УДАРНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ГАЗОГИДРАВЛИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к области гидрогазодинамики, где может быть использовано для периодического перекрытия сечения канала газогидравлического устройства различного назначения при одновременной подаче через него среды с целью использования возникающего при этом эффекта гидравлического удара, а также к теплоэнергетике для интенсификации теплообмена, в том числе и для промывки теплоиспользующих установок.
Известен узел для газогидравлического устройства, включающий клапан, расположенный в цилиндрическом корпусе, клапан выполнен в виде шара и расположен в цилиндрическом корпусе между конусообразным седлом и перфорированным ограничителем хода, ввернутым в цилиндрический корпус при помощи резьбового соединения своей конусной поверхностью, (см. патент RU №86841, опубл. 20.09.2009 г.)
Недостаток ударного узла данного исполнения в затруднительном регулировании его производительности и склонность к «залипанию» клапана (шара).
Известна конструкция ударного узла вертикально-качательного типа, где ударный клапан совершает качательные движения вокруг неподвижной оси и может быть расположен под различными углами по отношению к направлению движения воды. (см. Гидравлический таран и таранные установки. Овсепян В.М., М., «Машиностроение», 1968, с.59, 60, 65, рис.27, 28.).
Известная конструкция обладает малой производительностью генерации гидравлических ударов и низкой надежностью при использовании устройства в закрытых нестационарных системах, где наблюдается «залипание» клапана, если скорость рабочей среды в питательной трубе превысит допустимое расчетное значение, или же его «зависание», когда скорость оказывается недостаточной.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство ударного узла пульсотарана, который содержит корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, при этом каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, которые, в свою очередь, жестко закреплены на штоках, поступательно движущихся в корпусе между каналами входа и выхода рабочей среды и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей (см. Ростовцев В.Н. Утилизацiя малыхъ паденiй воды для целей осушенiя и орошенiя земель, Петроградъ, 1916, рис.19.).
Среди недостатков названной конструкции следует отметить отсутствие возможности регулирования производительности устройства (амплитуда и частота колебания), а также узкий диапазон его настройки для использования в системах с различными характеристиками.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции ударного узла для газогидравлического устройства с возможностью регулирования производительности в любой момент времени без прерывания его работы, что обеспечит унификацию применения данной конструкции в системах открытого и закрытого типов с различными напорно-расходными характеристиками.
Технический результат достигается тем, что ударный узел для газогидравлического устройства, включающий корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, при этом каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, которые, в свою очередь, жестко закреплены на штоках, поступательно движущихся в корпусе между каналами входа и выхода рабочей среды и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей среды, дополнительно снабжен санно-регулировочным механизмом, выполненным из неподвижной, подвижной частей и регулировочного винта, причем неподвижная часть санно-регулировочного механизма закреплена в канале выхода рабочей среды, подвижная часть жестко связана с осью качения коромысла, при этом подвижная и неподвижная части санно-регулировочного механизма вставлены друг в друга и связаны между собой посредством регулировочного винта, который установлен на внешней стороне корпуса.
Ударный узел для газогидравлического устройства представлен на чертеже.
Ударный узел включает в себя корпус 1 с двумя каналами входа 2 и одним каналом выхода 3 рабочей среды, два ударных клапана 4, два штока 5 и коромысло 6 с осью качения 7, при этом каждый из каналов входа 2 рабочей среды соединен с каналом выхода 3 рабочей среды через установленные в них ударные клапаны 4, которые, в свою очередь, жестко закреплены на штоках 5, поступательно движущихся в корпусе 1 между каналами входа 2 и выхода 3 рабочей среды и связанные с коромыслом 6, ось качения 7 которого расположена в канале выхода 3 рабочей среды, санно-регулировочный механизм, выполненный из неподвижной 8, подвижной 9 частей и регулировочного винта 10, причем неподвижная часть 8 санно-регулировочного механизма закреплена в канале выхода 3 рабочей среды, подвижная часть 9 жестко связана с осью качения 7 коромысла 6, при этом подвижная 9 и неподвижная 8 части санно-регулировочного механизма вставлены друг в друга и связаны между собой посредством регулировочного винта 10, который установлен на внешней стороне корпуса 1.
Ударный узел для газогидравлического устройства работает следующим образом.
Оба канала входа 2 рабочей среды присоединяют к источнику подачи газогидравлической среды через питательные трубы (на чертеже не показаны), выход канала 3 рабочей среды используется в зависимости типа эксплуатируемой совместно с ним системы.
Для запуска ударного узла газогидравлического устройства в работу необходимо обеспечить гидравлическую разбалансировку каналов входа 2 рабочей среды устройства, что достигается либо однократным принудительным закрытием проходного сечения одного из ударных клапанов 4 специальным устройством запуска (на чертеже не показано) или же путем однократного мгновенного перекрытия одного из каналов входа 2 рабочей среды в момент ее подачи, например, разводящей арматурой.
При полностью закрытом одном из ударных клапанов 4, жестко закрепленных на штоках 5, другой, за счет механизма воздействия коромысла 6 на оси качения 7, всегда остается открытым и через него происходит истечение рабочей среды в канал выхода 3 до тех пор, пока он под действием скорости ее истечения не закроется и в канале входа рабочей среды 2, связанном с подачей рабочей среды через устройство, не возникнет гидравлический удар, для генерации энергии которого и предназначен ударный узел для газогидравлического устройства. После того как положение ударных клапанов 4 относительно друг друга изменится на противоположное за счет механизма воздействия на их штоки 5 коромысла 6 с осью качения 7, то генерация гидравлического удара произойдет в другом канале входа 2 рабочей среды и так автоматически будет происходить попеременно до тех пор, пока будет присутствовать подача рабочей среды через ударный узел для газогидравлического устройства.
Регулирование частоты и амплитуды хода ударных клапанов 4 и, следовательно, частоты генерации и величины воздействия импульсов гидравлических ударов, а также настройка устройства под конкретный тип системы с произвольными напорно-расходными характеристиками, осуществляют изменением длин плеч коромысла 6, воздействующих на штоки 5 ударных клапанов 4, путем вращения регулировочного винта 10 санно-ползунного механизма, неподвижная часть которого 8 жестко связана с корпусом 1 в канале выхода 3 рабочей среды, а с подвижной частью 9 связана ось качения. 7 коромысла 6.
Использование данной конструкции ударного узла для газогидравлического устройства при движении через него рабочей среды позволит получить не только серию качественно-периодических гидравлических ударов, наиболее полно использовать их энергию в газогидравлических устройствах различного назначения, в том числе и к интенсификации процесса теплообмена при промывке теплоиспользующих установок, но и унифицировать использование данного узла в системах открытого и закрытого типов с различными напорно-расходными характеристиками за счет обеспечения возможности его настройки и регулирования производительности в любой момент времени без прерывания работы устройства.