Стабилизатор давления в трубопроводе

 

Использование: для гашения колебаний давления при перекачивании рабочей среды в гидросистемах. Сущность изобретения: корпус охватывает центральный перфорированный трубопровод. Демпфирующие полости разделены двумя поперечными перегородками с перфорационными отверстиями на три камеры, в средней из которых размещен демпфирующий элемент, выполненный в виде пакета автомобильных шин с упругой набивкой. Крайние камеры снабжены присоединительными патрубками, сообщающими их пространством между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью трубопровода. Диаметр поперечного сечения каждого патрубка меньше суммарной площади отверстий в перегородке. Демпфирующие полости в количестве не менее трех расположены параллельно трубопроводу вокруг него, на горизонтальной плоскости трубопровода и выше нее. Шины установлены на трубе, выполненной с торцовыми заглушками. 2 ил.

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано для гашения колебаний давления при перекачивании рабочей среды в гидросистемах трубопроводного транспорта для нефтяной, химической, угольной и других отраслей промышленности.

Известны стабилизаторы, предназначенные для уменьшения интенсивности гидроударов и пульсаций давления рабочей среды в трубопроводах [1] действие которых основано на диссипации энергии волновых процессов при прохождении рабочей среды через перфорационные отверстия в сочетании с изменением частотных характеристик системы рабочая среда трубопровод при введении в нее упругодемпфирующих элементов.

Недостатком этих устройств является ограниченная область применения, что обусловлено особенностями конструктивного исполнения, инерционностью гидравлического тракта, сообщающего демпфирующие элементы с трубопроводной системой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа стабилизатор давления в трубопроводе, содержащий кожух, охватывающий центральный перфорированный трубопровод с образованием расширительной предкамеры и цилиндрические демпфирующие полости, разделенные двумя поперечными перегородками с перфорационными отверстиями на три камеры, в средней из которых размещен с зазором относительно корпуса полости демпфирующий элемент, выполненный в виде пакета автомобильных шин с упругой набивкой [2] Недостатком такого устройства является то, что система сообщения демпфирующих элементов с центральным трубопроводом характеризуется большой инерционностью, что приводит к малой эффективности снижения амплитуды колебаний давления. Кроме того, в указанном устройстве ограничен диапазон гасимых частот, поскольку выбор демпфирующего элемента лимитирован необходимостью согласования внутреннего диаметра автомобильной шины с наружным диаметром центрального трубопровода.

Целью изобретения является улучшение демпфирующих свойств путем расширения диапазона гасимых частот и уменьшения инерционности.

Это достигается за счет того, что в предлагаемом стабилизаторе давления в трубопроводе крайние камеры демпфирующих полостей снабжены присоединительными патрубками, сообщающими их с расширительной предкамерой, диаметр поперечного сечения каждого из которых меньше суммарной площади перфорационных отверстий в поперечной перегородке, демпфирующие полости в количестве не менее трех расположены параллельно центральному трубопроводу, вокруг него, на его осевой горизонтальной плоскости и выше нее, а автомобильные шины установлены на трубе, выполненной с торцовыми заглушками.

На фиг. 1 изображен стабилизатор давления, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Стабилизатор давления состоит из цилиндрического корпуса 1, охватывающего с образованием расширительной предкамеры центральный трубопровод 2, снабженный перфорацией 3, цилиндрических демпфирующих полостей 4, разделенных двумя поперечными перегородками 5 и 6 с перфорационными отверстиями 7 и 8 на три камеры 9, 10 и 11. Соединение камер может быть сварным, болтовым, по резьбе и т.д.

В средней камере 10 размещен демпфирующий элемент в виде пакета последовательно установленных автомобильных шин 12 (в том числе бывших в употреблении) с упругой набивкой 13. В качестве упругой набивки могут быть использованы обрезки резинового шланга, микропористая резина, металлическое волокно, слоистая прессованная пластмасса и т.п.

Демпфирующий элемент размещается на трубе 14, установленный по продольной оси камеры 10 демпфирующей полости и закрепленной на поперечных перегородках 5 и 6. Труба 14 снабжена заглушками 15. Крайние камеры 9 и 11 демпфирующей полости 4 сообщены с расширительной предкамерой, образованной корпусом 1 посредством патрубков 16, диаметр каждого из которых меньше суммарной площадки перфорационных отверстий на соответствующей поперечной перегородке 5 и 6. Демпфирующие полости 4 в количестве не менее трех расположены вокруг центрального трубопровода 2, параллельно ему, на его осевой горизонтальной плоскости и выше нее. Стабилизатор соединяется с трубопроводной системой посредством присоединительного патрубка 17.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при поступлении рабочей среды из трубопроводной системы через присоединительный патрубок 17 она проходит по центральному трубопроводу 2 и, кроме того, через перфорационные отверстия 3, 7 и 8, а также патрубки 16 заполняет расширительную предкамеру, заключенную между стенками корпуса 1 и центрального трубопровода 2, и камеры 9, 10, 11. При возникновении пульсаций давления (положительная волна) происходит дополнительное перетекание рабочей среды через отверстие 3 в расширительную камеру, затем через патрубки 16 в камеры 9 и 11 демпфирующих полостей 4 и через перфорацию 7 и 8 камеру 10, заполненную демпфирующим элементом 12. При этом происходит диссипация энергии колебаний рабочей среды на перфорированных отверстиях 3, 7 и 8, а также при прохождении среды через зазор, образующийся между боковыми поверхностями демпфирующего элемента 12, перфорированными перегородками 5 и 6 и корпусом демпфирующей полости 4 в моменты, когда давление в камерах 9 и 11 оказывается больше давления в камере 10 и упругой набивке 13.

Регулирование диапазона гасимых частот достигается варьированием таких параметров, как количество демпфирующих полостей 4, размерами перфорационных отверстий 3, 7 и 8 и суммарной площади перфорации, податливостью упругой набивки 13.

Использование предлагаемого стабилизатора обеспечивает сообщение крайних камер с центральным перфорированным трубопроводом посредством системы патрубки-расширительная предкамера приводит к снижению инерционности и равномерному распределению потока рабочей среды по сечению стабилизатора; поскольку суммарная площадь перфорационных отверстий на поперечных перегородках превышает диаметр патрубков обеспечивается снижение инерционности стабилизатора; введение в конструкции демпфирующей полости заглушенной с торцов трубы улучшает технологичность изготовления, обеспечивает независимость выбора демпфирующего элемента от геометрических характеристик центрального трубопровода и возможность создания разветвленной системы демпфирующих полостей, что расширяет диапазон гасимых частот.

Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет улучшить динамические характеристики стабилизатора и оптимизировать режимы работы.

Формула изобретения

СТАБИЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержащий корпус, охватывающий центральный перфорированный трубопровод, и демпфирующие полости, разделенные двумя поперечными перегородками с перфорационными отверстиями на три камеры, в средней из которых размещен демпфирующий элемент, выполненный в виде пакета автомобильных шин с упругой набивкой, отличающийся тем, что крайние камеры демпфирующих полостей снабжены присоединительными патрубками, сообщающими их с пространством между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью центрального перфорированного трубопровода, диаметр поперечного сечения каждого патрубка меньше суммарной площади перфорационных отверстий в поперечной перегородке, демпфирующие полости в количестве не менее трех расположены параллельно центральному трубопроводу вокруг него на его горизонтальной плоскости и выше нее, а автомобильные шины установлены на трубе, выполненной с торцевыми заглушками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2