ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к области энергетики, нефтегазовой и химической промышленности и может найти применение, например, в системах химической очистки котловой воды на тепловых станциях.
Одной из острых проблем, возникающих при эксплуатации трубопроводных магистралей технологических установок, является снижение гидродинамических нагрузок в изгибах трубопроводов, на входе в запорно-регулирующую арматуру при ускоренных потоках жидкости. Такая ситуация особенно опасна для магистралей, собранных из пластмассовых и металлопластиковых трубопроводов, прочность которых ограничена по сравнению с металлическими трубопроводами. Поэтому возникает необходимость в создании и применении замедлителей потока жидкости, которые иногда называют еще гасителями энергии потока жидкости, успокоителями и т.п.
Известен гаситель энергии потока жидкости скоростной гидродинамической трубы разомкнутого типа (А.С. 887876, МПК F16L 55/02, опубл. 07.12.81, бюллетень №45), снабженный обечайкой, установленной на дне бассейна коаксиально с ней с образованием кольцевой щели и мертвого объема, причем в шахте размещена винтовая лопасть с центральным каналом, соединяющим кольцевую щель с проточным каналом.
Недостатком известного устройства являются большие габариты, что не позволяет его установить в произвольном сечении трубопроводной магистрали технологической установки, кроме того, при наличии
ускоренных потоков скорость жидкости не снижается с достаточной эффективностью.
Известно также устройство для гашения кинетической энергии потока (А.С. №1037012, МПК F16L 55/02, опубл. 23.08.83, бюллетень №31), в корпусе которого с осевым расположением проходных каналов неподвижно установлены соосно-оппозитно сферические гасящие элементы с зазором между ними, причем один из элементов соединен с входным каналом, а в корпусе установлена перфорированная перегородка, на которой закреплен гасящий элемент, не связанный с входным каналом.
Недостатком данного устройства, также как и предыдущего, является неизменность гидравлического сопротивления, что не позволяет резко снизить скорость ускоренного потока жидкости, а также отсутствие регулировочных элементов, обеспечивающих технологичность устройства в эксплуатации.
Известен гаситель пульсаций давления (А.С. 928124, МПК F16L 55/02, опубл. 15.05.82, бюллетень №18), взятый за прототип, представляющий собой механическую колебательную систему, состоящую из установленных в трубопроводе наружной перфорированной трубки с закрепленными в кольцевом пазе опорными кольцами, которая фланцем крепится к фланцам трубопровода. Внутри трубки в направлении движения газа подвешена на пружинах и сжатых при сборке нажимным диском с помощью болтов, перфорированная вставка, имеющая с одной стороны днище с отверстиями, а с другой фланец.
Недостатками изобретения-прототипа являются: сложность конструкции; наличие трущихся пар, снижающих надежность конструкции; низкое быстродействие, обусловленное наличием механической колебательной системы, включающей массивные элементы; отсутствие регулировки диапазона срабатывания, что делает устройство
не технологичным в эксплуатации.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача обеспечить высокую надежность, достаточное быстродействие и возможность регулировки диапазона срабатывания, выполнение которых делают ее эффективным и технологичным в эксплуатации средством гашения ускоренных потоков жидкости в трубопроводных магистралях.
Данная задача решается за счет того, что в гасителе энергии потока жидкости, представляющем собой механическую колебательную систему, выполненную в виде трубки, регулирующего устройства в виде нажимного диска и пружины, установленной на болте, согласно полезной модели, трубка выполнена корпусным элементом, болт установлен соосно корпусному элементу во втулке с возможностью регулировки и контровки, втулка ввернута в центр крестовины, выполненной в опоре с возможностью регулировки и контровки, причем наружный диаметр пружины больше поперечного размера крестовины.
Конструктивная схема устройства представлена на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - разрез по А-А.
В корпусном элементе 1 поперек установлена опора 2, в которой выполнена соосно крестовина 3, в центр которой ввернута втулка 4 с возможностью регулировки и законтрена контргайкой 5. Во внутрь втулки 4 ввернут болт 6 с возможностью регулировки и законтрен контргайкой 7. Болт 6 пропущен через диск 8, при помощи которой поджата посаженная на опору 2 пружина 9. Наружный диаметр пружины 9 больше поперечного размера крестовины 3.
Гаситель энергии потока жидкости действует следующим образом. Ускоренный поток жидкости, толкая перед собой воздушную массу, входит в гаситель энергии потока жидкости. Так как сопротивление щелей между витками пружины 9 по отношению к воздуху мало, то поток
жидкости с большой скоростью входит в гаситель энергии потока жидкости и создает на нем большой перепад давления. Под действием этого перепада давления пружина 9 сжимается, уменьшая щели между ее витками и препятствуя дальнейшему ускорению потока жидкости. Происходит плавное снижение скорости движения жидкости. При достижении максимальной скорости потока жидкости диск 8 садится на втулку 4 и дросселирование потока жидкости происходит при постоянном проходном сечении щелей витков пружины 9. По мере заполнения жидкостью трубопроводной магистрали за гасителем перепад давления на нем уменьшается и пружина 9 разжимается, увеличивая площадь проходного сечения щелей. При расходе жидкости, соответствующем номинальному по технологии значению, пружина 9 занимает исходное положение, при котором ее гидравлическое сопротивление не превышает допустимой величины.
Предварительное поджатие пружины 9 регулируется за счет подкручивания болта 6 с дальнейшей его фиксацией контргайкой 7. Перепад давления, при котором диск 8 садится на втулку 4 устанавливается его вращением относительно крестовины 3 с дальнейшей фиксацией контргайкой 5. При помощи регулировки положения болта 6 и втулки 4 достигается максимальная эффективность замедления потока жидкости.
Таким образом, отсутствие в конструкции гасителя энергии потока жидкости трущихся пар делает ее простым и достаточно надежным, непосредственное воздействие ускоренного потока жидкости на пружину 9 малой массы обеспечивает высокое ее быстродействие, наличие элементов регулировки в виде болта 6 и втулки 4 делает устройство технологичным в эксплуатации.
При применении предлагаемого гасителя энергии потока жидкости
в трубопроводной магистрали за гасителем исключаются повышенные скорости жидкости и, как следствие, высокие гидродинамические нагрузки в изгибах трубопроводов, сохраняется их герметичность и целостность конструкции.