RU2187035C2

RU2187035C2 - Apparatus for suppressing liquid pulsations at cyclic operation of hydraulic system

Info

Publication number: RU2187035C2
Application number: RU2000118503A
Authority: RU
Inventors: А.И. Ходырев
Original assignee: Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: suppression of liquid pulsations at periodical operation of hydraulic system. SUBSTANCE: apparatus includes cylindrical housing with adaptor for inlet-outlet of liquid and hollow piston arranged in said housing. Apparatus also includes piston in the form of float and intermediate vessel connected with above mentioned adaptor, having unions for inlet-outlet of liquid and for joining with pressure pipeline. Cylindrical housing is in the form of vertically arranged branch pipe with closed upper end. Along height of said branch pipe two sleeves are arranged. Height of low sleeve is no less than height of float and its inner diameter is more than that of upper sleeve. Sleeves are mounted with gap relative to float being in idle position. On end of vertically arranged branch pipe there is seat for float having ducts for communicating cavity of intermediate vessel through adaptor for inlet-outlet of liquid with cavity of vertically arranged branch pipe. EFFECT: enhanced operational reliability of apparatus. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гасителям пульсаций жидкости и может быть применено в нефтяной, газовой и других областях промышленности. The invention relates to dampers of liquid pulsations and can be applied in the oil, gas and other industries.

Известно устройство для сглаживания пульсаций давления жидкости, выполненное в виде корпуса, разделенного на газовую и жидкостную полости поршнем с уплотнением (Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. - М.: Машиностроение, 1971, с. 113, рис.47б.). A device for smoothing pulsations of fluid pressure, made in the form of a housing divided into a gas and a liquid cavity by a piston with a seal (Bashta, T.M. Engineering Hydraulics. - M.: Engineering, 1971, p. 113, Fig. 47b.).

Недостатками известного устройства являются большая инерционность поршня и малое рабочее давление газа в газовой полости. The disadvantages of the known device are the large inertia of the piston and the low working pressure of the gas in the gas cavity.

Также известно устройство, выполненное в виде цилиндра с двойными стенками, внутри которого размещен поршень, разделяющий газовую и жидкостную полости, имеющее штуцер для закачки воздуха в газовую полость (патент США 3004561, 138-31, 1961). Also known is a device made in the form of a cylinder with double walls, inside of which a piston is placed separating the gas and liquid cavities, having a fitting for pumping air into the gas cavity (US patent 3004561, 138-31, 1961).

Недостатками известного устройства являются накапливание жидкости внутри газовой полости при ее возможном проникновении туда через уплотнение поршня, а также большая масса поршня вследствие необходимости выполнения его с толстыми стенками, выдерживающими давление газа при отсутствии давления в гидросистеме. The disadvantages of the known device are the accumulation of fluid inside the gas cavity during its possible penetration there through the piston seal, as well as the large mass of the piston due to the need to perform it with thick walls that can withstand gas pressure in the absence of pressure in the hydraulic system.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство, представляющее собой цилиндр, где газовая и жидкостная полости разделены полым поршнем с уплотнением. Нижняя часть поршня выполнена в виде полусферы с посадочным конусом, а на боковой поверхности имеется выточка для уменьшения трения поршня о стенки цилиндра (патент США 3613734, 138-31, 1971). Of the known devices, the closest to the proposed device is a cylinder, where the gas and liquid cavities are separated by a hollow piston with a seal. The lower part of the piston is made in the form of a hemisphere with a landing cone, and on the side surface there is a recess to reduce the friction of the piston against the cylinder walls (US patent 3613734, 138-31, 1971).

Недостаток известного устройства состоит в необходимости предварительной закачки газа в надпоршневую газовую полость и невозможности удаления жидкости из полого поршня при ее возможном попадании внутрь в процессе возвратно-поступательных движений, что снижает надежность работы устройства, а также большая масса поршня, который должен иметь толстые стенки, чтобы не подвернуться смятию при отсутствии давления в гидросистеме. A disadvantage of the known device is the need for preliminary injection of gas into the supra-piston gas cavity and the inability to remove fluid from the hollow piston when it is possibly ingested during reciprocating movements, which reduces the reliability of the device, as well as the large mass of the piston, which must have thick walls, so as not to collapse in the absence of pressure in the hydraulic system.

В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для гашения пульсаций жидкости, конструктивные особенности узлов которого позволили бы уменьшить инерционность, увеличить рабочее давление без предварительной закачки газа и повысить надежность за счет обеспечения удаления жидкости из газовой среды. The basis of the present invention is the creation of a device for damping liquid pulsations, the design features of the nodes of which would reduce inertia, increase the working pressure without preliminary gas injection and increase reliability by ensuring the removal of liquid from the gaseous medium.

Поставленная задача решается тем, что устройство для гашения пульсаций жидкости, содержащее цилиндрический корпус с переходником для входа-выхода жидкости и размещенным в нем полым поршнем, согласно изобретению снабжено подключенной к переходнику для входа-выхода жидкости промежуточной емкостью со штуцерами для входа и выхода жидкости и для подсоединения к напорному трубопроводу, поршень выполнен в виде поплавка, а цилиндрический корпус в виде вертикально установленного патрубка с заглушенным верхним торцом, по высоте которого установлены две втулки, нижняя из которых выполнена высотой не менее высоты поплавка и с внутренним диаметром, большим внутреннего диаметра верхней втулки, с образованием зазора с поплавком в его нерабочем положении, при этом на нижнем конце вертикально установленного патрубка размещено седло для поплавка с каналами, сообщающими через переходник для входа-выхода жидкости полость промежуточной емкости с полостью вертикально установленного патрубка, а через отверстие в верхнем днище поплавка в его полость пропущена газовая трубка со скошенным нижним концом. The problem is solved in that the device for damping fluid pulsations, comprising a cylindrical body with an adapter for fluid inlet and outlet and a hollow piston housed in it, according to the invention is equipped with an intermediate tank connected to the fluid inlet / outlet adapter with fittings for fluid inlet and outlet and for connecting to the pressure pipe, the piston is made in the form of a float, and the cylindrical body in the form of a vertically mounted nozzle with a damped upper end, the height of which is installed two sleeves are inserted, the lower of which is made not less than the height of the float and with an inner diameter larger than the inner diameter of the upper sleeve, with a gap with the float in its idle position, with a saddle for the float with channels communicating at the lower end of the vertically mounted nozzle through the adapter for the inlet-outlet of the liquid, the cavity of the intermediate tank with the cavity of the vertically mounted pipe, and through the hole in the upper bottom of the float a gas pipe with a beveled tube is passed into its cavity m lower end.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.

Устройство для гашения пульсаций жидкости при периодической работе гидросистемы включает вертикально установленный патрубок (1) с заглушенным верхним торцом (2), к которому через переходник для входа-выхода жидкости (3) подключена промежуточная емкость (4) со штуцером для входа и выхода жидкости (5) и штуцером для подсоединения к напорному трубопроводу (6). Вертикально установленный патрубок (1) имеет нижнюю втулку (7) и верхнюю втулку (8), при этом высота нижней втулки (7) должна быть не меньше высоты поплавка (9), а внутренний диаметр нижней втулки (7) должен быть больше внутреннего диаметра верхней втулки (8). Такое взаимное построение обеспечивает зазор (10) между нижней втулкой (7) и поплавком (9) в его нерабочем положении и скольжение между верхней втулкой (8) и поплавком (9) в процессе сжатия газовой фазы. На нижнем конце вертикально установленного патрубка (1) помещено седло (11) для поплавка (9) с каналами (12), а через верхнее днище поплавка (9) пропущена газовая трубка (13) со скошенным нижним концом (14). A device for damping fluid pulsations during periodic operation of the hydraulic system includes a vertically mounted pipe (1) with a damped upper end (2), to which an intermediate tank (4) with a fitting for fluid inlet and outlet is connected through an adapter for fluid inlet-outlet (3) ( 5) and a fitting for connecting to the pressure pipe (6). A vertically mounted pipe (1) has a lower sleeve (7) and an upper sleeve (8), while the height of the lower sleeve (7) must be no less than the height of the float (9), and the inner diameter of the lower sleeve (7) must be larger than the internal diameter upper sleeve (8). Such a mutual construction provides a gap (10) between the lower sleeve (7) and the float (9) in its idle position and slip between the upper sleeve (8) and the float (9) during compression of the gas phase. A saddle (11) for a float (9) with channels (12) is placed at the lower end of a vertically mounted nozzle (1), and a gas pipe (13) with a beveled lower end (14) is passed through the upper bottom of the float (9).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

После запуска насоса в промежуточную емкость (4) начинает поступать жидкость, вытесняя газовую фазу в вертикально установленный патрубок (1) через каналы (12) в седле (11) и зазор (10), образованный между поплавком (9) и нижней втулкой (7). Таким образом, осуществляется закачка газа в надпоплавковую область. После того как жидкость достигнет поплавка (9), он всплывет и переместится в зону верхней втулки (8), где зазора нет, разделив при этом газ и жидкость. After starting the pump, liquid begins to flow into the intermediate tank (4), displacing the gas phase into the vertically mounted pipe (1) through the channels (12) in the seat (11) and the gap (10) formed between the float (9) and the lower sleeve (7) ) Thus, gas is injected into the super float area. After the liquid reaches the float (9), it will pop up and move to the area of the upper sleeve (8), where there is no gap, while separating the gas and the liquid.

При выходе устройства на рабочий режим поплавок (9) производит возвратно-поступательное движение в зоне верхней втулки (8), изменяя объем и давление газа над поплавком (9), уменьшая амплитуду колебаний давления в гидросистеме. Во время работы насоса снизу поплавка (9) создается высокое давление, что может привести к его деформации. Во избежание этого через верхнее днище поплавка (9) пропущена газовая трубка (13) со скошенным нижним концом (14), через которую газ поступает внутрь поплавка (9). При отключении насоса давление под поплавком (9) падает, газ, находящийся в верхней части вертикально установленного патрубка (1), расширяется, и поплавок (9) движется вниз, вытесняя жидкость через каналы (12) и переходник для входа-выхода жидкости (3) в промежуточную емкость (4). Расширяется и газ, находящийся внутри поплавка (9), что приводит к удалению через газовую трубку (13) жидкости в случае ее проникновения внутрь поплавка (9). When the device enters the operating mode, the float (9) reciprocates in the area of the upper sleeve (8), changing the volume and pressure of the gas above the float (9), reducing the amplitude of the pressure fluctuations in the hydraulic system. During operation of the pump, a high pressure is created from the bottom of the float (9), which can lead to its deformation. To avoid this, a gas pipe (13) with a beveled lower end (14) is passed through the upper bottom of the float (9), through which gas flows into the float (9). When the pump is turned off, the pressure under the float (9) drops, the gas located in the upper part of the vertically mounted nozzle (1) expands, and the float (9) moves downward, displacing the liquid through the channels (12) and the adapter for liquid inlet-outlet (3) ) to the intermediate tank (4). The gas inside the float (9) also expands, which leads to the removal of liquid through the gas tube (13) if it penetrates inside the float (9).

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить инерционность, устранить необходимость предварительной закачки газа в надпоршневую газовую полость и обеспечить удаление жидкости из полости поплавка. The proposed device can reduce the inertia, eliminate the need for preliminary injection of gas into the supra-piston gas cavity and ensure the removal of fluid from the cavity of the float.

Claims

A device for damping fluid pulsations during periodic operation of the hydraulic system, comprising a cylindrical body with an adapter for fluid inlet and outlet and a hollow piston located in it, characterized in that it is equipped with an intermediate tank connected to the fluid inlet / outlet adapter with fittings for fluid inlet and outlet and for connecting to a pressure pipe, a piston made in the form of a float, and a cylindrical body - in the form of a vertically mounted pipe with a muffled upper end, the height of which two sleeves are installed, the lower of which is made not less than the height of the float and with an inner diameter greater than the inner diameter of the upper sleeve, with a gap with the float in its inoperative position, while a saddle for the float with channels is placed at the lower end of the vertically mounted nozzle, a cavity of an intermediate tank with a cavity of a vertically mounted nozzle communicating through an adapter for liquid inlet-outlet, and a gas tube is passed through a hole in the upper bottom of the float into its cavity with o beveled lower end.