.
Гаситель пневмогидроударов скоростного потока, содержащий герметичный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами и с размещенным в нем подвижным дросселем 4, имеющим со стороны входного штуцера 2 поршень 5, наружный диаметр А которого больше наружного диаметра Б наконечника 6 со стороны выходного штуцера 3, при этом диаметр Б наконечника 6 подвижного дросселя 4 со стороны выходного штуцера 3 контактирует с проходным диаметром В выходного штуцера 3, причем в подвижном дросселе 4 выполнен крестообразный канал 7 площадь поперечного сечения S2 которого не меньше площади проходного сечения S1 входного штуцера 2. Сила пружины 8, отжимающей подвижный дроссель 4 от выхода, больше силы от давления, действующей на подвижный дроссель 4 со стороны входного штуцера 2, причем кольцевая канавка 9, выполненная в герметичном корпусе 1 и расположенная в зоне крестообразного канала 7 подвижного дросселя 4 имеет площадь поперечного сечения S3 не менее площади проходного сечения S1 входного штуцера 2 гасителя пневмогидроударов.
где:
S1 - площадь проходного сечения входного штуцера 2;
S2 - площадь проходного сечения крестообразного канала 7 подвижного дросселя 4;
S3 - площадь проходного сечения кольцевой канавки 9.
Скорость замыкания определяется площадью сечения дросселя внутри устройства и объемом трубопроводов и внутренних полостей агрегатов пневмогидравлических систем, находящихся за устройствами и регулируется площадью проходного сечения дросселя.
Для обеспечения требуемого расхода рабочего тела на выходе, площадь проходного сечения каждой проточной полости гасителя пневмогидроударов скоростного потока должна быть больше или равна площади проходного сечения входного штуцера 2. Нарушение этого условия ведет к увеличению сопротивления и уменьшению требуемого расхода рабочей среды на выходе.
При резкой подаче давления на входной штуцер 2 гасителя пневмогидроударов давление среды действует на торец поршня 5 подвижного дросселя 4 и отжимает его вместе с пружиной 8 в сторону выхода, а наконечник 6 диаметра Б подвижного дросселя 4 перекрывает проходной диаметр В выходного штуцера 3. Таким образом достигается эффект мгновенного перекрытия основной площади проходного сечения подающего трубопровода при резком скачке давления. Давление, через крестообразный канал 7 стравливается через кольцевую канавку 9 герметичного корпуса 1 и при достижении в системе необходимого уровня давления пружина 8 разжимается, чем приводит подвижный дроссель 4 в исходное положение. Соответственно наконечник 6 диаметра Б подвижного дросселя 4 открывает проходной диаметр В выходного штуцера 3, восстанавливая пропускную способность системы.
Таким образом, за счет мгновенного перекрытия подвижным дросселем 4 основной площади проходного сечения подающего трубопровода при резком скачке давления, скорость нарастания давления во внутренних полостях системы происходит плавно и предохраняет агрегаты системы от разрушения элементов конструкции и выхода системы из строя. Также устройство по данному изобретению применимо для газообразных и жидких сред и имеет простую конструкцию.