Устройство для создания гидравлического удара

Полезная модель относится к области гидродинамики, гидравлики и машиностроения, где может найти применение в устройствах различного назначения, использующих эффект гидравлического удара, а также к теплоснабжению, где может быть использовано для создания импульсного режима движения жидкости применительно к интенсификации теплообмена в теплоэнергетических установках.
Известен ударный узел, включающий корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, закрепленные на штоках и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей среды. Регулировочный механизм, выполнен из неподвижной, подвижной частей и регулировочного винта, неподвижная часть закреплена в канале выхода рабочей среды, а подвижная часть связана с осью качения коромысла, подвижная и неподвижная части регулировочного механизма связаны между собой посредством регулировочного винта. Два боковых регулировочных винта установлены на внешней стороне корпуса и расположены в канале выхода рабочей среды со стороны торцов плеч коромысла симметрично ее оси качения. Между соответствующими торцом плеча коромысла и боковым регулировочным винтом установлена пружина. В каждом канале входа между ударным клапаном и корпусом установлена возвратная пружина. Подвижная часть регулировочного механизма выполнена с взаимно перпендикулярными отверстиями под штифт и регулировочный винт с радиальной проточкой, при помощи которой регулировочный винт и штифт установлены в соответствующие отверстия подвижной части регулировочного механизма. Между корпусом и подвижной частью регулировочного механизма установлена опорная пружина. (RU 128263, МПК F15B 21/12, опубл. 20.05.2013).
Недостатками известной конструкции являются ее относительно низкая устойчивость работы при изменении расхода рабочей среды, а также отсутствие возможности управления частотой генерации импульсов количества движения рабочей среды. Данные недостатки обусловлены тем, что приведенная конструкция ударного узла является самоподдерживающейся.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является кран трубопроводной запорной арматуры, содержащий полый корпус с входным и выходным отверстием для истечения рабочей среды, пробку со сквозным отверстием для истечения рабочей среды и привод, причем пробка установлена внутри полого корпуса с возможностью ее кругового вращения, а привод жестко связан с пробкой и выведен на внешнюю сторону полого корпуса (Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. - С. 74.)
Недостатком известного технического решения является то, что конструкция не предназначена для осуществления генерации импульсов количества движения рабочей среды с возможностью регулируемого изменения частоты этой генерации.
Технический результат заключается в обеспечении возможности изменения частоты генерации импульсов количества движения рабочей среды независимо от ее расхода в устройстве для создания гидравлического удара.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для создания гидравлического удара содержит запорный кран, который включает полый корпус с входным и выходным отверстиями для истечения рабочей среды, пробку со сквозным отверстием для истечения рабочей среды и привод, причем пробка установлена внутри полого корпуса с возможностью кругового вращательного вращения, а привод жестко связан с пробкой и выведен на внешнюю сторону полого корпуса, дополнительно содержит второй запорный кран с приводом, станину, электропривод с валом, три зубчатых колеса и цепную передачу, причем оба крана и электропривод жестко закреплены на станине, первое зубчатое колесо установлено на привод первого запорного крана, второе зубчатое колесо установлено на привод второго запорного крана, третье зубчатое колесо установлено на вал электропривода, а цепная передача связывает зубчатые колеса с возможностью передачи крутящего момента от вала электропривода.
На чертеже представлена конструкция устройства для создания гидравлического удара.
Устройство для создания гидравлического удара содержит первый запорный кран 1, состоящий из полого корпуса 2 с входным 3 и выходным 4 отверстиями для истечения рабочей среды, пробку 5 со сквозным отверстием 6 для истечения рабочей среды и привод 7. Пробка 5 установлена внутри полого корпуса 2 с возможностью кругового вращательного вращения. Привод 7 жестко связан с пробкой 5 и выведен на внешнюю сторону полого корпуса 2. Устройство дополнительно содержит второй запорный кран 8 с приводом 9, станину 10, электропривод 11 с валом 12, три зубчатых колеса 13, 14, 15 и цепную передачу 16. Запорные краны 1, 8 и электропривод 11 жестко закреплены на станине 10. Первое зубчатое колесо 13 установлено на приводе 7 первого запорного крана 1, второе зубчатое колесо 14 установлено на приводе 9 второго запорного крана 8, третье зубчатое колесо 15 установлено на вале 12 электропривода 11. Цепная передача 16 связывает зубчатые колеса 13, 14, 15 с возможностью передачи крутящего момента от вала 12 электропривода 11.
Устройство для создания гидравлического удара работает следующим образом. Сначала входное 3 и выходное отверстия 4 для истечения рабочей среды первого запорного крана 1, а также входное и выходное отверстия для истечения рабочей среды (на чертеже не указаны в силу сходства первого запорного 1 и второго запорного 8 крана) второго запорного крана 8 подключают к источнику и приемнику (на чертеже не указаны) рабочей среды. Затем электропривод 11, закрепленный на станине 10, запускают в работу. В результате этого закрепленное на валу 12 электропривода 11 третье зубчатое колесо 15 начинает вращаться. Посредством цепной передачи 16 это вращательное движение передается первому 13 и второму 14 зубчатым колесам и, следовательно, приводам 7 и 9 первого 1 и второго 9 запорных кранов. Вращение первого привода 7 первого запорного крана 1 сопровождается вращением пробки 5 со сквозным отверстием 6 в полом корпусе 2 запорного крана 1. В результате периодического открытия и закрытия проходного сечения полого корпуса 2 первого запорного крана 1 в канале входного отверстия 3 генерируются импульсы количества движения рабочей среды, энергия которых может быть использована в зависимости от назначения и области применения устройства. Аналогичным образом происходит генерация импульсов количества движения рабочей среды в канале входа (на чертеже не указан) второго запорного крана 8. Генерация импульсов количества движения рабочей среды может происходить одновременно, попеременно или в произвольной фазе сдвига, которая определяется взаимным положением первого 13 и второго 14 зубчатых колес относительно цепной передачи 16. Частота генерации импульсов количества движения рабочей среды задается частотой вращения вала 12 электропривода 11 и не зависит от расхода рабочей среды через первый 1 и второй 8 запорные краны. Следует отметить, что в предлагаемом устройстве может быть использовано любое количество запорных кранов.
В результате использования предлагаемого технического решения:
- решается задача о возможности генерации импульсов количества движения рабочей среды в N (N = от 1 до ∞) входах единого устройства;
- обеспечивается эргономичная возможность регулирования частоты генерации импульсов количества движения рабочей среды;
- повышается устойчивость работы ударного узла, так как изменение расхода рабочей среды не влияет на частоту генерации импульсов количества ее движения.