BG319Y1

BG319Y1 - Device for the protection of water supply pumping stations from hydraulic hammer of membrane minihydrophore (mhp)

Info

Publication number: BG319Y1
Application number: BG100348U
Authority: BG
Inventors: Йордан Д. Кулкин
Original assignee: ЕТ"МХМ Консулт"-инж.Й.Кулкин"
Priority date: 1996-02-12
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1999-06-30
Also published as: BG100348U

Abstract

The device is used in hydraulic sysmtes in internal buildingwater supply and protects high-pressure pumping stations and thepipelines connected to them from hydraulic hammers. It hascylindrical form and consists of a closed and well sealed steelcylinder (1). In the middle of the device a membrane (4) is fittedbetween flanges (17) which divides in into two working chambers.The device also contains grating-type partitions (3 & 6), bleedingstopper (5), a system for discharging unwanted impurities andsludge (11), pipe connection (8) which connects it to a pusher ofthe pumping station, cross pieces (13 & 14) and a hatch. The spaceabove the membrane is filled by condensed nitrogen which issupplied from a compressed nitrogen cylinder, and there is waterunder the membrane.4 claims, 4 figures

Description

Полезният модел се отнася до устройство от областта на машиностроенето, което защитава от хидравличен удар високонапорни помпени станции и свързаните с тях тръбопроводи.The utility model refers to a device in the field of mechanical engineering that protects high-pressure pumping stations and associated pipelines from hydraulic shock.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известно е устройство за изравняване на налягането, което представлява затворен съд, обикновено свързани откъм долната си страна към напорния тръбопровод. Водата от тръбопровода изпълва една част от устройството, а останалата (горната) част над нивото на водата е изпълнена със сгъстен въздух, който има пряк допир с водата. При абсорбиране на част от въздуха от водата същият се допълва от компресор или друго устройство. Известен е друг вид подобно устройство, което работи с мех. Принципно този вид устройство се изпълнява в два варианта. При първия случай мехът е свързан с тръбопровода и е пълен с вода, а останалата част от устройството е изпълнена със сгъстен въздух. В другия случай мехът е закрепен в горната част на устройството и е пълен със сгъстен газ, а останалата част от обема на устройството е запълнена с вода от тръбопровода. Познати са и конструкции като така наречените “мембранни акумулатори”, които най-често имат сферична форма с една еластична разредителна преграда (мембрана).A pressure equalizer is known, which is a closed vessel, usually connected from the underside to the discharge line. The water from the pipeline fills one part of the device, and the rest (upper) above the water level is filled with compressed air, which has direct contact with the water. When absorbing some of the air from the water, it is supplemented by a compressor or other device. There is another type of similar device that works with fur. In principle, this type of device is implemented in two variants. In the first case, the sack is connected to the pipeline and filled with water, and the rest of the device is filled with compressed air. In the other case, the sack is fixed at the top of the device and is filled with compressed gas, and the rest of the volume of the device is filled with pipeline water. Also known are structures such as the so-called "membrane accumulators", which most often have a spherical shape with an elastic dilution barrier (membrane).

Познат е газов демпфер от авторско свидетелство SU 1725004. На корпуса му са изработени входящ и изходящ тръбопровод и три секции пневмокамери, всяка от които има еластична разделителна мембрана. Така се образуват подмембранни и надмембранни кухини. Всяка секция има перфорирано дъно, което ограничава отклонението на съответната мембрана и щуцер за зареждане с газ до определено налягане. Формата на кухините е сферична и кубична, подредени една над друга в ос, перпендикулярна на остта на тръбопровода.A gas damper is known from the copyright certificate SU 1725004. An inlet and outlet pipeline and three sections of pneumatic chambers, each of which has an elastic separation membrane, are constructed on its housing. This is how submembranous and suprimembranous cavities form. Each section has a perforated bottom, which limits the deflection of the respective diaphragm and the gas filler nozzle to a certain pressure. The shape of the cavities is spherical and cubic, stacked one above the other in an axis perpendicular to the axis of the pipeline.

Недостатъците на тези устройства се състоят в това, че при експлоатацията им се налага възстановяване на налягането до опреде5 лено ниво. Осигуряването на защита срещу хидравличен удар е в малък диапазон. Тези конструктивни решения са с голям обем и габарити и имат голяма маса.The disadvantages of these devices are that they are required to restore pressure to a certain level during operation. Hydraulic shock protection is small. These design solutions are large in size and size and have a large mass.

Техническа същност на полезния моделThe technical nature of the utility model

Посочените недостатъци са преодолени с устройството за защита на водоснабдителни помпени станции от хидравличен удар съглас15 но полезния модел. Устройството се състои от многосекторен корпус, еластична разделителна мембрана, монтирана между горна и долна решетъчна преграда. На мястото на решетъчните прегради диаметърът на устройството се 20 променя. Корпусът е многосекторен и с цилиндрична форма. На него е монтирана на разстояние между 350 и 600 mm над равнината на мембраната горна решетъчна преграда. Долната решетъчна преграда е монтирана на 25 разстояние между 300 и 500 mm под равнината на мембраната. В долния част на корпуса е монтиран присъединителен към тласкателя щуцер. Срещу щуцера е присъединен отток за отвеждане на примеси и утайки, попаднали в 30 устройството с нахлулата в него течност. За осигуряване на надеждност и безотказност в работата непосредствено под равнината на мембраната е монтирана обезвъздушителна тапа. Система за подаване на сгъстен азот е при35 съединителна в горната част на корпуса, непосредствено над горната решетъчна преграда и кръстачката.The aforementioned disadvantages are overcome by the device for protection of water pumping stations from hydraulic shock according to the utility model. The device consists of a multi-section housing, an elastic separation membrane mounted between the upper and lower lattice barriers. At the location of the grid partitions, the diameter of the device changes 20. The housing is multi-sector and cylindrical in shape. It is mounted at a distance of between 350 and 600 mm above the plane of the diaphragm upper grid. The lower lattice barrier is mounted 25 distances between 300 and 500 mm below the diaphragm plane. A nozzle fitting is attached to the lower part of the housing. An outflow is connected to the nozzle to remove impurities and sludge that have fallen into the 30 device with the fluid entering it. To ensure reliability and trouble-free operation, a vent plug is installed immediately below the diaphragm plane. The compressed nitrogen feed system is at 35 at the top of the housing, just above the upper barrier and cross.

Предимството на предложеното устройство се състои в това, че при експлоатация то 40 не се нуждае от поддръжка. Не се налага възстановяване до определено ниво на налягането чрез компресор. Осигурява се сигурна защита срещу хидравличен удар в диапазона от 10 до 25 at. Устройството има бързодействие 45 при отсъствие на хистерезис, по-малък обем и габарити в сравнение с всички останали познати подобни конструкции и устройства, при това е с малка маса и ниска себестойност. Допустимото съотношение на минималното към 50 максималното налягане достига до 1:25.The advantage of the proposed device is that it does not require any maintenance during operation. There is no need to recover to a certain level of pressure through a compressor. Secure protection against hydraulic shock in the range of 10 to 25 at. The device has a fast response 45 in the absence of hysteresis, smaller volume and dimensions than all other known similar structures and devices, with low mass and low cost. The permissible ratio of the minimum to 50 maximum pressure reaches 1:25.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures

На фигура 1 е показано устройството в надлъжен разрез в монтажно положение;Figure 1 shows the longitudinal section of the device in the mounting position;

фигура 2 представлява напречен разрез на мястото А-А от фиг.1.Figure 2 is a cross-sectional view of location AA of Figure 1.

На фигура 3 е показано вариантно изпълнение на устройството с особеност на формата в горната част, по-специално над мембраната. Отделните елементи на фигурата са идентични с тези от фиг.1.Figure 3 shows an embodiment of the device having a shape feature at the top, in particular above the membrane. The individual elements of the figure are identical to those of Figure 1.

На фигура 4 е показана специфичната форма на еластичната преградна мембрана.Figure 4 shows the specific shape of the elastic barrier membrane.

Примери за изпълнениеExamples of implementation

Примерно изпълнение на полезния модел е показано на фигура 1. Устройството представлява стоманен цилиндър 1, затворен и добре уплътнен, по средата на който между фланци 17 е поставена еластична преграда (мембрана) 4 от високоякостен, годен за допир до вода с питейни качества каучук, устойчив на химически агент - азот. Характерът на експлоатационните условия (високо налягане и херметичност) налага изработването на мембраната 4 да е с текстилна вложка по периферията, която я прави устойчива против скъсване и изхлузване на фланците 17, за които е захваната. Пространството в цилиндъра над мембраната 4 е запълнено със сгъстен азот, посредством система 12 за подаване на сгъстен азот, а под мембраната има вода. На определено разстояние над мембраната 4 е монтирана горна решетъчна преграда 3, която в зависимост от параметрите на минихидрофора, модела, издръжливостта на цялата система, диаметъра, дължината и материала на тласкателя, диаметрите на байпасната и тръбната връзка, са направени концентрично разположени различни по диаметър и брой отвори. На определено разстояние под мембраната 4 е монтирана друга преграда 6, която също е изработена като решетка, като са направени концентрично разположени отвори с различен брой и диаметър. На мястото, в което е монтирана долната решетъчна преграда 6, устройството се стеснява по диаметър в определени граници. В най-долната част 7 на корпуса са монтирани система 11 за отвеждане на нежелани примеси и утайки и щуцерът 8, свързващото устройство с тласкателея на помпената станция. Непосредствено под фланците 17, които захващат мембраната 4, е монтирана обезвъздушителна тапа 5, през която се изпуска въздухът от тръбопровода при включ5 ване на устройството в действие. За точност при изпълнение на устройството до решетъчните прегради 3 и 6 се монтират кръстачки 13 и 14 за фиксиране. На около половината от височината на стеснената в най-долната част 10 на устройството се изработва контролен отворAn exemplary embodiment of the utility model is shown in Figure 1. The device is a steel cylinder 1, closed and well sealed, in the middle of which an elastic barrier (membrane) 4 of high-quality, water-resistant rubber-type rubber is placed between the flanges 17. resistant to chemical agent - nitrogen. The nature of the operating conditions (high pressure and tightness) necessitates the fabrication of the membrane 4 with a textile insert on the periphery, which makes it resistant to tearing and slipping of the flanges 17 for which it is gripped. The space in the cylinder above the membrane 4 is filled with compressed nitrogen through a system 12 for supplying compressed nitrogen and there is water under the membrane. At a certain distance above the membrane 4 an upper lattice barrier 3 is mounted, which, depending on the parameters of the minihydrophore, model, durability of the whole system, diameter, length and material of the pusher, diameters of the bypass and pipe connection, are made concentrically arranged differently in diameter. and number of openings. At a certain distance below the membrane 4, another barrier 6 is mounted, which is also made as a grid, with concentrically arranged openings of different numbers and diameters. At the point where the lower lattice partition 6 is mounted, the device narrows in diameter within certain limits. A system 11 for removing unwanted impurities and sediments is installed in the lower part 7 of the housing and the nozzle 8, the coupling device with the pump station of the pump station. Immediately below the flanges 17, which clamp the diaphragm 4, an air vent 5 is installed, through which air is released from the pipeline when the device is switched on. For accuracy in the arrangement of the device, crosspieces 13 and 14 are mounted to the grids 3 and 6 for fixing. A control hole is made at about half of the height of the device narrowed at the bottom 10 of the device

- люк 15, който е технологично и експлоатационно обоснован.- hatch 15, which is technologically and operationally justified.

Друго вариантно изпълнение е показано на фига.З. Особеното в този случай е, че на 15 мястото, в което е монтирана горната решетъчна преграда 3, устройството се стеснява и е с габарити - идентични с тези на частта под долната решетъчна преграда.Another embodiment is shown in FIG. Particularly in this case is that in the 15th place where the upper grate barrier 3 is mounted, the device narrows and has dimensions identical to those of the part below the lower grill barrier.

Използване на полезния моделUsing the utility model

Устройството действа по следния начин.The device operates as follows.

Обемът над еластичната мембрана 4 се изпълва със сгъстен азот с определено налягане, ко25 ето е в зависимост от работното налягане в тръбопровода и неговите параметри. При това положение мембраната 4 е изведена от монтажно си положение и се намира по-близко до горната решетъчна преграда 3, която от своя 30 страна играе роля за нормалното действие на устройството. При промяна на налягането в тръбопровода част от водата под натиска на сгъстения азот излиза от устройството и навлиза в тръбопровода, при което мембраната 4 35 се отклонява към долната решетъчна преградаThe volume above the elastic membrane 4 is filled with compressed nitrogen with a certain pressure, which depends on the working pressure in the pipeline and its parameters. In this situation, the diaphragm 4 is removed from its mounting position and is closer to the upper lattice barrier 3, which in turn plays a role for the normal operation of the device. When the pressure in the pipeline changes, part of the water under pressure of compressed nitrogen exits the device and enters the pipeline, whereby the diaphragm 4 35 deflects to the lower lattice barrier

6. В следващия етап налягането в долната част на устройството става по-голямо от налягането над мембраната 4 и водата от тръбопровода преминава в устройството, като мембраната 4 40 се отклонява в обратната посока. Процесът е затихващ и след няколко колебания отклоненията от работното налягане в тръбопровода и устройството се стабилизират около статичното налягане на помпената станция.6. In the next step, the pressure at the bottom of the device becomes greater than the pressure above the membrane 4 and the water from the pipeline passes into the device, diverting the membrane 4 40 in the opposite direction. The process is damped and after a few fluctuations the deviations from the working pressure in the pipeline and the device stabilize around the static pressure of the pumping station.

Мембраната 4 включва текстилна вложка 18 и допълнителни гумени уплътнения 19 и 20.The membrane 4 includes a textile insert 18 and additional rubber seals 19 and 20.

Патентни претенцииClaims

Claims

1. A device for protecting water supply pumping stations from hydraulic impact, comprising a housing, an elastic membrane (4) mounted between the upper (3) and the lower (6) lattice bulkheads, wherein at the location of the bulkheads the diameter of the device is variable, characterized in that the housing is multisectoral and cylindrical in shape, so that the membrane (4) is mounted at a distance of between 350 and 600 mm below the upper lattice barrier (3) and a distance of between 300 and 500 mm above the lower lattice barrier (6), which is below the plane of the membe the anata (4) is fitted with an air vent (5), a nozzle (8) is mounted in the lower part (7) of the housing, against which an outflow (11) is mounted to remove impurities and sludge, and in the upper part (1) a housing (12) is connected to the housing to supply compressed nitrogen.

A device according to claim 1, characterized in that the upper lattice partition (3) is made concentrically along the periphery between 8 and 24 openings and the lower lattice partition (6) is made concentrically along the periphery between 12 and 36 openings.

Device according to claim 1, characterized in that the membrane (4) is made of an elastomeric composition based on synthetic polyisoprene and butadiene rubber in a 4: 1 ratio at 30% filling with an active carbon black filler of 100% by weight. rubber.

Device according to claim 1, characterized in that the membrane (4) is made of a round shape with seven corrugations with a radius of all seven corrugations of 8 mm and a radius of curvature at the end of the working part 10 mm, wherein the periphery the membrane (4), where it is pressed by flanges (17), is provided with a textile insert (18) and additional rubber seals (19 and 20).