RU2018766C1

RU2018766C1 - Device for dampening pressure fluctuations in liquid flow

Info

Publication number: RU2018766C1
Authority: RU
Inventors: И.В. Малаховский
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device for dampening pressure fluctuations in liquid flow has disperser 7, gas bottle, control valves and branch pipes 3 and 2 for supply and discharge of liquid, respectively. Device has housing 1 made in form of tight reservoir, diffuser 4, guide vanes 5, baffle plate 6, level sensor 15, compressor and low-noise throttle valve. Liquid supply and discharge branch pipes are connected with lower portion of housing; liquid supply branch pipe being connected with housing through diffuser 4. Guide vanes 5 are located in housing on side of outlet of diffuser 4. Disperser 7 is mounted in lower portion of housing between branch pipes 3 and 2 after guide vanes 5; baffle plate 6 is mounted in top portion of housing and is located above guide vanes and disperser. Level sensor is secured to lower portion of housing and disperser 7 is secured on outer side of housing and is connected with pressure side of the compressor and with gas bottle 13 via control valves 12, as well as with low-noise throttle valve which is brought in communication with atmosphere. Upper portion of housing is brought in communication with suction chamber of compressor. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам глушения шума, распространяемого по жидкости, и может быть использовано в отраслях промышленности, связанных с перекачкой воды, нефти и других сред в жидкой фазе и, в частности, в общесудовых гидравлических системах. The invention relates to damping noise propagated through a liquid, and can be used in industries related to pumping water, oil and other media in the liquid phase and, in particular, in general ship hydraulic systems.

Известно устройство, предназначенное для гашения шума и вибраций трубопровода посредством введения в поток жидкости пузырьков газа (авт.св. N 769180, кл. F 16 L 55/02, 1980). A device is known for damping noise and vibration of a pipeline by introducing gas bubbles into a liquid stream (ed. St. N 769180, class F 16 L 55/02, 1980).

Недостатки известного устройства заключаются в том, что газ, подающийся в виде пузырьков, при своем движении вместе с жидкостью под воздействием подъемной силы Архимеда скапливается в крупные пузырьковые образования, прохождение которых сопровождается возникновением повышенных уровней колебаний давления в жидкости, снижающих эффективность устройства, а попадая в оборудование гидравлической системы, газовые включения ухудшают его функциональные характеристики. The disadvantages of the known device are that the gas supplied in the form of bubbles, during its movement together with the liquid under the influence of the lifting force of Archimedes, accumulates in large bubble formations, the passage of which is accompanied by the appearance of increased levels of pressure fluctuations in the liquid, which reduce the efficiency of the device, and getting into equipment of the hydraulic system, gas inclusions impair its functional characteristics.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство демпфирования колебаний давления, содержащее генератор пара, диспергатор, газовый баллон и регулирующий клапан [1]. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device for damping pressure fluctuations containing a steam generator, dispersant, gas cylinder and control valve [1].

Однако указанное устройство имеет недостатки: во-первых, конструкцией устройства однозначно определено его местоположение в гидромагистрали - со стороны всасывающего патрубка насоса. В то время как для большинства гидравлических систем необходимо уменьшать колебания давления на напорном участке. Ограничение использования устройства снижает его эффективность;
во-вторых, при давлении в гидравлической системе выше атмосферного, непрерывная подача газа в гидромагистраль ведет к повышенным энергетическим затратам, связанным со сжатием вспомогательного газа от атмосферного давления до давления в гидравлической системе;
в-третьих, в качестве газа, вводимого с паром, предусматривается использование газа только растворимого в воде.However, this device has disadvantages: firstly, the design of the device uniquely determines its location in the hydraulic line - from the side of the suction pipe of the pump. While for most hydraulic systems it is necessary to reduce pressure fluctuations in the pressure section. Limiting the use of the device reduces its effectiveness;
secondly, when the pressure in the hydraulic system is higher than atmospheric, the continuous supply of gas to the hydraulic line leads to increased energy costs associated with the compression of the auxiliary gas from atmospheric pressure to the pressure in the hydraulic system;
thirdly, as the gas introduced with steam, the use of gas only soluble in water is envisaged.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при демпфировании колебаний давления. The aim of the invention is to reduce energy consumption when damping pressure fluctuations.

Это достигается тем, что устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости, содержащее диспергатор, газовый баллон, регулирующие клапаны и патрубки для подвода и отвода жидкости, снабжено корпусом, выполненным в виде герметичной емкости, диффузором, направляющими лопатками, отбойным листом, датчиком уровня, компрессором и малошумным дросселем, патрубки для подвода и отвода жидкости соединены с нижней частью корпуса, при этом патрубок для подвода жидкости соединен с корпусом через диффузор, направляющие лопатки размещены в корпусе со стороны выхода диффузора, диспергатор установлен в нижней части полости корпуса между патрубками после направляющих лопаток, а отбойный лист смонтирован в верхней части полости корпуса и расположен над направляющими лопатками и диспергатором, причем датчик уровня прикреплен к нижней части корпуса, при этом диспергатор с наружной стороны корпуса соединен с нагнетательной полостью компрессора и через регулирующие клапаны - с газовым баллоном и малошумным дросселем, сообщенным с атмосферой, а верхняя часть полости корпуса сообщена с всасывающей полостью компрессора. This is achieved by the fact that the device for damping pressure fluctuations in the fluid flow, containing a dispersant, a gas cylinder, control valves and nozzles for supplying and discharging fluid, is equipped with a housing made in the form of a sealed container, a diffuser, guide vanes, a baffle plate, a level sensor, a compressor and low noise throttle, nozzles for supplying and discharging liquid are connected to the lower part of the housing, while the nozzle for supplying fluid is connected to the housing through a diffuser, guide vanes are placed in to the housing on the outlet side of the diffuser, the dispersant is installed in the lower part of the housing cavity between the nozzles after the guide vanes, and the baffle plate is mounted in the upper part of the housing cavity and is located above the guide vanes and the dispersant, and the level sensor is attached to the lower part of the housing, while the disperser is external the sides of the housing are connected to the discharge cavity of the compressor and through control valves to a gas cylinder and a low-noise throttle in communication with the atmosphere, and the upper part of the cavity of the housing ene compressor suction cavity.

На фиг. 1 изображено устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a device for damping pressure fluctuations in a fluid stream, general view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости снабжено корпусом 1 с патрубком 2 отвода жидкости и патрубками 3 подвода жидкости, на выходе из которого расположен диффузор 4. Внутри корпуса со стороны входа жидкости установлены направляющие лопатки 5, отбойный лист 6 и диспергатор 7 с отверстиями 8. Трубой 9 диспергатор соединен с компрессором 10, имеющим привод 11, и через регулирующие клапаны 12 - с газовым баллоном 13 и малошумным дросселем 14. Датчик 15 уровня прикреплен к корпусу 1 в нижней его части. The device for damping pressure fluctuations in the fluid flow is provided with a housing 1 with a fluid outlet pipe 2 and a fluid supply pipe 3, at the outlet of which there is a diffuser 4. Inside the housing, on the fluid inlet side, guide vanes 5, a baffle plate 6 and a dispersant 7 with openings 8 are installed. The disperser pipe 9 is connected to a compressor 10 having an actuator 11, and through control valves 12 to a gas cylinder 13 and a low-noise inductor 14. A level sensor 15 is attached to the housing 1 in its lower part.

Устройство демпфирования колебаний давления в потоке жидкости работает следующим образом. Жидкость поступает в корпус 1 через патpубок 3 подвода жидкости и диффузор 4, в котором происходит снижение скорости жидкости. Дальнейшее снижение скорости жидкости и изменение направления ее движения от вертикального в горизонтальное осуществляется направляющими лопатками 5. Выходит жидкость из корпуса через патрубок 2 отвода, прикрепленный к нижней части корпуса. Вдув газа в жидкость производится через отверстия 8 диспергатора 7 компрессором 10 по трубе 9 в таком количестве, чтобы имела место пузырьковая структура течения. A device for damping pressure fluctuations in a fluid stream operates as follows. The fluid enters the housing 1 through the nozzle 3 of the fluid supply and the diffuser 4, in which the fluid velocity decreases. A further decrease in the fluid velocity and a change in the direction of its movement from vertical to horizontal is carried out by guide vanes 5. The fluid exits the housing through the branch pipe 2 attached to the lower part of the housing. The gas is injected into the liquid through the openings 8 of the dispersant 7 by the compressor 10 through the pipe 9 in such an amount that a bubble structure of the flow takes place.

Под действием силы Архимеда пузырьки газа поднимаются к верхней части корпуса до свободного уровня жидкости в нем, образуя пузырьковую завесу. Из верхней части корпуса газ попадает во всасывающую часть компрессора 10, который его вновь нагнетает в диспергатор 7. Напор компрессора 10, приводимого в движение приводом 11, определяется сопротивлением трубы 9 и высотой свободного уровня жидкости в корпусе. Under the influence of the Archimedes force, gas bubbles rise to the upper part of the body to a free level of liquid in it, forming a bubble curtain. From the upper part of the casing, gas enters the suction part of the compressor 10, which again pumps it into the dispersant 7. The pressure of the compressor 10, driven by the drive 11, is determined by the resistance of the pipe 9 and the height of the free liquid level in the casing.

Скорость жидкости в корпусе меньше или близка к скорости подъема пузырьков, поэтому не происходит их уноса из корпуса. При использовании в устройстве газа, малорастворимого в жидкости, унос его незначителен. Пополнение корпуса газом производится из газового баллона 13. Сброс лишнего газа для сохранения высоты свободного уровня при уменьшении давления в гидравлической системе осуществляется через малошумный дроссель 14. The fluid velocity in the housing is less than or close to the velocity of rise of the bubbles, so they are not carried away from the housing. When using in the device gas, sparingly soluble in liquid, its entrainment is negligible. The case is replenished with gas from a gas cylinder 13. The excess gas is discharged to maintain a free height when the pressure in the hydraulic system is reduced through a low-noise throttle 14.

Выполнение корпуса 1 в виде герметичной емкости и расположение патрубков подвода 3 и отвода 2 жидкости в нижней части корпуса позволяют использовать для циркуляции газ, который находится внутри корпуса до заполнения гидравлической магистрали жидкостью, и тем самым уменьшить энергозатраты. Для защиты места отвода газа из верхней части корпуса от динамического напора входящей в устройство жидкости в корпусе установлен отбойный лист 6. Датчик 15 уровня, который соединен с корпусом в нижней его части, выдает сигнал на управление регулирующими клапанами 12 для соединения диспергатора 7 или с газовым баллоном 13, или с малошумящим дросселем 14, применение последнего снижает энергию колебаний, передаваемую корпусу, при дросселировании газа. The execution of the housing 1 in the form of a sealed container and the location of the nozzles of the inlet 3 and the outlet 2 of the liquid in the lower part of the housing allow you to use for circulation gas that is inside the housing to fill the hydraulic line with liquid, and thereby reduce energy consumption. To protect the place of gas discharge from the upper part of the housing from the dynamic pressure of the liquid entering the device, a baffle plate is installed in the housing 6. A level sensor 15, which is connected to the housing in its lower part, gives a signal to control the control valves 12 to connect the dispersant 7 or to the gas a cylinder 13, or with a low-noise throttle 14, the use of the latter reduces the vibration energy transmitted to the housing during gas throttling.

Claims

A device for damping pressure fluctuations in a liquid stream, comprising a dispersant, a gas cylinder, control valves and nozzles for supplying and discharging a liquid, characterized in that, in order to reduce energy consumption during damping of pressure fluctuations, it is equipped with a housing made in the form of a sealed container, a diffuser, guide vanes, a baffle plate, a level sensor, a compressor and a low noise throttle, nozzles for supplying and discharging liquid are connected to the lower part of the housing, while the nozzle for supplying liquid connected to the housing through a diffuser, guide vanes are placed in the housing on the outlet side of the diffuser, a dispersant is installed in the lower part of the housing cavity between the nozzles after the guide vanes, and a baffle plate is mounted in the upper part of the housing cavity and is located above the guide vanes and the dispersant, and the level sensor is attached in the lower part of the housing, while the dispersant on the outside of the housing is connected to the discharge cavity of the compressor and through the control valves with a gas cylinder and a low noise draw with a messenger connected to the atmosphere, and the upper part of the body cavity is in communication with the suction cavity of the compressor.