RU209584U1

RU209584U1 - Water hammer device

Info

Publication number: RU209584U1
Application number: RU2021136724U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Макеев; Павел Николаевич Кузнецов
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-03-17

Abstract

Полезная модель относится к области гидродинамики, гидравлики и машиностроения, где может найти применение в устройствах различного назначения, использующих энергию гидравлического удара, а также к теплоснабжению, где может быть использована для создания импульсного режима движения жидкости применительно к интенсификации теплообмена в теплоэнергетических установках. Устройство для создания гидравлического удара, включающее корпус с закрепленным внутри стаканом и установленной на нем винтовой пружиной, закрытой с одной стороны заглушкой для образования герметичной полости и имеющей возможность растяжения под действием давления потока жидкости и открытия между витками спирального зазора для выхода жидкости, содержит седло, которое установлено в корпусе со стороны заглушки. Полезная модель позволяет повысить эффективность работы устройства за счет реализации возможности для генерации максимально полного гидравлического удара в движущейся жидкости. 1ил.The utility model relates to the field of hydrodynamics, hydraulics and mechanical engineering, where it can be used in devices for various purposes that use the energy of hydraulic shock, as well as to heat supply, where it can be used to create a pulsed mode of fluid movement in relation to the intensification of heat transfer in thermal power plants. A device for creating a hydraulic shock, including a body with a cup fixed inside and a helical spring mounted on it, closed on one side with a plug to form a sealed cavity and capable of stretching under the pressure of the fluid flow and opening between the turns of the spiral gap for the fluid outlet, contains a seat, which is installed in the housing from the side of the plug. The utility model makes it possible to increase the efficiency of the device by implementing the possibility of generating the most complete hydraulic shock in a moving fluid. 1ill.

Description

Полезная модель относится к области гидродинамики, гидравлики и машиностроения, где может найти применение в устройствах различного назначения, использующих энергию гидравлического удара, а также к теплоснабжению, где может быть использовано для создания импульсного режима движения жидкости применительно к интенсификации теплообмена в теплоэнергетических установках. The utility model relates to the field of hydrodynamics, hydraulics and mechanical engineering, where it can be used in devices for various purposes that use the energy of hydraulic shock, as well as to heat supply, where it can be used to create a pulsed mode of fluid movement in relation to the intensification of heat transfer in thermal power plants.

Известен гидродинамический пульсатор давления, включающий корпус с окнами, подпружиненный и перекрывающий окна элемент, установленный с возможностью перемещения и разделяющий области постоянного и пульсирующего давлений, с седлом и запорным органом. Подпружиненный перекрывающий элемент выполнен в виде втулки, установленной с возможностью контакта с седлом, запорный орган выполнен в виде подпружиненного поршня, размещенного внутри втулки, а корпус снабжен нижней крышкой, при этом надпоршневая полость сообщена с областью постоянного давления, а подпоршневая полость сообщена с областью пульсирующего давления через размещенные в нижней крышке корпуса демпфирующее отверстие и подпружиненный перепускной клапан, установленный с возможностью регулирования гидравлического сопротивления, жесткость пружины втулки выше жесткости пружины поршня, а внутренний диаметр седла выполнен меньше внутреннего диаметра втулки (RU 2212513, МПК E21B 28/00, опубл. 20.09.2003). Known hydrodynamic pressure pulsator, including a housing with windows, a spring-loaded and window-covering element mounted for movement and separating the area of constant and pulsating pressure, with a seat and a shut-off body. The spring-loaded closing element is made in the form of a bushing installed with the possibility of contact with the seat, the locking element is made in the form of a spring-loaded piston located inside the bushing, and the body is provided with a bottom cover, while the over-piston cavity is in communication with the constant pressure area, and the under-piston cavity is in communication with the pulsating pressure area. pressure through a damping hole and a spring-loaded bypass valve located in the bottom cover of the housing, installed with the possibility of adjusting the hydraulic resistance, the spring stiffness of the bushing is higher than the spring stiffness of the piston, and the inner diameter of the seat is smaller than the inner diameter of the bushing (RU 2212513, IPC E21B 28/00, publ. 20.09.2003).

Недостатком данного устройства является относительная сложность конструкции для создания колебательной циркуляции жидкости.The disadvantage of this device is the relative complexity of the design to create an oscillatory circulation of the liquid.

Известен ударный узел для создания импульсного режима движения жидкости, включающий корпус с двумя входными и выходным отверстиями, входные отверстия расположены оппозитно и выполнены соосно вдоль центрирующего штока, установленного в цилиндрическом корпусе с жестко закрепленными на его торцах ударными клапанами, расположенными над входными отверстиями. Центрирующий шток выполнен с тремя степенями свободы относительно корпуса, а в конструкцию дополнительно введены две направляющие втулки с седлом под ударный клапан, два стопорных кольца, две возвратные пружины и две конические пружины, причем каждый ударный клапан вставлен в направляющую втулку с седлом, установленным со стороны входных отверстий корпуса, закреплен с торца центрирующего штока и расположен между возвратной пружиной, закрепленной в направляющей втулке при помощи стопорного кольца, и конической пружиной, установленной во входном отверстии корпуса (RU 2558740, МПК F15В 21/12, опубл. 10.08.2015).Known shock assembly for creating a pulsed mode of fluid movement, including a housing with two inlets and outlets, the inlets are opposite and made coaxially along the centering rod installed in a cylindrical body with shock valves rigidly fixed on its ends, located above the inlets. The centering rod is made with three degrees of freedom relative to the body, and two guide bushings with a seat for the shock valve, two retaining rings, two return springs and two conical springs are additionally introduced into the design, each shock valve is inserted into the guide bush with a seat installed from the side housing inlet holes, fixed at the end of the centering rod and located between the return spring, fixed in the guide bushing with a retaining ring, and the conical spring installed in the housing inlet (RU 2558740, IPC F15В 21/12, publ. 10.08.2015).

Недостатком известного устройства является необходимость использования двух входов для попеременной генерации гидравлических ударов в них.A disadvantage of the known device is the need to use two inputs to alternately generate hydraulic shocks in them.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является гидравлический вибратор, содержащий корпус с закрепленным стаканом, который выполнен в виде винтовой пружины, закрытой с одной стороны заглушкой для образования герметичной полости и имеющей возможность растяжения под действием давления потока жидкости и открытия между витками спирального зазора для выхода жидкости (RU 2197598, МПК E21 B28/00, опубл. 27.01.2003). The closest technical solution in terms of essential features is a hydraulic vibrator containing a housing with a fixed cup, which is made in the form of a helical spring, closed on one side with a plug to form a sealed cavity and capable of stretching under the pressure of the fluid flow and opening between the turns of the spiral gap for liquid outlet (RU 2197598, IPC E21 B28/00, publ. 27.01.2003).

Среди недостатков известного устройства следует отметить отсутствие возможности создания полного гидравлического удара, поскольку пружина, обладая собственной податливостью на сжатие и действующая против направления потока жидкости, создает герметичную полость относительно медленно.Among the disadvantages of the known device, it should be noted the lack of the possibility of creating a full hydraulic shock, since the spring, having its own compressibility and acting against the direction of the fluid flow, creates a sealed cavity relatively slowly.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы устройства за счет реализации возможности для генерации максимально полного гидравлического удара в движущейся жидкости.The technical result consists in increasing the efficiency of the device by implementing the possibility of generating the most complete hydraulic shock in a moving fluid.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для создания гидравлического удара, включающее корпус с закрепленным внутри стаканом и установленной на нем винтовой пружиной, закрытой с одной стороны заглушкой для образования герметичной полости и имеющей возможность растяжения под действием давления потока жидкости и открытия между витками спирального зазора для выхода жидкости, содержит седло, которое установлено в корпусе со стороны заглушки. The technical result is achieved due to the fact that the device for creating a water hammer, including a body with a cup fixed inside and a helical spring mounted on it, closed on one side with a plug to form a sealed cavity and capable of stretching under the pressure of the fluid flow and opening between the turns of the spiral gap for fluid outlet, contains a seat, which is installed in the body from the side of the plug.

На чертеже представлена конструкция устройства для создания гидравлического удара. The drawing shows the design of the device for creating hydraulic shock.

Устройство для создания гидравлического удара включает корпус 1 с закрепленным внутри стаканом 2 и установленной на нем винтовой пружиной 3, закрытой с одной стороны заглушкой 4 для образования герметичной полости и имеющей возможность растяжения под действием давления потока жидкости и открытия между витками спирального зазора для выхода жидкости, седло 5, которое установлено в корпусе 1 со стороны заглушки 4. The device for creating a water hammer includes a body 1 with a cup 2 fixed inside and a helical spring 3 mounted on it, closed on one side by a plug 4 to form a sealed cavity and capable of stretching under the pressure of the fluid flow and opening between the coils of a spiral gap for the fluid to exit, saddle 5, which is installed in the body 1 from the side of the plug 4.

Устройство для создания гидравлического удара работает следующим образом. Сначала корпус 1 соединяют с подающим и отводящим трубопроводами (на чертеже не указаны) для обеспечения циркуляции через него рабочей среды – жидкости. При этом подающий трубопровод подключают со стороны стакана 2, а отводящий трубопровод – со стороны седла 5. После этого обеспечивают циркуляцию жидкости через корпус 1. Под действием избыточного давления жидкости в полости винтовой пружины 3 происходит ее растяжение, в результате чего между витками винтовой пружины 3 образуется увеличивающийся зазор для выхода жидкости во внутреннюю полость корпуса 1 с нарастающей скоростью. Таким образом, поток жидкости, стремящийся к выравниванию давления внутри и снаружи винтовой пружины 3, обеспечивает перемещение заглушки 4 к седлу 5. В тот момент, когда растянутая винтовая пружина 3, касается заглушкой 4 седла 5 и резко перекрывает выход потоку жидкости, возникает гидравлический удар. Сгенерированная таким образом положительная волна гидроудара распространяется в сторону подводящего трубопровода (на чертеже не указан), где ее энергия используется в зависимости от области и назначения технического решения. В результате этого в столбе жидкости возникает гидравлический удар. После того, как положительная волна гидроудара сменится на отрицательную, заглушка 4 винтовой пружины 3 откроет проходное сечение седла 5 корпуса 1 и процесс последующей генерации гидроудара повторится в описанной выше последовательности. The device for creating hydraulic shock works as follows. First, the housing 1 is connected to the supply and discharge pipelines (not shown in the drawing) to ensure the circulation of the working medium through it - the liquid. In this case, the supply pipeline is connected from the side of the cup 2, and the discharge pipeline is connected from the side of the saddle 5. After that, the liquid is circulated through the housing 1. Under the action of excess pressure of the liquid in the cavity of the helical spring 3, it is stretched, as a result of which between the coils of the helical spring 3 an increasing gap is formed for the exit of liquid into the internal cavity of the housing 1 with increasing speed. Thus, the fluid flow, tending to equalize the pressure inside and outside the helical spring 3, ensures the movement of the plug 4 to the seat 5. At the moment when the stretched helical spring 3 touches the seat 5 with the plug 4 and abruptly blocks the outlet to the fluid flow, a water hammer occurs. . The positive water hammer wave generated in this way propagates towards the supply pipeline (not shown in the drawing), where its energy is used depending on the area and purpose of the technical solution. As a result, a hydraulic shock occurs in the liquid column. After the positive water hammer wave changes to a negative one, the plug 4 of the helical spring 3 will open the passage section of the seat 5 of the body 1 and the process of subsequent generation of the water hammer will be repeated in the sequence described above.

В результате использования предлагаемого технического решения в самоподдерживающемся режиме обеспечивается максимально полная генерация гидравлического удара в жидкости, энергия которого может быть использована для различных целей в зависимости от области применения предлагаемого устройства As a result of using the proposed technical solution in a self-sustaining mode, the most complete generation of hydraulic shock in a liquid is provided, the energy of which can be used for various purposes, depending on the field of application of the proposed device.

Claims

A device for creating a hydraulic shock, including a body with a cup fixed inside and a helical spring mounted on it, closed on one side with a plug to form a sealed cavity and capable of stretching under the pressure of the fluid flow and opening between the coils of a spiral gap for the fluid to exit, characterized in that what contains seat, which is installed in the body from the side of the plug.