Гаситель гидроударов для трубопровода

Полезная модель относится к области энергетики, а именно, к оборудованию трубопроводных систем, и может быть использовано для гашения амплитуд колебаний давления и предотвращения гидравлических ударов в направляющих жидкость трубопроводах.
Известен гаситель гидроударов (Авт. св. СССР 1717898, МКИ F16L 55/04. «Устройство для гашения колебаний давления в магистральном трубопроводе»), включающий цилиндрический корпус, устанавливаемый на отрезке трубопровода, участки которого перфорированы, а глухая центральная часть заключена между расположенными в корпусе двумя поперечными перфорированными перегородками, в пространстве между которыми располагается демпфирующий элемент, выполненный в виде пакета отработанных автомобильных шин, заполненных микропористой резиной.
Недостатками данного гасителя гидроудара являются необходимость выполнения перфорации трубопровода, высокое гидравлическое сопротивление, а также большие габаритные размеры, вследствие чего он пригоден к использованию только на магистральных трубопроводах большого диаметра.
Также известен гаситель гидроударов (Роскин А.Б. «Устройства для стабилизации колебаний давления и расхода в тепловых сетях» [Электронный ресурс] / Новости теплоснабжения. - №2. - 2004. URL:// http://www.rosteplo.ru), устанавливаемый на перфорированном участке трубопровода и включающий цилиндрический наружный корпус, заполненный воздухом и образующий газовую камеру, разделяемую отрезком трубы из эластичного материала на две герметичные полости: газовую и жидкостную, заполняющуюся средой из трубопровода через отверстия перфорации.
Недостатком данного гасителя гидроудара является необходимость выполнения перфорации трубопровода и как следствие высокое гидравлическое сопротивление.
Наиболее близким по технической сущности является изобретение («Устройство для нанесения жидкого обрабатывающего средства на полотно» Патент RU 2171868, опубл. 10.08.2001, Бюл. №22, МПК D06B 1/08), в котором описывается гаситель гидроударов, содержащий цилиндрический корпус с присоединительными фланцами, внутри которого закреплен цилиндрический эластичный участок трубы, выполненный в виде резиновой кольцевой вставки. При внезапном закрытии регулирующей или защитной арматуры обратная ударная волна приведет к резкому скачку давлений, что может вызвать разрыв резиновой кольцевой вставки.
Недостаток представленного устройства заключается в высоком гидравлическом сопротивлении устройства обусловленного самопроизвольным колебанием цилиндрического эластичного участка трубы из-за нестационарности потока.
Техническая задача, заключается в снижении амплитуд колебаний давления потока, возникающих при гидравлическом ударе.
Техническим результатом является повышение надежности гасителя при низком гидравлическом сопротивлении устройства.
Это достигается тем, что гаситель гидроударов для трубопровода, содержит цилиндрический корпус, соединенный фланцами с трубопроводом, внутри корпуса установлена резиновая кольцевая вставка, отличающийся тем, что снабжен цилиндрической втулкой, установленной внутри резиновой кольцевой вставки, по всей окружности втулки выполнены продольные прорези, при этом внутренний диаметр втулки равен внутреннему диаметру трубопровода.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез гасителя гидроударов для трубопровода (ГГТ), на фиг. 2 изображено поперечное сечение ГГТ в увеличенном масштабе.
Гаситель гидроударов для трубопровода 1 содержит цилиндрический корпус 2 с присоединительными фланцами 3, внутри которого расположена резиновая кольцевая вставка 4, внутри которой расположена цилиндрическая втулка 5 с продольными прорезями 6 по всей окружности, при этом диаметр D втулки 5 равен внутреннему диаметру основного трубопровода 1.
Гаситель гидроударов работает следующим образом.
При возникновении гидроудара для трубопровода, фронт высокого давления, проходя через гаситель, вызывает деформацию резиновой кольцевой вставки 4, уменьшая ее объем и, соответственно, создавая дополнительный свободный объем в полости между цилиндрическим корпусом 1 и цилиндрической втулкой 5. Таким образом, часть энергии жидкости при гидравлическом ударе преобразуется в энергию упругой деформации кольцевой резиновой вставки 4, за счет чего амплитуда колебаний давления в трубопроводе 1, а вместе с ней, и механические напряжения в его стенках, снижается до безопасных значений. Ограничение области для деформации резиновой кольцевой вставки 4 за счет расположения ее между цилиндрическим корпусом 1 и цилиндрической втулкой 5 позволяет повысить надежность гасителя.
При нормальном режиме эксплуатации трубопровода 1 гаситель гидроударов практически не вносит добавочного гидравлического сопротивления.
Выполнение продольных прорезей 6 в цилиндрической втулке 5 уменьшает площадь контакта рабочей среды с твердой поверхностью и обеспечивается состояние покоя среды, находящейся в них, что обуславливает минимальное гидравлическое сопротивление при контакте основной рабочей среды со средой, находящейся в продольных прорезях 6. В результате гидравлическое сопротивление на этом участке гасителя цилиндрической трубы 4 ниже сопротивления сплошной гладкой трубы.
При неравенстве диаметра D цилиндрической втулки 5 внутреннему диаметру основного трубопровода 1 резко возрастают гидравлические потери вследствие внезапного расширения или сжатия потока.
Использование устройства позволяет повысить надежность при снижении амплитуд колебаний давления потока, возникающих при гидравлическом ударе.