RU2056548C1

RU2056548C1 - Hydraulic ram

Info

Publication number: RU2056548C1
Application number: RU93014106A
Authority: RU
Inventors: Григорий Васильевич Рогозин; Михаил Николаевич Таранов
Original assignee: Григорий Васильевич Рогозин; Михаил Николаевич Таранов
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1996-03-20

Abstract

FIELD: fluid transporting. SUBSTANCE: inlet pipe with a valve is open to air hood. Impact valve is installed in the body. Pipe pressure valve is open to air hood and bilateral curvilinear lever with rotation axis. The body is of two chambers, rectangular with two support seats and water through apertures, enable to be open to inlet pipe. Rotation axis of the lever is installed over body center. Impact valve is made in the form of two coupled valves of belt-type, elastic, reinforced material. Proper ends of the material are secured to the body under the axis, other ends are related to lever ends. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям вибрационных средств транспортирования жидкости, основанных на использовании гидравлического удара, и может применяться в общехозяйственных системах подъема воды. Водоисточниками могут служить каналы, горные реки, коллекторы, водохранилища и др. имеющие рабочий перепад уровня верхнего и нижнего бьефа, обеспечивающий работоспособность тарана. The invention relates to a pump engineering industry, in particular, to designs of vibrating means of transporting liquid based on the use of water hammer, and can be used in general water lifting systems. Water sources can be canals, mountain rivers, reservoirs, reservoirs, etc. having a working drop of the level of the upper and lower pools, ensuring the health of the ram.

Известно устройство для подъема воды, содержащее резервуар с выпускным патрубком, перекрываемым гибкой лентой, один конец которой закреплен с патрубком, а другой конец с подпружиненным поршнем, подающим воздух под расширяющийся насадок приемной трубы (авт. св. 1188374, кл. F 04 F 7/00, 1985). A device for lifting water is known, comprising a reservoir with an outlet pipe overlapped by a flexible tape, one end of which is secured with a pipe, and the other end with a spring-loaded piston supplying air under the expanding nozzle of the receiving pipe (ed. St. 1188374, class F 04 F 7 / 00, 1985).

Основным недостатком является низкая производительность устройства из-за потерь КПД на преобразование гидравлической энергии в пневматическую и механическую. The main disadvantage is the low productivity of the device due to the loss of efficiency for converting hydraulic energy into pneumatic and mechanical.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидравлический таран, содержащий воздушный колпак и подсоединенную к нему подводящую трубу с вертикально расположенными ударным и нагнетательным клапанами, имеющие параллельные седла, расположенные на одном уровне, а клапаны по противоположные стороны уровня седел. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a hydraulic ram containing an air cap and a supply pipe connected to it with vertically arranged shock and discharge valves, having parallel seats located at the same level, and valves on opposite sides of the seat level.

К недостаткам данного тарана относится его низкая производительность из-за малой частоты ударов и узкий диапазон рабочих перепадов давлений в подводящей трубе. Существует закономерность, что чем выше частота ударов, тем выше производительность. Однако, в данном устройстве масса ударного клапана находится в строгой зависимости от рабочего давления, высоты подъема, длины питающего трубопровода. Удар происходит после того как скорость потока в подводящей трубе достигнет максимального расчетного значения. На восстановление скорости после удара от нулевого до максимального состояния требуется время, за которое значительная часть воды уходит на сброс, что снижает производительность устройства. Кроме того, при изменении уровня воды в водоисточнике меняется перепад давления в питающей трубе. В результате ударный клапан будет постоянно прижат к опорному седлу или же постоянно открыт. Таран окажется в нерабочем состоянии. The disadvantages of this ram are its low productivity due to the low frequency of impacts and a narrow range of working pressure drops in the supply pipe. There is a pattern that the higher the shock frequency, the higher the productivity. However, in this device, the mass of the shock valve is strictly dependent on the working pressure, lifting height, length of the supply pipe. Impact occurs after the flow rate in the inlet pipe reaches the maximum design value. It takes time to restore speed after an impact from zero to maximum state, during which a significant part of the water goes to discharge, which reduces the performance of the device. In addition, when the water level in the water source changes, the pressure drop in the supply pipe changes. As a result, the shock valve will be constantly pressed against the support seat or permanently open. The ram will be inoperative.

Технической задачей изобретения является повышение производительности гидравлического тарана и расширение диапазона рабочего давления. An object of the invention is to increase the performance of the hydraulic ram and expanding the range of working pressure.

Это достигается тем, что в конструкции применены два ударных клапана, выполненных из ленточного, эластичного, армированного материала и закрепленных между собой двухсторонним равноплечим рычагом с осью на корпусе двух питающих трубопроводов с двумя водопропускными окнами. This is achieved by the fact that two shock valves are used in the construction, made of tape, elastic, reinforced material and fixed between themselves by a double-sided equal-arm lever with an axis on the body of two supply pipelines with two culverts.

Такое сочетание конструктивных элементов вдвое повышает производительность гидротарана, в два раза повышает общую частоту ударов и обеспечивает автоматическую подстройку клапанов под новое давление в случае изменения уровня воды в водоисточнике. This combination of structural elements doubles the productivity of the ram, doubles the overall frequency of impacts and provides automatic adjustment of the valves to the new pressure in the event of a change in the water level in the water source.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид. The drawing shows the proposed device, General view.

Гидравлический таран включает водоисточник 1, соединенный спаренными трубопроводами 2 и 3 с двухкамерным прямоугольным корпусом 4, который имеет два водопропускных окна с опорными седлами 5, между которыми сверху по направлению движения выходящего потока закреплена ось вращения 6. The hydraulic ram includes a water source 1 connected by twin pipelines 2 and 3 with a two-chamber rectangular casing 4, which has two culverts with supporting saddles 5, between which the rotation axis 6 is fixed from above in the direction of the outgoing flow.

На оси закреплен криволинейный двухсторонний, равноплечий рычаг 7, соединенный одним концом с внешней стороной эластичного, армированного клапана 8, а другим концом с внешней стороной правого ударного клапана 9. Клапаны 8 и 9 в свою очередь закреплены внутренней стороной к внутренней, соприкасающейся части опорных седел 5 таким образом, что при повороте рычага 7 каждый клапан, распрямляясь, поочередно касается внутренней стороны периметра опорного седла 5 или, изгибаясь, открывает поочередно водопропускные окна седла 4. A curved double-sided, equal-arm lever 7 is fixed on the axis, connected at one end to the outer side of the elastic, reinforced valve 8, and at the other end to the outside of the right shock valve 9. Valves 8 and 9 are in turn fixed by the inner side to the inner, contacting part of the support seats 5 in such a way that when the lever 7 is rotated, each valve, while straightening, alternately touches the inside of the perimeter of the support seat 5 or, bending, opens the culvert windows of the seat 4 in turn.

С противоположной стороны по отношению движения основного потока на корпусе 4 каждая камера соединена конусными патрубками с воздушным колпаком 10, перекрываемыми изнутри нагнетательными клапанами 11. На воздушном колпаке закреплен нагнетательный патрубок 12, а на входе одного из питательных трубопроводов затвор 13. On the opposite side, with respect to the movement of the main flow on the housing 4, each chamber is connected by conical nozzles to the air cap 10, which are blocked from the inside by pressure valves 11. A discharge pipe 12 is fixed to the air cap, and a shutter 13 is connected to the inlet of one of the supply pipelines.

Устройство работает следующим образом. Вода из источника 1 по спаренным трубопроводам 2 и 3 поступает в двухкамерный корпус 4 и прижимает один из ударных клапанов, например левый 8, к опорному седлу 5, поворачивая и перекатывания другой ударный клапан 9 посредством рычага 7, освобождая правое водопропускное окно. Поток воды, устремляясь по правому питательному трубопроводу 2, набирает силу и за счет скоростного напора воздействует на внешнюю сторону клапана 9, создавая эффект эжекции, увлекая клапан за собой. Клапан, выворачиваясь из изогнутого состояния в плоское, с силой захлопывается в момент соприкосновения с опорным седлом 5, создавая гидравлический удар в трубопроводе 2, способствующий кратковременному повышению давления в несколько раз. Поток воды устремляется по отводящему конусному патрубку, открывает нагнетательный клапан 11 и поступает в воздушный колпак 10, а затем по нагнетательному трубопроводу 12 к потребителю. При этом левый ударный клапан 8 находится в изогнутом состоянии, открыв водопропускное левое окно (см. разрез Б-Б чертежа). The device operates as follows. Water from the source 1 through paired pipelines 2 and 3 enters the two-chamber housing 4 and presses one of the shock valves, for example, the left 8, to the support seat 5, turning and rolling the other shock valve 9 by means of the lever 7, freeing the right culvert window. The flow of water, rushing along the right supply pipe 2, is gaining strength and due to the high-speed pressure acts on the outside of the valve 9, creating the effect of ejection, dragging the valve along with itself. The valve, turning out of the bent state into a flat one, closes with force at the moment of contact with the support seat 5, creating a water hammer in the pipeline 2, contributing to a short-term increase in pressure several times. The flow of water rushes through the outlet cone pipe, opens the discharge valve 11 and enters the air cap 10, and then through the discharge pipe 12 to the consumer. In this case, the left shock valve 8 is in a bent state, opening the culvert left window (see section BB of the drawing).

После спада волны гидроудара в правом питающем трубопроводе обратный клапан 11 закрывается, а поток воды в питающем трубопроводе 3, набирая силу, увлекает ударный клапан 8, закрывает его, создав гидравлический удар в левом питающем трубопроводе, способствуя поступлению новой порции воды в воздушный колпак 10 через левый нагнетательный клапан 11 и далее через трубопровод 12 к потребителю. After the decay of the shock wave in the right supply pipe, the non-return valve 11 closes, and the flow of water in the supply pipe 3, gaining strength, drags the shock valve 8, closes it, creating a water hammer in the left supply pipe, facilitating the flow of a new portion of water into the air cap 10 through the left discharge valve 11 and then through the pipe 12 to the consumer.

Для прекращения работы гидротарана закрывают затвор 13, в результате чего в питающем трубопроводе 2 снижается давление, в пересиливающее давление в трубопроводе 3 плотно закрывает левый ударный клапан 8, поступление воды на сброс прекращается. To stop the operation of the ram, the shutter 13 is closed, as a result of which the pressure in the supply pipe 2 decreases, the overpower pressure in the pipe 3 tightly closes the left shock valve 8, the flow of water to the discharge is stopped.

Благодаря выполнению ударного клапана из эластичного материала, например из армированной транспортерной ленты, он (клапан) в момент открытия движется с перекатыванием по типу кольца, отделяя от опорного седла поочередно узкие его полоски, преодолевая при этом малые сопротивления сил гидростатического давления. Все это в десятки раз снижает общую силу на открытие ударного клапана по сравнению с цельнометаллическим, что дает возможность функционирования гидротарана как в области высоких рабочих давлений (0,5-2,0 атм), так и в области низких (0,05-0,1 атм). Due to the execution of the shock valve from an elastic material, for example, from a reinforced conveyor belt, it (the valve) at the moment of opening moves with rolling like a ring, separating alternately its narrow strips from the support seat, overcoming small hydrostatic pressure resistance. All this reduces the total force to open the shock valve tenfold in comparison with the all-metal one, which makes it possible to operate the ram in both high working pressures (0.5-2.0 atm) and low (0.05-0 , 1 atm).

Claims

A HYDRAULIC TARAN, comprising an air cap, a supply pipe in communication with it with a discharge valve, a housing with a support seat and a shock valve installed therein, characterized in that the ram is further provided with a supply pipe with a pressure valve in communication with the air cover and a two-way curved lever with an axis rotation, the housing is made of a two-chamber, rectangular with two supporting saddles and culverts located with the possibility of communication with the supply pipes and separating each and them to the supply and discharge parts, and the axis of rotation of the lever is installed above the center of the body in the direction of flow, the shock valve is made in the form of two paired valves of tape elastic reinforced material, one ends of which are fixed to the body under the axis, and the other are connected to the ends of the lever with the possibility of alternately opening culverts.