RU2062940C1

RU2062940C1 - Pressure pulse damper

Info

Publication number: RU2062940C1
Application number: RU93049376A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Григорьев; М.В. Рябуха
Original assignee: Военно-морская академия им.адм.Флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: pipe line engineering. SUBSTANCE: perforated insert 1 is conical. The diameter of the perforation holes is decreased from the inlet to the outlet. Spacers 3 made of a silencing material are interposed between springs 4 and flange 2 on both of its sides. The damper is provided with plunger 8 and additional bearing ring 14. Supporting rings 6,14 abut against housing 13. Guides 5 are secured between rings 6 and 14. Housing 13 is provided with passageways wherein plunger 8 passing through seals 9 are received. One end of plungers abuts against pressing ring 7. The other end abuts against adjusting screw 11 with lock nuts 12. Perforated insert 1, supporting and pressing rings 6,14, and 7, guides 5, springs 4, and spacers 3 are mounted inside a common cell. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам для гашения пульсаций или вибраций в жидкостях и газах, и может быть использовано в гидравлических, паровых и газовых системах. The invention relates to the field of mechanical engineering, and more particularly to devices for damping pulsations or vibrations in liquids and gases, and can be used in hydraulic, steam and gas systems.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство гашения пульсаций давления, содержащее перфорированную вставку, размещенную в корпусе, опирающуюся своим фланцем на упругие элементы в виде пружин, расположенные по обе стороны фланца и перемещающиеся по направляющим между опорным и прижимным кольцами, и регулировочные винты (1). Гашение шума осуществляется
на инерционном и активном сопротивлениях перфорации вставки;
на упругом сопротивлении демпферов.The closest in technical essence to the invention is a device for damping pressure pulsations, containing a perforated insert placed in the housing, resting its flange on elastic elements in the form of springs located on both sides of the flange and moving along the guides between the support and pressure rings, and adjusting screws ( 1). Noise cancellation
on inertial and active resistance of the perforation of the insert;
on the elastic resistance of dampers.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно имеет практически постоянную частотную область наибольшей эффективности гашения шума и не может перестраиваться на другой диапазон частот в случае изменения частот возмущающих интенсивных пульсаций давления рабочей среды. Данное устройство обеспечивает максимальный шумозаглушающий эффект в частотном диапазоне, определяемом инерционным и жесткостными характеристиками колебательной системы "перфорированная конусная вставка упругие демпферы". A disadvantage of the known device is that it has a practically constant frequency region of the highest noise suppression efficiency and cannot be tuned to a different frequency range in case of changing frequencies of disturbing intense pressure pulsations of the working medium. This device provides the maximum sound-damping effect in the frequency range determined by the inertial and stiffness characteristics of the “perforated conical insert elastic dampers” oscillatory system.

Изобретение направлено на решение следующих задач:
повышение эффективности применения устройства;
увеличение надежности работы устройства;
расширение области использования устройства;
упрощение эксплуатации устройства в гидравлических, паровых и газовых системах.The invention is aimed at solving the following problems:
improving the efficiency of the device;
increase the reliability of the device;
expanding the scope of use of the device;
simplification of the operation of the device in hydraulic, steam and gas systems.

Решение указанных задач достигается тем, что перфорированная вставка выполнена конусной, а диаметр ее отверстий уменьшающимся от входа к выходу, между пружинами и фланцем с обеих его сторон установлены прокладки из шумопоглощающего материала, гаситель снабжен толкателями и дополнительным опорным кольцом, опорные кольца установлены с упором в корпус, и направляющие закреплены между последними, в корпусе выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения толкатели, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо, а другим в регулировочные винты с навинченными на них контргайками, при этом перфорированная вставка, опорные и прижимные кольца, направляющие, пружины и прокладки собраны в единую кассету. The solution of these problems is achieved by the fact that the perforated insert is made conical, and the diameter of its holes decreases from entrance to exit, gaskets made of sound-absorbing material are installed between the springs and the flange on both sides, the damper is equipped with pushers and an additional support ring, the support rings are installed with an emphasis in the casing and the guides are fixed between the latter, channels are made in the casing, and in the additional support ring holes, in which pushers passed through the seals are installed, are one Tzom abutting a thrust ring and another in the adjusting screws screwed with lock nuts on them, wherein the apertured insert, the supporting and clamping rings, guides, springs and spacers are assembled into a single cassette.

Для уменьшения гидродинамического (аэродинамического или газодинамического) сопротивления данного устройства, площадь перфорации конусной вставки должна быть не менее площади поперечного сечения входного (выходного) участка. To reduce the hydrodynamic (aerodynamic or gasdynamic) resistance of this device, the perforation area of the cone insert should be not less than the cross-sectional area of the input (output) section.

Линейные размеры этого гасителя пульсаций давления (l) должны выбираться из условия соотношения с длиной волны генерируемых колебаний рабочей среды (λ), таким образом, чтобы выполнялось соотношение
l > 1/4λ
При использовании такой конструкции гаситель пульсаций давления имеет
1) большую эффективность работы за счет
более развитой степени перфорации, что позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания шума в высокочастотные;
возможности настраивать конструкцию гасителя на подавление гидродинамического (пародинамического или газодинамического) шума конкретной частоты путем изменения настройки собственной частоты;
плавного безразборного расширения частотного диапазона эффективной работы гасителя на величину не менее двух октав;
2) имеет расширенную область применения за счет
использования гасителя в любых гидравлических (паровых или газовых) средах, в том числе и агрессивных;
расширения области подавления резонансов колебаний рабочей среды;
использования гасителя в гидравлических (паровых или газовых) системах с неограниченным внутренним (внешним) статическим давлением.The linear dimensions of this pressure pulsation dampener (l) should be selected from the condition of the relation to the wavelength of the generated oscillations of the working medium (λ), so that the relation
l> 1 / 4λ
When using this design, the pressure pulsation damper has
1) greater work efficiency due to
a more developed degree of perforation, which allows you to destroy large eddies, translating low-frequency noise vibrations into high-frequency ones;
the ability to configure the damper design to suppress hydrodynamic (parodydynamic or gasdynamic) noise of a specific frequency by changing the setting of the natural frequency;
smooth in-place extension of the frequency range of the effective operation of the damper by at least two octaves;
2) has an extended scope due to
the use of a damper in any hydraulic (steam or gas) environment, including aggressive ones;
expanding the area of suppression of resonances of vibrations of the working medium;
the use of a damper in hydraulic (steam or gas) systems with unlimited internal (external) static pressure.

Повышение надежности и улучшение эксплуатационных качеств гасителя достигается
безразборным регулированием жесткости конструкции гасителя;
кассетным исполнением основного упруго-инерционного элемента;
возможностью оперативной замены кассетного элемента в условиях эксплуатации.Improving the reliability and improving the performance of the damper is achieved
CIP adjustment of damper design rigidity;
cassette execution of the main elastic-inertial element;
the ability to quickly replace the cartridge element in operating conditions.

На фиг. 1 изображен гаситель пульсаций давления в напорных и сливных трубопроводах. In FIG. 1 shows a pressure pulsation dampener in pressure and discharge pipelines.

На фиг.2 основной упруго-инерционный элемент, выполненный в виде кассеты. In Fig.2, the main elastic-inertial element made in the form of a cartridge.

На фиг.3 сечение А-А на фиг. 2. FIG. 3, section AA in FIG. 2.

На фиг.4 сечение Б-Б на фиг. 2. 4, section BB in FIG. 2.

Гаситель пульсаций давления состоит из (фиг.1) установленной в разборном корпусе 13 с входом и выходом перфорированной конусной вставки 1 с уменьшающимся диаметром отверстий от ее входа к выходу, опирающейся своим фланцем 2 через установленные на нем с обеих сторон прокладки 3 из шумопоглощающего материала на упругие элементы в виде пружин 4, расположенных по обе стороны фланца 2 и перемещающихся по направляющим 5 между опорным и прижимным кольцами 6, 7. Гаситель снабжен толкателями 8 и дополнительным опорным кольцом 14, опорные кольца 6 и 14 установлены с упором в корпус 13, и направляющие 5 закреплены между последними. В корпусе 13 выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце 14 отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения 9 толкатели 8, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо 7, а другим в регулировочные винты 11 с навинченными на них контргайками 12. Перфорированная вставка 1, опорные и прижимные кольца 6, 14, 7, направляющие 5, пружины 4 и прокладки 3 собраны в единую кассету (фиг.2), а корпус 13 имеет прочное исполнение. The pressure pulsation damper consists of (Fig. 1) installed in a collapsible housing 13 with the inlet and outlet of a perforated conical insert 1 with a decreasing hole diameter from its inlet to the outlet, supported by its flange 2 through gasket 3 made of noise-absorbing material installed on both sides of it elastic elements in the form of springs 4 located on both sides of the flange 2 and moving along the guides 5 between the support and pressure rings 6, 7. The damper is equipped with pushers 8 and an additional support ring 14, the support rings 6 and 14 are installed oval with an emphasis in the housing 13, and the guides 5 are fixed between the latter. The channels 13 are made in the housing 13, and in the additional support ring 14 there are openings in which pushers 8, passed through the seals 9, are installed, abutting against the pressure ring 7 at one end and the adjusting screws 11 with lock nuts screwed onto them 12. Perforated insert 1, supporting and clamping rings 6, 14, 7, guides 5, springs 4 and gaskets 3 are assembled in a single cassette (figure 2), and the housing 13 has a durable design.

Гаситель пульсаций гидродинамического (пародинамического или газодинамического) давления в трубопроводах работает следующим образом. The pulsation damper of hydrodynamic (parodynamic or gasdynamic) pressure in pipelines works as follows.

По рабочей среде распространяются пульсации давления (звуковые волны) некоторой частоты и амплитуды. Звуковая волна проникает в корпус 13 гасителя через входной патрубок, перфорированная конусная вставка 1, упруго связанная с демпфирующими пружинами 4 и возбуждаемая энергией звуковой волны некоторой частоты, начинает совершать колебательные движения вдоль оси корпуса 13 гасителя. При этом происходит перераспределение энергии колебаний более низкого диапазона частот в более высокий, причем подавление колебаний будет максимально в случае совпадений частоты интенсивных звуковых колебаний среды с частотой резонансных колебаний колебательной системы "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4". Эффект диссипации достигается более развитой степенью перфорации конуса вставки 1, что позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания в высокочастотные. Pressure pulsations (sound waves) of a certain frequency and amplitude propagate through the working medium. A sound wave penetrates the damper body 13 through the inlet pipe, a perforated conical insert 1, elastically connected with damping springs 4 and excited by the energy of a sound wave of a certain frequency, begins to oscillate along the axis of the damper body 13. In this case, the energy of vibrations of the lower frequency range is redistributed to the higher one, and the suppression of the oscillations will be maximum if the frequency of the intense sound vibrations of the medium coincides with the frequency of the resonant vibrations of the vibrating system "perforated conical insert 1 elastic dampers 4". The dissipation effect is achieved by a more developed degree of perforation of the cone of insert 1, which allows the destruction of large eddies, translating low-frequency vibrations into high-frequency ones.

В случае изменения частоты интенсивных звуковых колебаний среды (изменения режима работы нагнетающей системы) колебательная система "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4" будет совершать колебания на частоте, отличной от ее резонансной, вследствие чего эффективность снижения шума гасителя снижается. При поджатии регулировочными винтами 11 прижимного кольца 7 кассеты упругие демпферы 4 деформируются, вследствие чего увеличивается их жесткость и, соответственно, частота колебаний колебательной системы "перфорированная конусная вставка 1 упругие демпферы 4". При достижении значения собственной частоты колебаний этой колебательной системы значения частоты интенсивных возмущающих звуковых колебаний возникают резонансные колебания и эффективность гашения шума гасителя становится максимальной. В случае ослабления поджатия упругих демпферов 4 вывинчиванием регулировочных винтов 11 жесткость упругих демпферов 4 уменьшается, и диапазон наибольшей эффективности гашения шума гасителем смещается в сторону более низких частот. После завершения частотной настройки работы гасителя через выходной патрубок излучается звуковая волна уменьшенной амплитуды, и во избежание его расстройки регулировочные винты 11 фиксируются от самопроизвольного проворачивания контргайками 12. ЫЫЫ2 In the event of a change in the frequency of intense sound vibrations of the medium (change in the operating mode of the pumping system), the "perforated cone insert 1 elastic dampers 4" oscillation system will oscillate at a frequency other than its resonant frequency, as a result of which the attenuation noise reduction efficiency is reduced. When the adjusting screws 11 tighten the clamping ring 7 of the cartridge, the elastic dampers 4 are deformed, thereby increasing their rigidity and, accordingly, the oscillation frequency of the oscillating system "perforated conical insert 1 elastic dampers 4". When the value of the natural frequency of oscillations of this oscillatory system is reached, the frequency of intense perturbing sound vibrations occurs, resonant oscillations occur and the damping efficiency of the damper becomes maximum. In the case of weakening the preload of the elastic dampers 4 by unscrewing the adjusting screws 11, the stiffness of the elastic dampers 4 decreases, and the range of the highest noise suppression efficiency by the damper shifts to lower frequencies. After the frequency adjustment of the damper’s operation is completed, a sound wave of reduced amplitude is emitted through the outlet pipe, and to prevent its detuning, the adjusting screws 11 are fixed from spontaneous turning with the lock nuts 12. WL2

Claims

A pressure pulsation damper comprising a perforated insert installed in a collapsible housing with inlet and outlet, resting on its flange on elastic elements in the form of springs located on both sides of the flange and moving along the guides between the support and pressure rings, and adjusting screws, characterized in that the perforated the insert is made conical, and the diameter of its holes decreases from entrance to exit, between the springs and the flange on both sides there are gaskets made of sound-absorbing material, a snuff absorber It is equipped with pushers and an additional support ring, the support rings are mounted abutting in the housing, the guides are fixed between the latter, the channels are made in the housing, and in the additional support ring are openings in which the pushers passed through the seals are installed, abutting against the pressure ring at one end and the other at adjusting screws with locknuts screwed on them, while the perforated insert, support and pressure rings, guides, springs and gaskets are assembled in a single cassette.