CN219639766U - 一种水锤消除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水锤消除装置，适用于管路空间受限制的系统，主要用于保护阀门等设备。水锤消除装置包括内壳体、外壳体、锥形活塞、密封垫圈、弹簧和O形圈。内壳体的一端设有外螺纹接口，用于连接液体流入管路；外壳体与内壳体通过螺纹连接，且外壳体的另一端同样设有外螺纹接口，用于连接阀门进口；锥形活塞同轴、滑动配合安装于内、外壳体中，其活塞中空的轴向通孔与内壳体和外壳体的流道相通。本实用新型通过锥形活塞的压差来改变阀前容腔的大小，从而预防水锤对系统阀门等设备的破坏，具有结构原理简单，加工、安装方便，适用于直径较小的管路。

Description

一种水锤消除装置

技术领域

本实用新型涉及一种水锤消除装置，特别是一种便于安装在航天器液路的水锤消除装置。

背景技术

水锤是液体输送过程中由于阀门或其它设备突然开启或关闭，使得管路中液体的速度突然变化，同时伴随压强大幅度波动的现象。水锤产生的瞬时压强可达管路中正常压强的几十倍，这种大幅度压强波动，可导致管路系统产生振动或噪声，并可能破坏管路或阀门。

目前，为预防水锤的负面影响，对管路系统采取了诸多设置，例如延长阀门的制动时间，通过若干不同的阀门进行控制，或使用传统的形式通过三通管外接一个水锤消除器等。但在实际应用过程中，这些控制方式不仅操作麻烦，会使系统变得更加复杂化，且并不满足现有的应用。如航天器液路的阀门制动时间要求很短，需要尽可能轻的系统重量，且铺设管路的空间有限，因此需要一种新的水锤消除装置来克服上述缺点。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中水锤防控存在的缺陷，提供的一种水锤消除装置，该装置无需占用铺设管路的空间，且结构简单，安装方便，能够有效降低水锤对管路及设备的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水锤消除装置，包括，

内壳体，所述内壳体包含变截面内腔体，内腔体的截面大小从其轴向第一端向着轴向第二端逐渐增大，且在内腔体截面变化处形成第一台阶面，内壳体的轴向第二端外表面有第二外螺纹；

外壳体，所述外壳体包含变截面内腔体，内腔体的截面大小从其轴向第一端向着轴向第二端逐渐减小，且在内腔体截面变化处形成第二台阶面和第三台阶面，外壳体对应轴向第一端的内腔体内壁上设置有与内壳体外表面第二外螺纹匹配的内螺纹；

锥形活塞，所述锥形活塞为变截面结构且同轴、滑动连接在内壳体的内腔体中，锥形活塞包括一个贯穿其自身轴向第一端和第二端的轴向通孔，轴向通孔的第一端为第一内锥面，轴向通孔的第二端为第二内锥面，且第二内锥面的最大内径大于第一内锥面的最大内径，第二内锥面的最小内径等于第一内锥面的最小内径，锥形活塞的外表面上开有第一凹槽和第二凹槽；

密封垫圈，所述密封垫圈通过粘连方式紧贴在外壳体的第三台阶面上；

弹簧，所述弹簧套接在锥形活塞的外表面，且弹簧的轴向第一端紧贴在内壳体的第一台阶面处，弹簧的轴向第二端紧贴在锥形活塞的第二凹槽内；

O形圈，所述O形圈套接在第一凹槽内。

进一步，所述内壳体的轴向第一端外表面有第一外螺纹和第一螺母，用于连接液体进入管路。

进一步，所述外壳体的轴向第二端外表面有第三外螺纹和第二螺母，用于连接阀门进口。

进一步，所述弹簧为圆柱弹簧。

进一步，所述内壳体的内腔体包括圆柱腔体和圆台腔体，所述外壳体的内腔体包括圆柱腔体和圆台腔体，所述锥形活塞的轴向通孔中第一内锥面和第二内锥面之间通过圆柱腔连通。

当阀门突然关闭时，阀前压力在水锤的作用下迅速升高，由于锥形活塞的前后压差及受力面积(第一锥面和第二锥面)不同，锥形活塞迅速向着内壳体一端运动，使得阀前的容腔增大，从而削弱水锤对管路系统及设备的影响；当水锤消失后，锥形活塞在弹簧的作用下迅速回位，并由密封垫圈进行密封。

根据正常工作时管路内液体的压力值，通过拧转内、外壳体之间的连接螺纹来调节弹簧的压缩量，为锥形活塞提供一定的密封比压。

本实用新型相比现有技术具备以下特点：

(1)、结构简单，尺寸小，便于安装在管路和阀门之间，无需额外占用管路空间；(2)、降低了系统的复杂程度，能够有效避免水锤对管路及阀门等设备的负面影响。

附图说明

图1是本实用新型水锤消除装置的剖视图；

图2是本实用新型水锤时的瞬间剖视图；

图3是本实用新型水锤消除装置的外形结构图；

图中，1-内壳体；2-锥形活塞；3-外壳体；4-密封垫圈；5-弹簧；6-O形圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但不应就此理解为本实用新型所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本实用新型的范围内。

如图1～图3所示，为本实施例中的一种水锤消除装置，包括内壳体1，内壳体1内部腔体截面呈阶梯状(由左侧的圆柱腔体过渡到圆台腔体，再过渡到内径更大的圆柱腔体)，内壳体1的左侧外表面具有外螺纹及六角螺母，用于连接液体进入管路，内壳体1的右侧外表面设有外螺纹，与外壳体3左侧的内部腔体中的内螺纹进行配合连接；外壳体3右侧外表面具有外螺纹及六角螺母，用于连接阀门进口接头，外壳体3的内部腔体同样为阶梯状(由左侧的圆柱腔体过渡到内径较小的圆柱腔体，再过渡到内径更小的圆柱腔体，接着过渡到截面逐渐减小的圆台腔体，最后过渡到圆柱腔体)，两个圆柱腔体之间的台阶面(凸台)上安装有密封垫圈4；密封垫圈4对该装置正常工作状态(图1所示活塞位置)进行密封，并对锥形活塞2在受水锤过后的回位具有缓冲作用；锥形活塞2同轴装配在内壳体1和外壳体3的内腔体中，且与内壳体1与外壳体3内璧滑动配合安装，锥形活塞2上有一个轴向通孔，轴向通孔的两端分别为第一内锥面和第二外锥面，两个内锥面的最大内径不等，但最小内径相等，轴向通孔与内壳体1及外壳体3的内腔体连通形成完整流道，锥形活塞2的头部及尾部外表面设有沟槽，其头部沟槽对弹簧5具有定位作用；弹簧5为圆柱弹簧，两端圈并紧磨平，弹簧5的一侧安装于锥形活塞2头部的沟槽中，另一侧以内壳体1的台阶面(凸台)上作为支承面；锥形活塞2的尾部沟槽用于安放O形圈6，O形圈6的外缘与内壳体1的内壁紧密接触，由此实现锥形活塞2与内壳体1内壁之间的滑动密封连接。

根据正常工作时管路内液体的压力值，通过相对拧转内壳体1及外壳体3的螺纹连接来调节弹簧5的压缩量，为锥形活塞2提供一定的密封比压，保证正常工作情况下，液体不会发生泄露。

当水锤消除装置正常工作时，如图1所示，锥形活塞2第二内锥面一端与外壳体3内腔体中的台阶面(凸台)压力接触，并在密封垫圈4的作用下完全密封，使液体与外部隔绝。

当阀门突然关闭时，如图2所示，阀前压力在水锤的作用下迅速升高，由于锥形活塞2的前、后压差及受力面积不同，锥形活塞2迅速向左侧运动，使得阀前的容腔增大，从而削弱水锤对管路系统及设备的影响；当水锤消失后，锥形活塞2在弹簧5的作用下迅速回位，并由密封垫圈4进行密封。

Claims (5)

1.一种水锤消除装置，其特征在于：包括，

内壳体(1)，所述内壳体(1)包含变截面内腔体，内腔体的截面大小从其轴向第一端向着轴向第二端逐渐增大，且在内腔体截面变化处形成第一台阶面，内壳体(1)的轴向第二端外表面有第二外螺纹；

外壳体(3)，所述外壳体(3)包含变截面内腔体，内腔体的截面大小从其轴向第一端向着轴向第二端逐渐减小，且在内腔体截面变化处形成第二台阶面和第三台阶面，外壳体(3)对应轴向第一端的内腔体内壁上设置有与内壳体(1)外表面第二外螺纹匹配的内螺纹；

锥形活塞(2)，所述锥形活塞(2)为变截面结构且同轴、滑动连接在内壳体(1)的内腔体中，锥形活塞(2)包括一个贯穿其自身轴向第一端和第二端的轴向通孔，轴向通孔的第一端为第一内锥面，轴向通孔的第二端为第二内锥面，且第二内锥面的最大内径大于第一内锥面的最大内径，第二内锥面的最小内径等于第一内锥面的最小内径，锥形活塞(2)的外表面上开有第一凹槽和第二凹槽；

密封垫圈(4)，所述密封垫圈(4)通过粘连方式紧贴在外壳体(3)的第三台阶面上；

弹簧(5)，所述弹簧(5)套接在锥形活塞(2)的外表面，且弹簧(5)的轴向第一端紧贴在内壳体(1)的第一台阶面处，弹簧(5)的轴向第二端紧贴在锥形活塞(2)的第二凹槽内；

O形圈(6)，所述O形圈(6)套接在第一凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种水锤消除装置，其特征在于：所述内壳体(1)的轴向第一端外表面有第一外螺纹和第一螺母，用于连接液体进入管路。

3.根据权利要求1所述的一种水锤消除装置，其特征在于：所述外壳体(3)的轴向第二端外表面有第三外螺纹和第二螺母，用于连接阀门进口。

4.根据权利要求1所述的一种水锤消除装置，其特征在于：所述弹簧(5)为圆柱弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种水锤消除装置，其特征在于：所述内壳体(1)的内腔体包括圆柱腔体和圆台腔体，所述外壳体(3)的内腔体包括圆柱腔体和圆台腔体，所述锥形活塞(2)的轴向通孔中第一内锥面和第二内锥面之间通过圆柱腔连通。