Виброгаситель для трубопроводов

Виброгаситель предназначен для снижения вибрационной нагрузки в сложных трубопроводных системах. Виброгаситель выполнен в виде отрезка цилиндра, закрепленного внутри трубопровода и устанавливаемого в местах наибольшей пульсации потока в трубопроводе после арматуры, при этом боковая поверхность отрезка цилиндра снабжена отверстиями диаметром 10-20 мм, равномерно расположенными по всей поверхности с шагом 20-60 мм, при этом выбраны следующие соотношения размеров отрезка цилиндра: d=(0,9-0,85)D, l=(1,5-2)D, δ=(0,75-0,8)δт, где d - наружный диаметр отрезка цилиндра, l - длина отрезка цилиндра, δт - толщина стенок трубы трубопровода, D - условный проходной диаметр трубы трубопровода. Технический результат - устранение прямого контакта стенки трубы с нестационарным потоком в ней. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое техническое решение предназначено для снижения вибрационной нагрузки в сложных трубопроводных системах, в которых многочисленная арматура является источником сильных возбуждений потока, вызывая в них высокий уровень пульсаций давления. Эти пульсации давления определяют уровень вибрационной нагрузки, которую испытывают стенки трубопроводов. Кроме того, и сами трубопроводы являются генераторами нестационарного течения, так как после каждого поворота возникает система парных вихревых шнуров, нарушающих стационарную картину течения рабочей среды. Отстройка трубопроводов от вибрации представляет сложную задачу, и чаще всего для ее решения используют внешние системы ужесточения трубопроводов, позволяющие повысить их собственные частоты.

Известна вибродемпфирующая опора (РФ, заявка №95115879, опубл. 27.09.1997), содержащая хомут с элементами крепления, вязкоупругий слой, расположенный между хомутом и трубопроводом, состоящий из набора виброгасителей из металлорезины, вплотную уложенный по периметру трубопровода и стянутых не менее чем трехсекционным хомутом, одна из секций которого жестко закреплена на ложементе опоры, хомут снабжен элементами фиксации вязкоупругого слоя и элементами крепления с вкладышами, при этом усилие затяжки хомута выбирается оптимальным и вычисляется согласно приведенной формуле.

Недостатком известного технического решения является то, что в нем не устранены причины динамических нагрузок на стенки трубопроводов. В результате сохраняется высокий уровень пульсаций давления в потоке, что отрицательно действует на последующую арматуру, не позволяет оценить расход рабочей среды.

Известны вихрегасители потока жидкой среды, применяемые в трубопроводах в качестве аэродинамических фильтров (Зарянкин В.А., диссертация «Аэродинамические методы повышения экономичности и надежности элементов тепломеханического оборудования ТЭС», Москва, 2000, стр.59-61). По способу воздействия на поток наиболее эффективными являются перфорированные дисковые вихрегасители, устанавливаемые поперек потока. Недостатками этого известного технического решения являются возникающее добавочное гидравлическое сопротивление и эрозионное или кавитационное разрушение вихрегасителя (при установке вихрегасителя на водяных магистралях).

В значительной степени эти недостатки устранены в пластинчатых вихрегасителях (там же, стр.61). Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный вихрегаситель, выполненный в виде отрезка цилиндра, внутри которого вдоль оси расположены пластины, образующие продольные сквозные отверстия. Будучи установлен в местах наибольшей пульсации потока, обычно после задвижек или в местах изгиба трубопровода, он значительно снижает вибрацию трубопровода. Недостатком являются сравнительно мелкие дисперсные вихревые образования, способные вызвать высокочастотную вибрацию стенок трубопровода.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является устранение прямого контакта стенки трубы с нестационарным потоком в ней.

Поставленная задача решается тем, что в известном виброгасителе для трубопроводов, выполненном в виде отрезка цилиндра, закрепленного внутри трубопровода и устанавливаемого в местах наибольшей пульсации потока в трубопроводе после арматуры, согласно изобретению боковая поверхность отрезка цилиндра снабжена отверстиями диаметром 10-20 мм, равномерно расположенными по всей поверхности с шагом 20-60 мм, при этом выбраны следующие соотношения размеров отрезка цилиндра:

d=(0,9-0,85)D, l=(1,5-2)D, δ=(0,75-0,8)δт,

где d - наружный диаметр отрезка цилиндра,

l - длина отрезка цилиндра,

δ - толщина стенок отрезка цилиндра,

δт - толщина стенок трубы трубопровода, D-условный проходной диаметр трубы трубопровода.

Кроме того, виброгаситель снабжен опорными ребрами, расположенными равномерно по его периметру.

Кроме того, виброгаситель может быть установлен после участка поворота трубопровода.

На чертеже представлен виброгаситель в разрезе.

Внутри трубы трубопровода 1 крепится отрезок цилиндра 2 (виброгаситель) с опорными ребрами 3, обеспечивающими жесткое соединение со стенками трубопровода 1. Отверстия 4 диаметром 10-20 мм равномерно выполнены по всей поверхности отрезка цилиндра 2 с шагом перфорации t, равным 20-60 мм в осевом и окружном направлении. Согласно проведенным исследованиям целесообразно руководствоваться следующими соотношениями. Наружный диаметр отрезка цилиндра 2-d выбирают равным (0,9-0,85)D, где D - условный диаметр трубы трубопровода 1. Длина отрезка цилиндра 2 выбрана в пределах (1,5-2)D, а толщина стенок δ - в пределах (0,75-0,8)δт, где δт - толщина стенки трубы трубопровода 1.

При работе все пульсации давления в потоке, возникающие, как правило, в местах трубопровода после арматуры или изгибов его, воспринимает виброгаситель 2, отверстия 4 перфорации которого являются эффективным средством гашения пульсаций. Соответственно, в сравнительно узком кольцевом зазоре между виброгасителем 2 и трубой трубопровода 1 движется квазистационарный турбулентный поток. Частота пульсаций давления в таком потоке, как показали исследования, превышает 2000 Гц и не может вызвать опасных низкочастотных колебаний самого трубопровода.

Таким образом, благодаря предлагаемой конструкции и указанному соотношению размеров удается исключить причину вибрации трубопровода - контакт стенки трубы с нестационарным потоком.

1. Виброгаситель для трубопроводов, выполненный в виде отрезка цилиндра, закрепленного внутри трубопровода и устанавливаемого в местах наибольшей пульсации потока в трубопроводе после арматуры, отличающийся тем, что боковая поверхность отрезка цилиндра снабжена отверстиями диаметром 10-20 мм, равномерно расположенными по всей поверхности с шагом 20-60 мм, при этом выбраны следующие соотношения размеров отрезка цилиндра: d=(0,9-0,85)D, l=(1,5-2)D, δ=(0,75-0,8)δт,

где d - наружный диаметр отрезка цилиндра;

l - длина отрезка цилиндра;

δ - толщина стенок отрезка цилиндра;

δт - толщина стенок трубы трубопровода;

D - условный проходной диаметр трубы трубопровода.

2. Виброгаситель для трубопроводов по п.1, отличающийся тем, что он снабжен опорными ребрами, расположенными равномерно по его периметру.

3. Виброгаситель для трубопроводов по п.1, отличающийся тем, что он установлен после участка поворота трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для снижения кратковременных импульсов избыточного давления воздуха в дренажной или канализационной системах. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубопроводной арматуре. .

Изобретение относится к устройствам для гашения забросов расхода или давления в напорных газовых или жидкостных трубопроводах при случайных возмущениях параметров на входе и, в частности, к устройствам гашения забросов расхода или давления высокотемпературного газового потока в газоходе установки уничтожения крупногабаритных ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) способом сжигания, когда продукты сгорания твердого топлива из РДТТ поступают в крупногабаритный газоход, в котором осуществляют их дожигание, охлаждение и очистку от вредных примесей перед выводом в атмосферу.

Изобретение относится к устройствам для гашения пульсаций или вибраций в жидкостях или газах. .

Изобретение относится к пневмогидравлическим аккумуляторам мембранным и может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для гашения пульсаций давления жидкости, связанных с неравномерностью ее подачи.

Изобретение относится к средствам гашения колебаний расхода и давления рабочей среды и обеспечения надежной бескавитационной работы насосов в магистральных трубопроводах и может быть использовано в различных отраслях промышленности: энергомашиностроение, трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано в нефте- и газодобывающей, химической промышленности для гашения колебаний давления в напорных трубопроводах при перекачивании рабочей среды насосно-компрессорными системами, устранения гидроударов, возникающих при закрытии клапанов и задвижек.

Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано для гашения колебаний давления и расхода при перекачивании рабочей среды по трубопроводам насосами, устранения гидроударов, возникающих при закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется в трубопроводах различного назначения с неравномерной подачей перекачиваемой жидкости. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. .

Изобретение относится к средствам гашения колебаний давления и расхода рабочей среды в гидросистемах и может быть использовано в различных отраслях промышленности и энергетики

Изобретение относится к средствам гашения колебаний давления и расхода рабочей среды в гидросистемах и может быть использовано в нефтяной, угольной, химической и целлюлозно-бумажной промышленности, а также в системах коммунального водоотведения при перекачивании рабочей среды, содержащей твердые включения, насосами, для устранения гидроударов, возникающих при закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала

Изобретение относится к устройству для компенсации перепада давлений в трубопроводе, через который течет жидкость, и к системе, содержащей такое устройство

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к системам дымогазоудаления

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для регулирования потока транспортируемой среды

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для исключения гидроудара при остановке нефтеперекачивающей станции или быстром перекрытии запорного органа

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для трубопроводных сетей, а именно к устройствам для защиты трубопроводов путем гашения пульсации давления в трубопроводах, в частности, путем гашения гидравлических ударов

Изобретение относится к средствам гашения пульсации давления жидкости и газа, возникающей при включении, работе и выключении насосов, открытии и закрытии клапанов или задвижек в трубопроводах тепловодоснабжения, нефтяной промышленности и в машиностроении
Наверх