RU128263U1

RU128263U1 - SHOCK ASSEMBLY

Info

Publication number: RU128263U1
Application number: RU2012153602/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Левцев; Андрей Николаевич Макеев; Сергей Николаевич Макеев; Сергей Федорович Кудашев
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Ударный узел, включающий корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, закрепленные на штоках и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей среды, регулировочный механизм, выполненный из неподвижной, подвижной частей и регулировочного винта, неподвижная часть которого закреплена в канале выхода рабочей среды, а подвижная часть связана с осью качения коромысла, подвижная и неподвижная части регулировочного механизма связаны между собой посредством регулировочного винта, два боковых регулировочных винта установлены на внешней стороне корпуса и расположены в канале выхода рабочей среды со стороны торцов плеч коромысла симметрично ее оси качения, между соответствующими торцом плеча коромысла и боковым регулировочным винтом установлена пружина, отличающийся тем, что в каждом канале входа между ударным клапаном и корпусом установлена возвратная пружина, подвижная часть регулировочного механизма выполнена с взаимно перпендикулярными отверстиями под штифт и регулировочный винт с радиальной проточкой, при помощи которой регулировочный винт и штифт установлены в соответствующие отверстия подвижной части регулировочного механизма, а между корпусом и подвижной частью регулировочного механизма установлена опорная пружина.The shock assembly, comprising a housing with two input channels and one output channel of the working medium, two shock valves, two rods and a rocker with an axis of rolling, each of the input channels of the working medium is connected to the output channel of the working medium through the installed shock valves fixed to the rods and associated with the beam, the rolling axis of which is located in the outlet channel of the working medium, an adjusting mechanism made of a fixed, movable parts and an adjusting screw, the fixed part of which is fixed in the outlet channel of the working medium, and the movable part is connected with the axis of rotation of the rocker arm, the movable and fixed parts of the adjusting mechanism are interconnected by means of an adjusting screw, two side adjusting screws are installed on the outer side of the housing and are located in the outlet channel of the working medium from the ends of the arms of the rocker arm symmetrically to its axis of rolling, a spring is installed between the corresponding end face of the rocker arm and the side adjusting screw, characterized in that in each inlet channel between the shock valve and the housing a spring, the movable part of the adjusting mechanism is made with mutually perpendicular holes for the pin and the adjusting screw with a radial groove, with which the adjusting screw and pin are installed in the corresponding holes of the movable part of the adjusting mechanism, and a support spring is installed between the housing and the movable part of the adjusting mechanism.

Description

Полезная модель относится к области гидрогазодинамики, гидравлики и машиностроения, где может найти применение в устройствах различного назначения, использующих эффект гидравлического удара, а также к теплоэнергетике для повышения энергетической эффективности теплоэнергетических установок.The utility model relates to the field of hydrodynamics, hydraulics and mechanical engineering, where it can find application in devices for various purposes using the effect of water hammer, as well as to the power system to increase the energy efficiency of power plants.

Известно устройство ударного узла пульсотарана, который содержит корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, при этом каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, которые, в свою очередь, жестко закреплены на штоках, поступательно движущихся в корпусе между каналами входа и выхода рабочей среды и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей (Ростовцев В.Н. Утилизацiя малыхъ паденiй воды для целей осушенiя и орошенiя земель, Петроградъ, 1916, рис.19).A device of the impact unit of a pulsotaran is known, which comprises a housing with two input channels and one output channel of the working medium, two shock valves, two rods and a rocker with a rolling axis, each of the input channels of the working medium being connected to the working medium output channel through the channels installed in them shock valves, which, in turn, are rigidly fixed to the rods, translationally moving in the housing between the input and output channels of the working medium and connected with the beam, the rolling axis of which is located in the working output channel (Rosto ant VN Utilizatsiya malyh padeniy water osusheniya goals and orosheniya land, Petrograd, 1916 Figure 19).

Недостатками известной конструкции являются нестабильная работа при отклонении параметров рабочей среды от расчетных, а также отсутствие механизмов автозапуска устройства в работу и регулирование под конкретные параметры рабочей среды.The disadvantages of the known design are unstable operation when the parameters of the working medium deviate from the calculated ones, as well as the lack of autostart mechanisms of the device in operation and regulation for specific parameters of the working environment.

Известна конструкция ударного узла, включающая цилиндрический корпус с входным и двумя выходным отверстиями с ударными клапанами. Входные отверстия выполнены соосно вдоль центрирующего штока, установленного в цилиндрическом корпусе на втулках с жестко закрепленными на его торцах ударными клапанами. Во входное отверстие ввернуто подвижное седло, связанное червячной передачей с регулировочным винтом (RU №114129, МПК F24D 3/02, опубл. 10.03.2012 г.).A known design of the shock assembly, comprising a cylindrical body with an inlet and two outlet openings with shock valves. The inlet holes are made coaxially along the centering rod mounted in the cylindrical body on the bushings with shock valves rigidly fixed at its ends. A movable saddle is screwed into the inlet, connected by a worm gear with an adjusting screw (RU No. 114129, IPC F24D 3/02, publ. 10.03.2012).

Недостатками устройства являются нарушение устойчивости работы при изменении параметров рабочей среды, отсутствие механизма автоматической подстройки хода ударных клапанов под каждый единичный цикл генерации гидравлического удара.The disadvantages of the device are the violation of stability when changing the parameters of the working environment, the lack of a mechanism for automatically adjusting the stroke of the shock valves for each unit cycle of the generation of hydraulic shock.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является ударный узел, включающий корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, при этом каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, закрепленные на штоках и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей среды, регулировочный механизм, выполненный из неподвижной, подвижной частей и регулировочного винта, неподвижная часть которого закреплена в канале выхода рабочей среды, а подвижная часть связана с осью качения коромысла, при этом подвижная и неподвижная части регулировочного механизма связаны между собой посредством регулировочного винта, снабжен двумя дополнительными регулировочными винтами и двумя пружинами, дополнительные регулировочные винты установлены на внешней стороне корпуса и расположены в канале выхода рабочей среды со стороны торцов плеч коромысла симметрично ее оси качения, а каждая из пружин установлена между соответствующими торцом плеча коромысла и дополнительным регулировочным винтом (RU №113546, МПК F15B 21/12, опубл. 20.02.2012 г.).The closest technical solution for the combination of essential features is the shock assembly, comprising a housing with two input channels and one output channel of the working medium, two shock valves, two rods and a rocker with a rolling axis, with each of the working medium input channels being connected to the working output channel medium through the installed shock valves mounted on rods and connected to the beam, the rolling axis of which is located in the output channel of the working medium, an adjusting mechanism made of a fixed, movable th parts and the adjusting screw, the fixed part of which is fixed in the working medium output channel, and the moving part is connected to the axis of rotation of the rocker arm, while the movable and fixed parts of the adjusting mechanism are interconnected by means of the adjusting screw, equipped with two additional adjusting screws and two springs, additional adjusting screws are installed on the outer side of the housing and are located in the channel of the working medium exit from the ends of the arms of the rocker arm symmetrically to its rolling axis, and each of springs installed between the respective end of the rocker arm and the additional adjusting screw (RU №113546, IPC F15B 21/12, publ. 02/20/2012).

Недостатками известной конструкции являются нарушение фаз четкого попеременного открытия ударных клапанов при длительной работе устройства, а также при изменении параметров рабочей среды (расход, давление и скорость), зависимость работоспособности устройства от его пространственного положения.The disadvantages of the known design are the violation of the phases of a clear alternate opening of the shock valves during prolonged operation of the device, as well as when changing the parameters of the working medium (flow, pressure and speed), the dependence of the operability of the device on its spatial position.

Технической задачей полезной модели является создание конструкции ударного узла с относительно высокой надежностью при повышении устойчивости работы устройства в условиях произвольного пространственного положения, изменения диапазона параметров рабочей среды, реализации фаз принудительного попеременного открытия ударных клапанов с автоматической подстройкой их хода под каждый единичный цикл генерации гидравлического удара.The technical task of the utility model is to create a shock assembly design with relatively high reliability while increasing the stability of the device in an arbitrary spatial position, changing the range of working medium parameters, implementing phases of forced alternate opening of shock valves with automatic adjustment of their stroke for each single hydraulic shock generation cycle.

Технический результат достигается за счет того, что в ударном узле, содержащем корпус с двумя каналами входа и одним каналом выхода рабочей среды, два ударных клапана, два штока и коромысло с осью качения, каждый из каналов входа рабочей среды соединен с каналом выхода рабочей среды через установленные в них ударные клапаны, закрепленные на штоках и связанные с коромыслом, ось качения которого расположена в канале выхода рабочей среды. Регулировочный механизм, выполнен из неподвижной, подвижной частей и регулировочного винта, неподвижная часть закреплена в канале выхода рабочей среды, а подвижная часть связана с осью качения коромысла, подвижная и неподвижная части регулировочного механизма связаны между собой посредством регулировочного винта. Два боковых регулировочных винта установлены на внешней стороне корпуса и расположены в канале выхода рабочей среды со стороны торцов плеч коромысла симметрично ее оси качения. Между каждым торцом плеча коромысла и боковым регулировочным винтом установлена пружина. В каждом канале входа между ударным клапаном и корпусом установлена возвратная пружина. Подвижная часть регулировочного механизма выполнена с взаимно перпендикулярными отверстиями под штифт и регулировочный винт с радиальной проточкой, при помощи которой регулировочный винт и штифт установлены в соответствующие отверстия подвижной части регулировочного механизма. Между корпусом и подвижной частью регулировочного механизма установлена опорная пружина.The technical result is achieved due to the fact that in the shock node containing the housing with two input channels and one output channel of the working medium, two shock valves, two rods and a rocker with a rolling axis, each of the input channels of the working medium is connected to the output channel of the working medium through installed in them shock valves, mounted on rods and connected to the beam, the rolling axis of which is located in the outlet channel of the working medium. The adjusting mechanism is made of a fixed, movable part and an adjusting screw, the fixed part is fixed in the output channel of the working medium, and the movable part is connected with the axis of rotation of the rocker arm, the movable and fixed parts of the adjusting mechanism are interconnected by means of an adjusting screw. Two lateral adjusting screws are installed on the outer side of the housing and are located in the outlet channel of the working medium from the side of the ends of the arms of the rocker arm symmetrically to its rolling axis. A spring is installed between each end of the rocker arm and the side adjustment screw. A return spring is installed in each inlet channel between the shock valve and the housing. The movable part of the adjusting mechanism is made with mutually perpendicular holes for the pin and the adjusting screw with a radial groove, with which the adjusting screw and the pin are installed in the corresponding holes of the movable part of the adjusting mechanism. A support spring is installed between the housing and the movable part of the adjusting mechanism.

Ударный узел (фиг.1) включает в себя корпус 1 с двумя каналами входа 2 и одним каналом выхода 3 рабочей среды, два ударных клапана 4, два штока 5 и коромысло 6 с осью качения 7. Каждый из каналов входа 2 рабочей среды соединен с каналом выхода 3 рабочей среды через установленные в них ударные клапаны 4, закрепленные на штоках 5 и связанные с коромыслом 6, ось качения 7 которого расположена в канале выхода 3 рабочей среды. Регулировочный механизм, выполнен из неподвижной 8, подвижной 9 частей и регулировочного винта 10, неподвижная часть 8 которого закреплена в канале выхода 3 рабочей среды, а подвижная часть связана с осью качения 7 коромысла 6, подвижная 9 и неподвижная 8 части регулировочного механизма связаны между собой посредством регулировочного винта 10, выведенного за пределы канала выхода 3 рабочей среды. Два боковых регулировочных винта 11 установлены на внешней стороне корпуса 1 и расположены в канале выхода 3 рабочей среды со стороны торцов плеч коромысла 6 симметрично ее оси качения. Между каждым торцом плеча коромысла 6 и боковым регулировочным винтом 11 установлена пружина 12. В каждом канале входа 2 между ударным клапаном 4 и корпусом 1 установлена возвратная пружина 13. Подвижная часть 9 регулировочного механизма выполнена с взаимно перпендикулярными отверстиями под штифт 14 и регулировочный винт 10 с радиальной проточкой 15, при помощи которой регулировочный винт 10 и штифт 14 установлены в соответствующие отверстия подвижной части 9 регулировочного механизма. Между подвижной частью 9 регулировочного механизма и корпусом 1 установлена опорная пружина 16.The shock assembly (Fig. 1) includes a housing 1 with two channels of input 2 and one channel of output 3 of the working medium, two shock valves 4, two rods 5 and a rocker 6 with a rolling axis 7. Each of the channels of the input 2 of the working medium is connected to the output channel 3 of the working medium through the shock valves 4 installed in them, fixed to the rods 5 and connected to the beam 6, the rolling axis 7 of which is located in the output channel 3 of the working medium. The adjusting mechanism is made of a fixed 8, movable 9 parts and an adjusting screw 10, the fixed part 8 of which is fixed in the output channel 3 of the working medium, and the movable part is connected with the rolling axis 7 of the rocker arm 6, the movable 9 and the fixed 8 parts of the adjusting mechanism are interconnected by means of an adjusting screw 10 brought out of the outlet channel 3 of the working medium. Two lateral adjusting screws 11 are installed on the outer side of the housing 1 and are located in the outlet channel 3 of the working medium from the side of the ends of the arms of the rocker arm 6 symmetrically to its rolling axis. A spring 12 is installed between each end of the arm of the rocker arm 6 and the side adjusting screw 11. A return spring 13 is installed in each input channel 2 between the shock valve 4 and the housing 1. The movable part 9 of the adjusting mechanism is made with mutually perpendicular holes for the pin 14 and the adjusting screw 10 s radial groove 15, through which the adjusting screw 10 and the pin 14 are installed in the corresponding holes of the movable part 9 of the adjusting mechanism. Between the movable part 9 of the adjusting mechanism and the housing 1 is installed a support spring 16.

Ударный узел (фиг.1) работает следующим образом. Изначально все каналы рабочей среды, канал входа 2 и канал выхода 3 корпуса 1, связываются соответственно с источником подачи рабочей среды и ее приемником (на схеме не указаны). При этом, в начальный момент времени, когда движение рабочей среды еще отсутствует, один из ударных клапанов 4, закрепленный на штоке 5, находится в открытом положении, а другой в закрытом. Это обеспечивается перекосом коромысла 6 относительно оси ее качения 7, вызванным воздействием на торцы его плеч пружин 12, которые стремятся к пространственному положению наименьшего сжатия. Жесткость пружин 12 регулируется боковыми регулировочными винтами 11, установленными на внешней стороне корпуса 1. После одновременной подачи рабочей среды к каналам входа 2 она начнет истекать через открытый ударный клапан 4 до тех пор, пока скорость ее истечения не окажется достаточной для того, чтобы увлечь за собой ударный клапан 4 со штоком 5, преодолевая, при этом, максимальную, установленную боковыми регулировочными винтами 11, жесткость пружин 12 в момент горизонтального положения коромысла 6, и закроет его. В соответствующем канале входа 2 рабочей среды возникнет гидравлический удар, энергия которого может быть использована в зависимости от области применения устройства. Поскольку ударные клапаны 4 на штоках 5 связаны между собой коромыслом 6 на оси качения 7, которая закреплена на подвижной части 9 регулировочного механизма, опирающейся на опорную пружину 16, то закрытие одного из ударных клапанов 4 в канале входа рабочей среды 2 приводит к открыванию второго ударного клапана 4 в соответствующем канале входа 2 рабочей среды с некоторым запаздыванием, определяемым жесткостью опорной пружины 16 и пружин 12. После того, как второй ударный клапан 4 откроется, процесс генерации гидравлического удара повторится в описанной выше последовательности.The shock node (figure 1) works as follows. Initially, all the channels of the working medium, the input channel 2 and the output channel 3 of the housing 1, are connected respectively with the source of the working medium and its receiver (not shown in the diagram). Moreover, at the initial moment of time, when the movement of the working medium is still absent, one of the shock valves 4, mounted on the stem 5, is in the open position, and the other in the closed. This is ensured by the skew of the rocker arm 6 relative to the axis of its rolling 7, caused by the action on the ends of its shoulders springs 12, which tend to the spatial position of least compression. The stiffness of the springs 12 is regulated by lateral adjusting screws 11 installed on the outside of the housing 1. After simultaneously supplying the working medium to the inlet channels 2, it will begin to flow out through the open shock valve 4 until its flow rate is sufficient to entrain a shock valve 4 with a stem 5, overcoming, at the same time, the maximum, set by the lateral adjusting screws 11, the stiffness of the springs 12 at the moment of horizontal position of the rocker arm 6, and will close it. A water hammer will occur in the corresponding channel of the input 2 of the working medium, the energy of which can be used depending on the application of the device. Since the shock valves 4 on the rods 5 are interconnected by a rocker 6 on the rolling axis 7, which is mounted on the movable part 9 of the adjusting mechanism resting on the support spring 16, closing one of the shock valves 4 in the inlet channel of the working medium 2 leads to the opening of the second shock valve 4 in the corresponding channel of the input 2 of the working medium with a certain delay, determined by the stiffness of the support spring 16 and springs 12. After the second shock valve 4 is opened, the process of generating a water hammer will be repeated in the description Anna above the sequence.

Приведенный выше способ реализации фазы перекрытия ударных клапанов 4 обеспечивает более устойчивую работу устройства и автоматическую подстройку фаз открытия и закрытия самих ударных клапанов 4 с учетом воздействия положительной и отрицательной волны генерируемого гидравлического удара в каналах входа 2 рабочей среды. Установка возвратных пружин 13 в каналах входа 2 рабочей среды между ударными клапанами 4 и корпусом 1 обеспечивает более быстрое и четкое их закрытие, исключает возможность чрезмерного вылета штока 5 с клапаном 4 в пространство канала входа 2 рабочей среды, а также позволяет реализовать возможность работы ударного узла в произвольном пространственном положении.The above method of implementing the overlap phase of the shock valves 4 provides more stable operation of the device and automatic adjustment of the phases of opening and closing of the shock valves 4 themselves, taking into account the effects of positive and negative waves of generated hydraulic shock in the input channels 2 of the working medium. The installation of return springs 13 in the channels of the input 2 of the working medium between the shock valves 4 and the housing 1 provides faster and more accurate closure, eliminates the possibility of excessive departure of the rod 5 with the valve 4 in the space of the channel of the input 2 of the working medium, and also allows for the possibility of the shock unit in an arbitrary spatial position.

Настойка высоты подъема ударных клапанов 4 в каналах входа 2 рабочей среды, а также времени запаздывания их попеременного открытия (фазы перекрытия) осуществляется вращением регулировочного винта 10 с радиальной проточкой 15. При этом обеспечивается сжатие или освобождение опорной пружины 16 подвижной частью 9 регулировочного механизма и перемещением связанной с ней оси качения 7 коромысла 6 относительно неподвижной части 8 и корпуса 1. Поступательно-вращательное движение регулировочного винта 10 относительно корпуса 1 сопровождается его вращательным движением относительно подвижной части 9 регулировочного механизма за счет выполненной на регулировочном винте 10 проточки 15, по которой скользит штифт 14, установленный в подвижную часть 9 регулировочного механизма. Для обеспечения возможности «плавания» оси качения 7 вдоль оси регулировочного винта 10 и автоматической подстройки фазы перекрытия ударных клапанов 4, его ответное отверстие в подвижной части 9 регулировочного механизма выполнено с запасом по глубине, соответствующей ширине проточки 15 регулировочного винта 10.The height of the lift of the shock valves 4 in the channels of the input 2 of the working medium, as well as the time delay for their alternate opening (overlap phase) is adjusted by rotating the adjusting screw 10 with a radial groove 15. This ensures compression or release of the support spring 16 by the moving part 9 of the adjusting mechanism and moving the associated rolling axis 7 of the rocker arm 6 relative to the fixed part 8 and the housing 1. The translational-rotational movement of the adjusting screw 10 relative to the housing 1 is accompanied by its rotation Carefully movement relative to the movable part of the adjusting mechanism 9 by performing the adjusting screw 10 of the bore 15, on which slides a pin 14 mounted in the movable portion 9 of the adjusting mechanism. To enable "swimming" of the rolling axis 7 along the axis of the adjusting screw 10 and automatic adjustment of the phase of overlapping of the shock valves 4, its counter hole in the movable part 9 of the adjusting mechanism is made with a margin of depth corresponding to the width of the groove 15 of the adjusting screw 10.

В результате использования предлагаемой конструкции ударного узла обеспечивается относительно высокая ее надежность и устойчивость работы в условиях произвольного пространственного положения с возможностью автоматической подстройки фазы перекрытия ударных клапанов при относительно широком диапазоне регулирования характеристик генерируемых гидравлических ударов и изменении диапазона параметров рабочей среды.As a result of using the proposed design of the shock assembly, its relatively high reliability and stability under conditions of arbitrary spatial position are ensured with the possibility of automatically adjusting the phase of overlapping of the shock valves with a relatively wide range of regulation of the characteristics of generated hydraulic shocks and changing the range of parameters of the working medium.

Claims

The shock assembly, comprising a housing with two input channels and one output channel of the working medium, two shock valves, two rods and a rocker with an axis of rolling, each of the input channels of the working medium is connected to the output channel of the working medium through the installed shock valves fixed to the rods and associated with the beam, the rolling axis of which is located in the outlet channel of the working medium, an adjusting mechanism made of a fixed, movable parts and an adjusting screw, the fixed part of which is fixed in the outlet channel of the working medium, and the movable part is connected with the axis of rotation of the rocker arm, the movable and fixed parts of the adjusting mechanism are interconnected by means of an adjusting screw, two side adjusting screws are installed on the outer side of the housing and are located in the outlet channel of the working medium from the ends of the arms of the rocker arm symmetrically to its axis of rolling, a spring is installed between the corresponding end face of the rocker arm and the side adjusting screw, characterized in that in each inlet channel between the shock valve and the housing a spring, the movable part of the adjusting mechanism is made with mutually perpendicular holes for the pin and the adjusting screw with a radial groove, with which the adjusting screw and pin are installed in the corresponding holes of the movable part of the adjusting mechanism, and a support spring is installed between the housing and the movable part of the adjusting mechanism.