RU2012733C1

RU2012733C1 - Device for measurement of slurry pressure in pulp-feed-line of suction-tube dredger

Info

Publication number: RU2012733C1
Authority: RU
Inventors: Б.М. Шкундин; Н.Н. Кожевников
Original assignee: Государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект"
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: hydraulic excavation. SUBSTANCE: device includes vertically mounted on pulp feed line tank 3 with separating diaphragm 4, connecting pulse tube 5 inclined towards tank, and pressure gage 8. Separating diaphragm 4 is made rigid with center hole having diameter equal to, or less than 0.1 of tank diameter. Pressure gage 8 is connected to pulse tube through rubber tube 6 with clamp 7 for adjustable pinching. Tank holding capacity-to-pulse tube holding capacity ratio exceeds compression pressure of cutoff air in tank 3. EFFECT: higher accuracy of measurement and reliable protection of pressure gage from pressure surging. 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ и может быть использовано для измерения давления, развиваемого грунтовыми насосами при перекачке гидросмеси, сточных и загрязненных двухфазных жидкостей. The invention relates to the hydromechanization of earthworks and can be used to measure the pressure developed by soil pumps when pumping slurry, waste and contaminated two-phase liquids.

Обычно давление насоса измеряется манометром, присоединяемым через импульсную трубку к пульпопроводу. Однако при перекачке загрязненных твердыми включениями жидкостей импульсная трубка и манометр забиваются. Кроме того, пульсации давления в трубопроводе за насосом наблюдаются с большой амплитудой, что затрудняет отсчет и приводит к интенсивному износу манометра. Typically, the pressure of the pump is measured by a pressure gauge connected through a pulse tube to the slurry line. However, when pumping liquids contaminated with solid inclusions, the impulse tube and pressure gauge become clogged. In addition, pressure pulsations in the pipeline behind the pump are observed with a large amplitude, which complicates the reading and leads to intensive wear of the pressure gauge.

Известно устройство для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда, включающее вертикально смонтированный на пульпопроводе бачок с разделительной диафрагмой, соединительную импульсную трубку с уклоном к бачку и манометр. A device for measuring the pressure of a slurry in the slurry piping of a dredger, comprising a tank vertically mounted on the slurry piping with a diaphragm, a connecting impulse pipe with a slope to the tank and a manometer.

Данное техническое решение принято заявителем за прототип. This technical solution was made by the applicant for the prototype.

Недостатком данного устройства является необходимость заливки импульсной трубки жидкостью, не оставляя пузырьков воздуха, а также передача пульсаций давления на манометр, что значительно снижает точность измерений. The disadvantage of this device is the need to fill the pulse tube with liquid without leaving air bubbles, as well as the transmission of pressure pulsations to the pressure gauge, which significantly reduces the accuracy of the measurements.

Цель устройства - повышение точности измерения и защита манометра от пульсаций давления. The purpose of the device is to increase the measurement accuracy and protect the pressure gauge from pressure pulsations.

Достигается поставленная цель тем, что в устройстве для измерения давления гидросмеси в пульпопроводе земснаряда, включающем вертикально смонтированный на пульпопроводе бачок с разделительной диафрагмой, соединительную импульсную трубку с уклоном к бачку и манометр, разделительная диафрагма выполнена жесткой с отверстием по центру диаметр d которого ≅ 0,1 d_бачка, а манометр присоединен к импульсной трубке через резиновую трубку с зажимом для ее регулируемого пережатия, при этом отношение внутреннего объема бачка к объему импульсной трубки больше степени сжатия отсеченного в бачке воздуха.The goal is achieved by the fact that in the device for measuring the pressure of the slurry in the slurry conduit of the dredger, including a tank with a separation diaphragm vertically mounted on the slurry pipeline, a connecting impulse pipe with a slope to the tank and a manometer, the separation diaphragm is made rigid with a hole in the center of diameter d of which ≅ 0, 1 d of the _tank , and the pressure gauge is connected to the impulse tube through a rubber tube with a clamp for its adjustable clamping, while the ratio of the internal volume of the tank to the volume of the pulse t cutting is more than the compression ratio of the air cut off in the tank.

Проведенными исследованиями установлено, что технических решений со сходными признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, не имеется, т. е. предлагаемое устройство отвечает критерию изобретения "существенные отличия". Studies have established that there are no technical solutions with similar features that distinguish the claimed technical solution from the prototype, that is, the proposed device meets the criteria of the invention "significant differences".

На фиг. 1 и 2 показано устройство, установленное на пульпопроводе земснаряда, общий вид и разрез по бачку. In FIG. Figures 1 and 2 show a device installed on a slurry pipeline of a dredger, a general view and a section through a tank.

На чертежах показаны грунтовый насос 1, напорный пульпопровод 2, установленный на нем вертикально бачок 3 с разделительной диафрагмой 4, выполненной по центру с отверстием, диаметр которого d ≅ ≅ 0,1d_бачка. Бачок 3 соединен импульсной трубкой 5, наклоненной к бачку, резиновой трубкой 6 с зажимом 7 для ее регулируемого пережатия, с манометром 8.The drawings show a soil pump 1, a pressure slurry pipe 2, a vertical tank 3 mounted thereon with a separating diaphragm 4, made in the center with an opening whose diameter is d ≅ ≅ 0.1d _tank . The tank 3 is connected by a pulse tube 5, inclined to the tank, a rubber tube 6 with a clamp 7 for its adjustable clamping, with a pressure gauge 8.

Устройство для измерения давления работает следующим образом. A device for measuring pressure operates as follows.

При остановленном насосе 1 напорный пульпопровод 2 опорожнен от жидкости и заполнен воздухом, так как на всасывающей линии грунтового насоса нет обратного клапана. При пуске насоса 1 пульпопровод 2 заполняется водой, и воздух, находящийся в бачке 3 и импульсной трубке 5, захлопывается и сжимается. При этом вода заполняет нижнюю часть бачка, и уровень воды в нем поднимается до тех пор, пока давление сжатого воздуха не уравновесит давление воды. Согласно закону Бойля-Мариотта,
P₁˙V₁= P₂·V₂, где Р₁ - начальное, в данном случае атмосферное давление;
V₁ - объем воздуха в начальный период в бачке и трубке;
Р₂ - максимальное давление, развиваемое насосом;
V₂ - объем сжатого воздуха.When the pump 1 is stopped, the pressure pulp line 2 is drained of liquid and filled with air, since there is no check valve on the suction line of the soil pump. When starting the pump 1, the slurry line 2 is filled with water, and the air in the tank 3 and the impulse tube 5 is closed and compressed. At the same time, water fills the lower part of the tank, and the water level in it rises until the pressure of the compressed air balances the pressure of the water. According to the Boyle-Marriott Act,
P ₁ ˙V ₁ = P ₂ · V ₂ , where P ₁ is the initial, in this case, atmospheric pressure;
V ₁ - the volume of air in the initial period in the tank and tube;
P ₂ - the maximum pressure developed by the pump;
V ₂ - the volume of compressed air.

Устанавливая геометрические размеры бачка и трубки с объемом V₁, можно вычислить объем сжатого воздуха и определить уровень раздела воздуха и воды в бачке. Уровень воды в бачке 3 должен быть ниже начала импульсной трубки 5, при этом вода не будет попадать в импульсную трубку, что исключает ее забивку грунтом. Во избежание образования водяных "пробок" в трубке от конденсата, она прокладывается с уклоном к бачку. С целью уменьшения амплитуды пульсаций давления на манометре 8 предусматривается выполнение разделительной диафрагмы 4 с отверстием по центру d ≅ 0,1d_бачка. Через отверстие диафрагмы перетекает жидкость при пульсации давления. Зная частоту и амплитуду пульсаций, исходную и конечную, определяется d отверстия как для истечения воды из отверстия по обычным формулам гидравлики. Также для этой цели жесткая импульсная трубка 5 заканчивается гибкой резиновой трубкой 6, к которой присоединен манометр 8. На резиновой трубке 8 смонтирован зажим 7, которым можно пережимать резиновую трубку, регулируя проходное сечение болтами зажима. При пульсации давления воздух в трубке дросселирует через сжатое сечение. Регулируя поджатие, добиваются снижения амплитуды пульсаций на манометре 8 до необходимой величины для стабильных измерений. Стабилизация измеряемой величины давления одновременно исключает износ механизма манометра. Основным требованием для надежной работы устройства является ее герметичность. Утечка сжатого воздуха предотвращается тем, что система должна быть смонтирована с полной герметичностью. В связи с этим в конструкцию устройства для дросселирования воздуха введена резиновая трубка 6 с зажимом 7 для ее пережатия. (При использовании в качестве дросселя вентиля обычного исполнения через его сальниковое уплотнение будет происходить утечка воздуха).By setting the geometric dimensions of the tank and tube with a volume of V ₁ , you can calculate the volume of compressed air and determine the level of separation of air and water in the tank. The water level in the tank 3 should be lower than the beginning of the impulse tube 5, while the water will not get into the impulse tube, which excludes its clogging with soil. In order to avoid the formation of water "plugs" in the tube from condensate, it is laid with a bias to the tank. In order to reduce the amplitude of pressure pulsations on the manometer 8, it is envisaged to perform a separation diaphragm 4 with a hole in the center d ≅ 0.1d of the _tank . Fluid flows through the orifice plate when pressure pulsates. Knowing the frequency and amplitude of the pulsations, the initial and the final, d holes are determined as for the outflow of water from the hole according to the usual hydraulics formulas. Also for this purpose, the rigid impulse tube 5 ends with a flexible rubber tube 6, to which a pressure gauge is attached 8. A clip 7 is mounted on the rubber tube 8, by which the rubber tube can be pinched, adjusting the passage through the clamp bolts. With pressure pulsation, air in the tube throttles through a compressed section. By adjusting the preload, they achieve a reduction in the amplitude of the pulsations on the manometer 8 to the required value for stable measurements. Stabilization of the measured pressure at the same time eliminates the wear of the pressure gauge mechanism. The main requirement for reliable operation of the device is its tightness. The leakage of compressed air is prevented by the fact that the system must be mounted with complete tightness. In this regard, a rubber tube 6 with a clamp 7 for clamping it has been introduced into the design of the device for throttling air. (When using a valve of the standard design as a throttle, air leakage will occur through its stuffing box seal).

При остановке насоса 1 давление в напорном пульпопроводе 2 падает, сжатый в трубках 5 и 6 воздух вытесняет гидросмесь из бачка 3 в пульпопровод 2 и бачок самоочищается, для чего необходимо, чтобы отношение внутреннего объема бачка к объему импульсной трубки было больше степени сжатия отсеченного в бачке воздуха. (Это требование подтверждается соответствующим расчетом). When pump 1 stops, the pressure in the pressure pulp line 2 drops, the compressed air in the tubes 5 and 6 displaces the hydraulic mixture from the tank 3 into the slurry pipe 2 and the tank cleans itself, for which it is necessary that the ratio of the internal volume of the tank to the volume of the impulse pipe be greater than the compression ratio cut off in the tank air. (This requirement is confirmed by appropriate calculation).

Claims

DEVICE FOR MEASURING PRESSURE OF A HYDRAULIC MIXTURE IN A SEMNOSNARAD PULPON WIRE, including a pump connected to a pressure pulp conduit, which is connected to the bottom of a vertically mounted tank, which has a diaphragm and the upper part is connected with filled with compressed air and installed with a slope to the tank and an impulse pipe the fact that, in order to improve the accuracy of measurement and protect the pressure gauge from pressure pulsations, the separation diaphragm is made rigid with a central hole with a diameter of d _{about tv} ≅ 0.1 d tank, moreover, the manometer is connected to the impulse tube by means of a rubber tube with a clamp to clamp it, and the ratio inside the volume of the tank to the volume of the impulse tube is greater than the compression ratio of the air cut off in the tank.