PL173891B1

PL173891B1 - Urządzenie tłumiące wibracje i hałas w instalacjach hydraulicznych

Info

Publication number: PL173891B1
Application number: PL94307560A
Authority: PL
Inventors: Alfons Knapp
Original assignee: Gevipi Ag
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1998-05-29
Also published as: HU217711B; JPH08500658A; KR100352008B1; EP0660906A1; CA2142459C; DE69412445D1; HU9500825D0; US5494076A; FI103914B; AU6998694A; EP0660906B1; KR950703133A; HUT70644A; CN1110879A; CN1039256C; TR28573A; WO1995000790A1; FI950789A0; FI950789A; DK0660906T3

Abstract

1. Urzadzenie tlumiace wibracje i halas w instalacjach hydraulicznych, po- siadajace co najmniej jedna powloke z elastycznego m aterialu, ograniczajaca poduszke powietrzna i komunikujaca sie z woda przeplywajaca przez instala- cje hydrauliczna, znamienne tym, ze po- wloka (15, 16, 26, 41) umieszczona jest w przestrzeni bocznej (19, 20, 29, 45, 59), znajdujacej sie poza torem przeply- wu wody w instalacji hydraulicznej. FIG. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie tłumiące wibracje i hałas w instalacjach hydraulicznych.

Osprzęt hydrauliczny, a zwłaszcza zawory mieszające do gorącej i zimnej wody wytwarzają w pewnych okolicznościach wibracje, wynikające w dużej mierze ze zjawiska kawitacji lub natychmiastowego zamknięcia przepływu wody. Ośrodkiem przenoszenia wibracji jest woda, która poprzez rury zasilające przenosi wibracje do głównych rur instalacji hydraulicznej, a w końcu wibracje przekazywane są do otoczenia w postaci hałasu. Z powodu szkodliwości oddziaływania wibracji oraz hałasu na otoczenie, ich wielkości powinny być minimalizowane. W niektórych sytuacjach daje się to uzyskać poprzez dostępne regulacje.

Jeśli nie stosuje się specjalnych przedsięwzięć, to ze względu na swą nieściśliwość, woda przenosi wibracje praktycznie bez tłumienia. W związku z tym w celu ograniczenia hałasu, w instalacji hydraulicznej wprowadza się w ciąg przepływu wody elastyczne obszary nadające tak powstałemu układowi właściwość ściśliwości. Obszarami tymi mogą być poduszki powietrzne, utworzone przez powłoki z elastycznego materiału, zwykle z elastomeru.

Z włoskiego opisu patentowego nr 1 141 569 znana jest poduszka powietrzna mająca kształt pierścieniowy o przekroju podobnym do litery C. Kształt ten nadaje poduszce powłoka wstawiona w ciąg drogi przepływu wody. Poduszkę tę umieszcza się między wlotem wody do korpusu zaworu, a elementem regulującym pobór wody.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 3 000 990 znane są poduszki powietrzne, z których niektóre przyjmują kształt pochodzący od użebrowanych powłok rurowych, a więc ich kształt jest bardziej złożony niż kształt poduszki według włoskiego patentu nr 1 141 569. Umiejscowienie poduszki jest podobne, tzn. między wlotem wody do korpusu a elementem regulującym pobór wody.

Ponadto z niemieckiego opisu patentowego nr 2 421 372 znane są poduszki powietrzne o kształtach nadawanych im przez rurowe powłoki, które umieszczone są w ciągach dróg przepływu wody, prowadzących do wlotu korpusu zaworu.

173 891

Z opisu francuskiego zgłoszenia patentowego nr 2480397 znana jest powłoka z materiału elastomerowego, mająca w przekroju osiowym kształt podobny do litery C, ograniczająca poduszkę powietrzną, wstawiona wzdłuż ciągu przepływu wody pomiędzy wlotem wody z płytkami zaworu regulującego przepływ wody. W tym rozwiązaniu przepływ wody bezpośrednio opływa powłokę.

Znane są również inne rozwiązania mające na celu zmniejszenie wibracji i hałasu. Stosowane są one zarówno w korpusie zaworu, jak i w połączeniu o kształcie litery S przeznaczonym do podłączenia zaworu do zamkniętego ujęcia wody. Wspólną cechą znanych rozwiązań jest to, że powłoki poduszek powietrznych, mających na celu tłumienie wibracji, narażane są na bezpośrednie oddziaływanie przepływającej wody, gdyż poduszki te umiejscawiane są właśnie w ciągu dróg przepływu wody. Przed dokonaniem niniejszego wynalazku rozpowszechnione było przekonanie, że niezbędny jest bezpośredni kontakt tego typu powłok z przepływającą (będącą w ruchu) wodą.

Tłumiące działanie tego typu urządzeń wiąże się ze stratą energii wibracji w wyniku elastycznego odkształcenia powietrza zawartego w poduszkach. Powietrze wchodzące w skład poduszek oddzielone jest od wody przez powłoki z elastomeru. Obecność powłok stwarza pewne ograniczenie w efektywniejszym wykorzystaniu działania poduszek powietrznych. Powłoki te są jednak niezbędne, aby nie było ubytków powietrza z poduszek w wyniku pobierania go przez płynącą wodę. Zjawisko takie daje się zwykle zauważyć w dłuższym okresie czasu. Jednakże w celu uzyskania wysokiego stopnia tłumienia, poprzez zmniejszenie skutków ubocznego działania powłok, należy zastosować takie powłoki, które cechują się dużą odkształcalnością. Oznacza to, że powłoki te powinny być cienkie. Należy przy tym pamiętać, że jeżeli umieści się taką bardzo cienką powłokę, zgodnie z jednym z dowolnych znanych rozwiązań, w strumieniu przepływającej wody, to powstają wibracje, które są nie tylko szkodliwe dla środowiska, ale mogą doprowadzić do uszkodzenia samej powłoki. Z tej przyczyny niemożliwe jest zmniejszenie grubości powłoki poniżej pewnej ustalonej granicy, a co za tym idzie niemożliwe jest też dalsze zmniejszenie jej sztywności, decydującej przecież o skuteczności tłumienia. Są to najpoważniejsze przyczyny ograniczające efektywność stosowania znanych dotychczas sposobów tłumienia wibracji i hałasu. Dodatkowo, w pewnych sytuacjach, wstawienie poduszki powietrznej o rurowym kształcie w ciąg drogi przepływu wody, jest bardzo utrudnione. Ograniczeniem jest tu wielkość dostępnej przestrzeni. Tak się dzieje np. w przypadku stosowania zaworów zasilanych poprzez sztywne rury oraz węże. W celu wstawienia tłumiącej powłoki (membrany) w tego rodzaju zaworach wymagane jest znaczne, a przy tym i kosztowne, zwiększenie długości korpusu zaworu.

Urządzenie tłumiące wibracje i hałas w instalacjach hydraulicznych, posiadające co najmniej jedną powłokę z elastycznego materiału, ograniczającą poduszkę powietrzną, i komunikującą się z wodą przepływającą przez instalację hydrauliczną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że powłoka umieszczona jest w przestrzeni bocznej, znajdującej się poza torem przepływu wody w instalacji hydraulicznej.

Korzystnym jest, że powłoka ma rurowy cylindryczny kształt i umieszczona jest między wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej, którego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej, a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu, odpowiednio, w spodzie korpusu, korpusie lub elemencie, przy czym po jednej stronie powłoki usytuowana jest poduszka powietrzna a po jej przeciwległej stronie usytuowana jest przestrzeń boczna.

Korzystnym jest, że poduszka powietrzna umieszczona jest pomiędzy powłoką a wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej.

Korzystnym jest, że poduszka powietrzna jest umieszczona pomiędzy powłoką a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu, odpowiednio, w korpusie lub elemencie.

Korzystnym jest, że powłoka ma kształt toroidalnej wnęki, a wewnątrz niej usytuowana jest poduszka powietrzna.

173 891

Korzystnym jest, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej ma długość mniejszą niż długość zewnętrznej cylindrycznej ściany otworu, odpowiednio, w spodzie korpusu lub korpusie, przy czym przestrzeń na końcu wewnętrznego odcinka rury zasilającej stanowi kanał komunikacyjny pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej i przestrzenią usytuowaną pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej i zewnętrzną cylindryczną ścianą.

Korzystnym jest, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej stanowi część instalacji hydraulicznej, a jego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej.

Korzystnym jest, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej stanowi oddzielny element konstrukcyjny współpracujący z wydrążonym korpusem instalacji hydraulicznej, przy czym jego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej.

Korzystnym jest, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej jest perforowany jednym lub więcej kanałami pomiędzy wewnętrzną przestrzenią wewnętrznego odcinka rury a przestrzenią usytuowaną pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu w elemencie.

Korzystnym jest, że powłoka ma kształt kapsuły posiadającej cienka ściankę stanowiącą membranę oraz ściankę zewnętrzną.

Korzystnym jest, że powłoka ma kształt kapsuły posiadającej kołnierz skierowany do wewnątrz od końca ścianki zewnętrznej i przeciwległy do cienkiej ścianki.

Korzystnym jest, że powłoka jest zamknięta i ma wewnątrz poduszkę powietrzną.

Korzystnym jest, że powłoka umieszczona jest w odnodze rury i wyznacza przestrzeń boczną.

Korzystnym jest, że powłoka zamontowana jest po przeciwległej stronie rury, w dnie wyznaczającym przestrzeń boczną i posiadającym wolny obszar między mostkami.

Korzystnym jest, że powłoka zamontowana jest w korku zamykającym odnogę rury i jest zwrócona w stronę wnętrza rury oraz jest oddzielona od niej perforowaną przegrodą.

Korzystnym jest, że powłoka umieszczona jest w przestrzeni bocznej obok kanału, uformowanego w członie pośrednim, umieszczonym pomiędzy spodem korpusu zaworu a spodem mechanizmu regulującego przepływ wody.

Korzystnym jest, że powłoka umieszczona jest w przestrzeni bocznej obok kanału, uformowanego w spodzie mechanizmu regulującego przepływ wody.

Korzystnym jest, że powłoka umieszczona jest w przestrzeni bocznej obok kanału elementu regulacyjnego mechanizmu regulującego przepływ wody.

Główną zaletą wynalazku jest racjonalne wykorzystanie powłok z elastycznego materiału w celu tłumienia wibracji i hałasu powstających w instalacjach hydraulicznych oraz osiągnięcie efektywniejszego oddziaływania tłumiącego, niż daje się to zwykle osiągnąć znanymi dotychczas sposobami.

Zaletą wynalazku jest również umożliwienie instalowania powłok, zawierających poduszki powietrzne nawet tam, gdzie przestrzeń, która może być przeznaczona na ten cel jest szczególnie ograniczona. Dodatkową zaletą wynalazku jest możliwość takiego umiejscowienia powłok, że nie są one narażone ani na wibracje, ani na uszkodzenie wynikające z bezpośredniego oddziaływania przepływu wody, na który wywerane jest działanie tłumiące.

Nieoczekiwanie okazało się, że oddziaływanie tłumiące, wywierane przez poduszkę powietrzną umieszczoną w powłoce z elastycznego materiału na bieżący przepływ wody, wymaga oczywiście kontaktu powłoki z wodą, która jako medium przenoszące wibracje, komunikuje się z przepływem wody, który jest przedmiotem działania tłumiącego, to jednak nie jest niezbędne, aby powłoka poduszki powietrznej poddawana była bezpośredniemu oddziaływaniu sił mających swe źródło w przepływającej (będącej w ruchu) wodzie.

W tych warunkach wibracje wytwarzane przez instalację hydrauliczną przekazywane są do masy wody, która zajmuje przestrzeń boczną, w której umiejscowione

173 891 jest urządzenie tłumiące. Oddziaływanie tłumiące, powstające w w^^niku obecności poduszki powietrznej urządzenia tłumiącego, przenoszone jest zwrotnie na masę wody, która bezpośrednio kontaktuje się z powłoką, a następnie dzięki nieściśliwości wody, oddziaływanie to przenoszone jest na masę wody, która nie przylega bezpośrednio do powłoki, czyli na wodę płynącą w dalszej części instalacji hydraulicznej. Jednakże ze względu na to, że powłoka z elastycznego materiału nie jest narażona na bezpośrednie oddziaływanie przepływu wody, to jej grubość może być bardzo mała w porównaniu z grubością powłok poduszek powietrznych, które w dotychczas znanych rozwiązaniach podlegają wyżej wzmiankowanemu oddziaływaniu przepływającej wody. W szczególności wysoką skuteczność tłumienia można uzyskać stosując poduszki powietrzne o niewielkich rozmiarach, przy czym one same nie są źródłem wibracji, a ich powłoki nie są narażone na uszkodzenie przez przepływającą wodę. Z uwagi na to, że przestrzenie boczne, zawierające poduszki powietrzne, powinny w ogóle posiadać jakieś połączenie wodne z przestrzeniami, przez które następuje przepływ wody, lecz ze względów funkcjonalnych nie są ich częścią, to nie ma potrzeby, aby przestrzenie boczne zajmowały jakieś szczególne położenie. Według wynalazku wystarczy, aby przestrzenie boczne miały zapewnione dowolne połączenie z drogami, przez które następuje przepływ wody. Tym samym nie ma przeszkód w instalowaniu urządzenia tłumiącego według wynalazku, nawet w takich sytuacjach, w których z braku dostępnego miejsca nie było dotychczas możliwości na zamontowanie znanych wcześniej urządzeń tłumiących.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiowy korpusu zaworu z mechanizmem regulującym przepływ wody, do którego prowadzą sztywne rury zasilające, wyposażone w urządzenie tłumiące, przy czym większa część mechanizmu regulującego przepływ wody pokazana jest w widoku z zewnątrz, a tylko jego dolna część pokazana jest w przekroju, fig. 2 przedstawia przekrój osiowy urządzenia tłumiącego wchodzącego w skład członu łączącego go z instalacją hydrauliczną, fig. 3-7 przedstawiają inne przykłady wykonania członu łączącego, zawierającego urządzenie tłumiące, w przekroju osiowym, fig. 8 przedstawia przekrój osiowy urządzenia tłumiącego zamontowanego w zakorkowanej odnodze rury, fig. 9 - przekrój urządzenia tłumiącego wzdłuż linii IX-XI na fig. 8, fig. 10 przekrój osiowy innego wykonania urządzenia tłumiącego, fig. 11 - człon pośredni, zawierający dwa urządzenia tłumiące, w widoku z dołu, fig. 12 - człon pośredni z fig. 11, wstawiony między spód korpusu zaworu a odpowiadający mu mechanizm regulujący przepływ wody, w przekroju wzdłuż linii XII-XII na fig. 11, fig. 13 - przekrój osiowy powłoki pojedynczej powłoki w postaci kapsuły, stosowanej w różnych wykonaniach wynalazku, fig. 14 - człon pośredni z fig. 11 zainstalowany w spodzie mechanizmu regulującego przepływ wody, fig. 15 - człon pośredni z fig. 11, zainstalowany w oparciu o element regulujący przepływ wody.

Na fig. 1 przedstawiony jest korpus 1 zaworu zawierający spód 2 z otworami 3 i 4 na wlot gorącej oraz zimnej wody, przy czym korpus zakryty jest od góry pokrywą 5, utrzymującą w prawidłowej pozycji mechanizm 6 regulujący przepływ wody wewnątrz korpusu 1, wyposażony w wystającą na zewnątrz dźwignię 7. Za pomocą dźwigni 7 ustala się zarówno stosunek w jakim mieszana jest woda gorąca i zimna, jak również ustala się wielkość przepływu wody. Elementy te są znane i mogą być dowolnego typu, istotne jest tylko to, aby spełniały swoje funkcje. Dlatego nie są one ani opisane ani przedstawione. Mechanizm 6 pokazany jest w widoku z zewnątrz, a tylko wloty 8, 9 gorącej i zimnej wody ukazane są w przekroju. Mechanizm 6 zawiera również kanał wylewowy, nie pokazany. Mechanizm 6 przymocowany jest od spodu 2 korpusu zaworu 1 przy użyciu uszczelek 10, dzięki czemu uzyskuje się wymaganą szczelność połączenia.

Zawór pozwala na zasilanie go w wodę poprzez sztywne rury, kończące się w spodzie 2 korpusu 1 zaworu. W przykładzie wykonania dwa urządzenia tłumiące według wynalazku są częściowo połączone z rurami zasilającymi 11, 12. Wymiary rur są tak dobrane, że sięgają one prawie do górnego końca otworów 3, 4 w spodzie 2.

173 891

Rury te zaopatrzone są odpowiednio w gwintowane pierścienie 13, 14, niezbędne do realizacji połączenia ze spodem 2. Przy końcu rur zasilających 11, 12, które sięgają poza pierścienie 13, 14 wewnątrz otworów 3, 4, zastosowane są odpowiednio powłoki 15, 16 z łatwo odkształcającego się giętkiego materiału typu elastomer. Między nimi a ścianami rur 11, 12 utworzone są odpowiednio poduszki powietrzne 17, 18. Zewnętrzna średnica powłok 15, 16 jest nieco mniejsza niż średnica otworów 3, 4, w wyniku czego przy końcu rur powstają odpowiednio przestrzenie boczne 19, 20, otaczające powłoki 15, 16.

Przepływ wody wzdłuż rur zasilających 11, 12 następuje tylko przez krótki odcinek końcowej części otworów wlotowych 3, 4, a następnie kierowany jest mniej lub bardziej bezpośrednio w stronę wlotów 8, 9 mechanizmu 6. Wloty 8, 9 usytuowane są współosiowo względem rur zasilających 11, 12, lecz oczywiście mogą być przemieszczone względem nich. Przez przestrzenie boczne 19, 20 nie następuje bezpośredni przepływ wody. Są one usytuowane poza strumieniem przepfywu. Ponadto przepływ wody nie dociera bezpośrednio do powłok 15, 16, a więc nie są one narażane na bezpośrednie, dynamiczne oddziaływanie przepływającej wody. Tym samym grubość powłok może być niewielka. Wibracje wytwarzane przez instalację, powodujące wzrost okresowych zmian ciśnienia wody, przenoszone są kolejno przez wodę znajdującą się w rurach 11, 12, poprzez górne części otworów wlotowych 3, 4 aż do przestrzeni bocznych 19, 20, w których, poprzez cienkie powłoki 15, 16, ich działanie przenoszone jest na poduszki powietrzne 17, 18. Okresowe wibracje są skutecznie tłumione poprzez przestrzenie boczne 19, 20, przy czym oddziaływanie tłumiące przenoszone jest poprzez wodę, która praktycznie nie poddaje się ściskaniu, do tej części masy wody, której przepływ ma podlegać tłumieniu. Tym sposobem uzyskuje się skuteczne tłumienie wibracji połączone z jednoczesną i skuteczną ochroną cienkich powłok 15, 16 przed uszkodzeniem.

Figury 2-6 przedstawiają inne wykonania wynalazku, podobne do przedstawionego fig. 1. Między dowolne części składowe instalacji hydraulicznej wstawiony jest człon łączący.

Figura 2 przedstawia urządzenie tłumiące wchodzące w skład członu łączącego, zawierającego wydrążony korpus 21, mający gwintowany spód 22, przeznaczony do łączenia członu z inną częścią instalacji, przy czym przepływ przez instalację prowadzi przez człon łączący. Wewnątrz członu łączącego znajduje się komora 23, do której wchodzi, prawie do jej końca, wewnętrzny odcinek rury zasilającej 24, trwale związany ze spodem 22. Wokół wewnętrznego odcinka rury zasilającej 24 umiejscowiona jest powłoka 26 mająca kształt toroidalnej wnęki i zawierająca w swym wnętrzu poduszkę powietrzną 27.

Przestrzeń boczna 29, która otacza wewnętrzny odcinek rury zasilającej 24 i powłokę 26 i w której następuje tłumienie wibracji dzięki obecności poduszki powietrznej 27, komunikuje się z przestrzenią wewnątrz wewnętrznego odcinka rury zasilającej 24, przez który następuje przepływ wody. Jednak przestrzeń ta oddzielona jest od przepływającej wody i tym samym nie podlega bezpośredniemu oddziaływaniu przepływu. W związku z tym również na powłokę 26 przepływająca woda nie ma bezpośredniego oddziaływania. Urządzenie tłumiące przedstawione na fig. 2 działa w ten sam sposób, jak urządzenie przedstawione na fig. 1, tłumiąc zarówno wibrację, jak i hałas. Człon łączący może być wstawiony między dowolne części instalacji hydraulicznej, przy czym elementy użyte do realizacji połączenia mogą różnic się od połączeń gwintowanych, dla spodu 22 oraz pokrywy 25. Przepływ wody może następować poprzez człon łączący zarówno z góry na dół, jak i z dołu do góry.

Figura 3 przedstawia człon łączący podobny do przedstawionego na fig. 2, gdzie powłoka 26' w przekroju ma również toroidalny kształt podobny do litery C. Powłoka 26' ogranicza poduszkę powietrzną 27 zawartą między wewnętrzną ścianą powłoki, a wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej 24, przy czym wewnętrzny odcinek rury zasilającej 24 posiada przy swym końcu rozszerzenie 24', przeznaczone do

173 891 utrzymywania powłoki 26 we właściwym położeniu. Działanie tego urządzenia tłumiącego jest identyczne jak działanie urządzenia z przykładu wykonania pokazanego na fig. 2.

Figura 4 przedstawia jeszcze inny człon łączący, podobny do przedstawionego na fig. 2, w którym powłoka 26 ma również w przekroju toroidalny kształt podobny do litery C, przy czym powłoka 26 ogranicza poduszkę powietrzną 27, zawartą między jej własną zewnętrzną powierzchnią oraz ścianą korpusu 21. Część rurowa 25' pokrywy 25 skierowana jest do dołu w celu utrzymywania we właściwym położeniu powłoki 26. Działanie przedstawionego urządzenia tłumiącego jest również identyczne jak działanie urządzenia z przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2.

Figury 5 i 6 przedstawiają człony łączące, podobne do pokazanego na fig. 3, z tym, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej 24 wytwarzany jest oddzielnie, a dopiero na miejscu przeznaczenia połączony jest ze spodem 22. Rozwiązanie to nie wymaga zatem trwałego połączenia wewnętrznego odcinka rury zasilającej ze spodem 22. Dzięki temu możliwe jest łatwiejsze wykonanie wewnętrznego odcinka rury zasilającej 24, a w szczególności możliwe jest formowanie w nim pewnej liczby wydrążeń, przeznaczonych do sprzężenia z powiększonymi kołnierzami na górze i dole powłoki 26. Działanie tych urządzeń jest również identyczne jak działanie urządzenia z przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2.

Figura 7 przedstawia przykład wykonania podobnego do pokazanego na fig. 4, z tą różnicą, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej 24 jest zastąpiony wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej 34, posiadającym otwory boczne, rozciągającym się od spodu 22 do pokrywy 25 członu łączącego. W przestrzeni bocznej 29, poprzez cienką powłokę 26, przeniesione jest działanie powietrza zawartego w poduszce powietrznej 27 do instalacji hydraulicznej z przepływającą wodą, przy czym do przestrzeni bocznej 29 woda przedostaje się poprzez otwory boczne w końcowym odcinku rury zasilającej 34. Ponieważ rura zasilająca 34 rozciąga się pomiędzy spodem 22 i pokrywą 25, nie obserwuje się zauważalnego przepływu wody poprzez przestrzeń boczną 29. Mimo to działanie pozostaje identyczne także i w tej sytuacji, tak jak to zostało określone na fig. 2. Nie jest przy tym wymagane, aby odcinek rury zasilającej 34 miał wiele otworów bocznych. Do zapewnienia komunikacji z przepływającą wodą, faktycznie wystarczy jeden lub niewiele więcej otworów. W celu uzyskania możliwości praktycznego wytwarzania urządzenia tłumiącego, elementy 26-34 mogą być włączone bezpośrednio do elementu 31, umieszczonego we wnęce korpusu 21 członu łączącego.

Figury 8 i 9 przedstawiają przykład zamontowania urządzenia tłumiącego w zakorkowanej odnodze dowolnego rurociągu instalacji hydraulicznej. Rura 35 posiada odnogę 36 zamkniętą korkiem 37, który za pomocą mostków 38, wspiera wewnętrzne dno 39. W dnie 39 zamontowana jest powłoka 41, ograniczająca poduszkę powietrzną 40. Przestrzeń boczna 45, usytuowana między powłoką 41 a korkiem 37, komunikuje się, poprzez wolny obszar między mostkami 38, z wewnętrzną przestrzenią rury 35 rurociągu, przez który przepływa woda. Tłumiące działanie poduszki powietrznej 40 na wodę, znajdującą się w przestrzeni bocznej 45, następuje poprzez powłokę 41, mimo że nie jest ona faktycznie wystawiona na dynamiczne skutki przepływu wody. Działanie urządzenia jest analogiczne do działania urządzenia przedstawionego na fig. 1, chociaż przykład wykonania jest tu całkowicie odmienny. Powłoka 41 może przyjąć także postać kapsuły, jak to przedstawia fig. 13. W jej skład wchodzi cienka ścianka 42, pełniąca rolę membrany (membrana ta jest elementem aktywnym ze względu na jej funkcje tłumiące), zewnętrzna ściana wspierająca 43 o odpowiedniej grubości oraz zawinięty do wewnątrz kołnierz 44. Taką kaspułę - zbiornik instaluje się w przeznaczonym dla niej miejscu, przy czym jest ona uszczelniona swymi zewnętrznymi ścianami 43, natomiast poprzez kołnierz 44 zapewniony jest dostęp do realizacji prac konserwatorskich, a dodatkowo dzięki niemu wzrasta efekt uszczelniający w sytuacji, gdyby cienka membrana 42 została mimo wszystko w jakiś sposób uszkodzona ciśnieniem wody.

173 891

Figura 10 przedstawia modyfikację wykonania z fig. 8. Powłoka 41 w postaci elastycznej kapsuły przymocowana jest do korka 37, a przy tym zwrócona jest w stronę wnętrza rury 35 rurociągu, przez który przepływa woda. Przestrzeń boczna 45, podlegająca oddziaływaniu elastycznej kapsuły oddzielona jest od wnętrza rurociągu perforowaną przegrodą 46. W tym przypadku również, podobnie jak w przykładzie wykonania z fig. 7, przestrzeń boczna 45, do której przenosi się oddziaływanie poduszki powietrznej 40 poprzez powłokę 41 kapsuły komunikuje się z instalacją hydrauliczną, przez którą płynie woda. Komunikacja ta następuje poprzez perforację w przegrodzie 46, jednakże praktycznie nie występuje tu również zjawisko przepływu wody przez przestrzeń boczną 45. Działanie urządzenia tłumiącego również jest identyczne jak urządzeń wyżej przedstawionych. Nie jest przy tym wymagane, aby przegroda 46 miała wiele otworów do zapewnienia komunikacji z przepływającą wodą, faktycznie do tego celu wystarczy jeden lub niewiele więcej otworów.

Figury 11 i 12 przedstawiają człon pośredni, przeznaczony do mocowania między spodem 2 korpusu 1 zaworu, a spodem mechanizmu 6 regulującego przepływ wody. Człon ten montuje się w celu tłumienia wibracji i hałasu wywołanego przez zawór. Człon pośredni 50 zawiera kanały 51, 52 współpracujące z rurami zasilającymi 11, 12, które kończą się w spodzie 2 korpusu 1 zaworu oraz z wlotami 8, 9 mechanizmu 6, przy czym kanały 51, 52 komunikują się z przestrzeniami bocznymi 59, 60, w których umieszczone są powłoki 41, 41' kapsuł podobne do przedstawionych na fig. 13. Odpowiednio ukształtowane elementy uszczelniające 61 ograniczają i oddzielają przestrzenie boczne 59, 60 oraz kanały 51, 52. Każda z powłok 41, 41' przyczynia się wraz z przestrzeniami bocznymi do zaistnienia efektu tłumienia wibracji i hałasu w rurociągu 11, 12, z którym przestrzenie mają kontakt. Zasada dzii^^ani^i urządzenia w porównaniu z przedstawioną na fig. 1 jest identyczna, mimo, że w przykładach wykonania są istotne zmiany. Rozmieszczenie przestrzeni bocznych 59, 60 obok kanałów 51, 60 umożliwia instalację urządzenia tłumiącego bez potrzeby zauważalnego zwiększenia długości korpusu 1 zaworu, w związku z tym umożliwia to instalację urządzenia tłumiącego nawet tam, gdzie według dotychczasowego stanu techniki było to niemożliwe.

Ponadto człon pośredni 50 może być zastosowany do wzajemnego połączenia rur zasilających 11, 12 oraz wlotów 8, 9 gorącej i zimnej wody do mechanizmu regulującego przepływ wody w sytuacji, gdy ich położenie względem siebie nie jest w jednej linii. Tym samym nie ma przeszkód w projektowaniu członu pośredniego 50 w taki sposób, jak jest to wymagane przy realizacji połączeń kanałów przemieszczonych względem siebie.

Figura 14 przedstawia sytuację, gdy urządzenie tłumiące z fig. 12 jest wykonane przy użyciu samego spodu 56 mechanizmu 6. Spód 56 zawiera dla każdego toru wodnego (tzn. zarówno dla wody gorącej, jak i dla wody zimnej) kanał 51' odnoszący się do rury zasilającej 11 oraz kanał 51 odnoszący się do kanału 6 elementu regulującego, wchodzącego w skład mechanizmu 6. Kanały 51' i 51” komunikują się wzajemnie ze sobą oraz z przestrzenią boczną 59, w której umieszczona jest powłoka 41 zawierająca poduszkę powietrzną 40. Zasada działania urządzenia pozostaje ta sama, jak przedstawiona wcześniej, jednakże fig. 14 przedstawia przykład zastosowania urządzenia do sytuacji, gdy rury zasilające i wlotów gorącej i zimnej wody do mechanizmu regulującego przepływ wody (w tym przypadku kanałów elementu regulującego), nie leżą w jednej linii.

Ponadto fig. 15 przedstawia sytuację, gdy rozwiązanie z fig. 12 jest wykonane przy użyciu samego elementu regulującego 6' wchodzącego w skład mechanizmu 6 regulującego przepływ wody. W tym przypadku części, które były wykonywane lub instalowane w połączeniu ze spodem 56 mechanizmu 6 teraz są wykonywane lub instalowane w połączeniu z elementem regulującym 6' mechanizmu 6. Kanał 51 staje się jednym z kanałów związanych z elementem regulacyjnym 6', który współpracuje z ruchomym elementem regulacyjnym 6' wchodzącym w skład mechanizmu 6.

173 891

W przykładach wykonania przedstawionych na fig. 8-15 kapsuła zawierająca poduszkę powietrzną umieszczona jest w przeznaczonej dla niej wnęce. Nie ma przeszkód, aby taka kapsuła mogła być zamontowana w inny sposób do członu wspierającego, np. poprzez klejenie, spawanie lub wstawianie w taki sam sposób, jak mocuje się kaptur lub kołnierz łączący do członu wspierającego. Kapsuła może mieć postać zamkniętego profilu, np., o kształcie cylindrycznym, tak jak przedstawia to fig. 2 i w tym przykładzie kapsuła obejmuje poduszkę powietrzną w oderwaniu od współdziałania z zewnętrznymi częściami.

Powłoka ograniczająca poduszkę powietrzną jest wykonana z giętkiego materiału, ponieważ jest to istotna właściwość, jaką ten materiał powinien posiadać. Najlepiej do tego celu nadaje się elastomer, który jest zarówno giętki, jak i elastyczny.

Opisane i przedstawione przykłady pokazują różne realizacje istoty wynalazku, przy czym mogą one znacznie różnić się między sobą. Nie ma przeszkód, aby inne rozwiązanie nie mogło być zastosowane w instalacjach hydraulicznych z uwzględnieniem jednak wymagania, aby każda powłoka ograniczająca poduszkę powietrzną instalowana była w przestrzeni bocznej, która komunikuje się z przestrzenią, przez którą następuje przepływ wody, przy czym tor przepływu nie może prowadzić przez przestrzeń boczną i w związku z tym powłoka ta nie podlega bezpośredniemu oddziaływaniu przepływu. Przestrzeń boczna, zawierająca powłokę z poduszką powietrzną służącą do wywoływania efektu tłumienia, może być umiejscowiona w dowolnej części zaworu, mechanizmu regulującego przepływ wody, w złączeniu, w odcinku rury lub ogólnie w dowolnej części instalacji hydraulicznej, która to część komunikuje się z przestrzenią, przez którą następuje przepływ, wywołujący szkodliwe wibracje oraz hałas, które powinny podlegać tłumieniu.

173 891

FIG. 2

FIG.3

FIG.5

173 891

F IG. 4

FIG.9

FIG.7

FIG.10

173 891

FIG.11

173 891

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie tłumiące wibracje i hałas w instalacjach hydraulicznych, posiadające co najmniej jedną powłokę z elastycznego materiału, ograniczającą poduszkę powietrzną i komunikującą się z wodą przepływającą przez instalację hydrauliczną, znamienne tym, że powłoka (15, 16, 26, 41) umieszczona jest w przestrzeni bocznej (19, 20, 29, 45, 59), znajdującej się poza torem przepływu wody w instalacji hydraulicznej.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że powłoka (15, 16, 26) ma rurowy cylindryczny kształt i umieszczona jest między wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej (11, 12, 24, 34), którego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej, a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu, odpowiednio, w spodzie korpusu, korpusie lub elemencie (2, 21, 31), przy czym po jednej stronie powłoki (15, 16, 26) usytuowana jest poduszka powietrzna (17, 18, 27) a po jej przeciwległej stronie usytuowana jest przestrzeń boczna (19, 20, 29).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że poduszka powietrzna (17, 18, 27) umieszczona jest pomiędzy powłoką (15, 16, 26) a wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej (11, 12, 24).
4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że poduszka powietrzna (27) jest umieszczona pomiędzy powłoką (26) a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu, odpowiednio, w korpusie lub elemencie (21, 31).
5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że powłoka (26) ma kształt toroidalnej wnęki, a wewnątrz niej usytuowana jest poduszka powietrzna (27).
6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej (11, 12, 24) ma długość mniejszą niż długość zewnętrznej cylindrycznej ściany otworu, odpowiednio, w spodzie korpusu lub korpusie (2, 21), przy czym przestrzeń na końcu wewnętrznego odcinka rury zasilającej stanowi kanał komunikacyjny pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej i przestrzenią usytuowaną pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej i zewnętrzną cylindryczną ścianą.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej stanowi część instalacji hydraulicznej, a jego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej (24) stanowi oddzielny element konstrukcyjny współpracujący z wydrążonym korpusem (21) instalacji hydraulicznej, przy czym jego otwór jest częścią toru przepływu wody w instalacji hydraulicznej.
9. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wewnętrzny odcinek rury zasilającej (34) jest perforowany jednym lub więcej kanałami pomiędzy wewnętrzną przestrzenią wewnętrznego odcinka rury a przestrzenią usytuowaną pomiędzy wewnętrznym odcinkiem rury zasilającej (34) a zewnętrzną cylindryczną ścianą otworu w elemencie (31).
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że powłoka (41) ma kształt kapsuły posiadającej cienką ściankę (42) stanowiącą membranę oraz ściankę zewnętrzną (43).
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) ma kształt kapsuły posiadającej kołnierz (44) skierowany do wewnątrz od końca ścianki zewnętrznej (43) i przeciwległy do cienkiej ścianki (42).

173 891
12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) jest zamknięta i ma wewnątrz poduszkę powietrzną.
13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) umieszczona jest w odnodze (36) rury (35) i wyznacza przestrzeń boczną (45).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że powłoka (41) zamontowana jest po przeciwległej stronie rury (35), w dnie (39) wyznaczającym przestrzeń boczną (45) i posiadającym wolny obszar między mostkami (38).
15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że powłoka (41) zamontowana jest w korku (37) zamykającym odnogę (36) rury (35) i jest zwrócona w stronę wnętrza rury (35) oraz jest oddzielona od niej perforowaną przegrodą (46).
16. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) umieszczona jest w przestrzeni bocznej (59) obok kanału (51), uformowanego w członie pośrednim (50), umieszczonym pomiędzy spodem (2) korpusu (1) zaworu a spodem mechanizmu (6) regulującego przepływ wody.
17. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) umieszczona jest w przestrzeni bocznej (59) obok kanału (51'), uformowanego w spodzie mechanizmu (6) regulującego przepływ wody.
18. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że powłoka (41) umieszczona jest w przestrzeni bocznej (59) obok kanału (51') elementu regulacyjnego (6') mechanizmu (6) regulującego przepływ wody.