RU2258172C1 - Pressure stabilizer - Google Patents
Pressure stabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258172C1 RU2258172C1 RU2004108094/06A RU2004108094A RU2258172C1 RU 2258172 C1 RU2258172 C1 RU 2258172C1 RU 2004108094/06 A RU2004108094/06 A RU 2004108094/06A RU 2004108094 A RU2004108094 A RU 2004108094A RU 2258172 C1 RU2258172 C1 RU 2258172C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- disk
- cylindrical
- separating member
- central
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам пневмогидравлической техники и может быть использовано в нефте- и газодобывающей, химической промышленности для гашения колебаний давления в напорных трубопроводах при перекачивании рабочей среды насосно-компрессорными системами, устранения гидроударов, возникающих при закрытии клапанов и задвижек.The invention relates to means of pneumohydraulic technology and can be used in the oil and gas, chemical industries for damping pressure fluctuations in pressure pipelines when pumping a working medium by pump-compressor systems, to eliminate water hammering that occurs when closing valves and gate valves.
Известны устройства, предназначенные для уменьшения интенсивности гидроударов и пульсации давления рабочей среды в трубах, в частности для предотвращения аварийных ситуаций в резонансных частотах. Наибольшая эффективность присуща стабилизаторам давления, принцип работы которых основан на изменении параметров трубопроводной системы (податливости, приведенного гидравлического сопротивления), а гашение колебаний происходит за счет диссипации энергии на равномерно распределенной по длине стабилизатора перфорации и за счет податливости вспомогательных камер, стенки которых выполнены из упругого материала. RU 2133903 С1, (НИТИ)Б, 27.07.1999.Known devices designed to reduce the intensity of water hammer and pressure pulsation of the working medium in the pipes, in particular to prevent accidents at resonant frequencies. The greatest efficiency is inherent in pressure stabilizers, the principle of operation of which is based on changing the parameters of the piping system (flexibility, reduced hydraulic resistance), and the damping of vibrations occurs due to energy dissipation on the perforation uniformly distributed along the stabilizer length and due to the flexibility of auxiliary chambers, the walls of which are made of elastic material. RU 2133903 C1, (NITI) B, 07.27.1999.
Недостатком этих устройств является их ограниченная эффективность гашения гидроудара, что обусловлено особенностями конструктивного исполнения, в частности инерционностью гидравлического тракта, сообщающего демпфирующие элементы с трубопроводной системой, а также большие габариты этих устройств.The disadvantage of these devices is their limited efficiency of damping hydraulic shock, which is due to the peculiarities of the design, in particular the inertia of the hydraulic path, which communicates the damping elements with the pipeline system, as well as the large dimensions of these devices.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа стабилизатор давления, содержащий корпус, охватывающий с образованием полости соосный с ним центральный трубопровод с поясами перфорационных отверстий, установленный в присоединительных муфтах, закрепленных по торцам корпуса, и сообщенный через них с напорной магистралью, расположенные коаксиально в полости, последовательно от внутренней поверхности корпуса к наружной поверхности центрального трубопровода, демпфирующий элемент из пористой резины, упругую мембрану, выполненную в виде цилиндрических секций пружин спиралевидного типа, и охватываемый упругой мембраной разделительный элемент в виде трубки из эластичного материала, и устройство герметизации разделительного элемента в присоединительных муфтах. RU 2083910 С1, (НГДУ «ЧЕКМАГУШНЕФТЬ» ПО «БАШНЕФТЬ»), 10.07.1997.The closest in technical essence to the claimed device is a pressure stabilizer selected as a prototype, comprising a housing, covering with the formation of a cavity a central pipeline coaxial with it with belts of perforation holes, mounted in connecting couplings fixed at the ends of the housing, and communicated through them to the pressure line located coaxially in the cavity, sequentially from the inner surface of the housing to the outer surface of the Central pipeline, damping element nt made of porous rubber, an elastic membrane made in the form of cylindrical sections of coil springs, and a separating element enclosed by an elastic membrane in the form of a tube of elastic material, and a sealing device for the separating element in the connecting couplings. RU 2083910 C1, (NGDU CHEKMAGUSHNEFT FOR BASHNEFT), 07/10/1997.
Недостатком такого устройства является низкая надежность работы устройства при высоких давлениях в напорной магистрали и большой цикличности нагружения, особенно узла герметизации разделительного элемента из-за наличия выступов на наружной поверхности центрального трубопровода, приводящих к потере герметичности трубки. Указанных средств оказывается недостаточно для герметизации разделительного элемента в корпусе стабилизатора с высоким уровнем давления, особенно в местах контакта его с выступами. Кроме того, такое соединение не выдерживает большого крутящего момента и изгибающего усилия, возникающего в процессе работы секций спиральных пружин.The disadvantage of this device is the low reliability of the device at high pressures in the pressure line and the high cyclic loading, especially the sealing unit of the separation element due to the protrusions on the outer surface of the central pipeline, leading to a loss of tightness of the tube. These means are not enough to seal the separation element in the housing of the stabilizer with a high level of pressure, especially in places of contact with protrusions. In addition, this connection does not withstand large torque and bending forces that occur during the operation of the coil spring sections.
Задача изобретения заключается в том, чтобы создать более надежное устройство для герметизации разделительного элемента в корпусе стабилизатора при гораздо большей цикличности нагружения, а также задачей является повышение эффективности функционирования устройства путем расширения диапазона рабочих давлений, амплитуд гасимых колебаний давления.The objective of the invention is to create a more reliable device for sealing the separation element in the stabilizer body with a much greater cyclic loading, and the task is to increase the efficiency of the device by expanding the range of operating pressures, amplitudes of damped pressure fluctuations.
Поставленная задача решается таким образом, что в стабилизаторе давления, содержащем корпус, охватывающий с образованием полости соосный с ним центральный трубопровод с поясами перфорационных отверстий, установленный в присоединительных муфтах, закрепленных по торцам корпуса, и сообщенный через них с напорной магистралью, расположенные коаксиально в полости, последовательно от внутренней поверхности корпуса к наружной поверхности центрального трубопровода, демпфирующий элемент из пористой резины, упругую мембрану, выполненную в виде цилиндрических секций пружин спиралевидного типа, и охватываемый мембраной разделительный элемент в виде трубки из эластичного материала, и устройство герметизации разделительного элемента в присоединительных муфтах, демпфирующий элемент выполнен в виде колец, последовательно установленных в осевом направлении и с зазором относительно внутренней поверхности корпуса, упругая мембрана выполнена с возможностью охвата разделительного элемента с образованием при этом зазора между внутренней поверхностью последнего и гладкой наружной поверхностью центрального трубопровода, присоединительные муфты выполнены в виде стакана со штуцером, расположенным в центральной части диска, на внутренней цилиндрической поверхности стакана выполнена резьба для соединения с ответной резьбой на наружной поверхности корпуса, заканчивающаяся на торцевой поверхности диска канавкой под уплотнение, а устройство герметизации разделительного элемента выполнено в виде фланца, имеющего диск с отверстиями и втулку, с наружной цилиндрической поверхностью у диска, переходящей в коническую, и обжимающего торцевые концы разделительного элемента с помощью зажимных винтов фиксирующего кольца, имеющего внутреннюю поверхность у одного торца цилиндрическую переходящую в коническую, при этом вершина конуса направлена к другому торцу и его угол конуса при вершине на 3-5 градусов больше угла конуса при вершине втулки, причем внутренний диаметр кольца меньше наружного диаметра цилиндрической части втулки, при этом втулка своей внутренней цилиндрической поверхностью установлена на штуцере муфты с возможностью уплотнения.The problem is solved in such a way that in the pressure stabilizer containing the housing, covering with the formation of a cavity, a central pipe coaxial with it with belts of perforation holes installed in the connecting couplings, fixed at the ends of the housing, and communicated through them with the pressure line, located coaxially in the cavity sequentially from the inner surface of the housing to the outer surface of the Central pipeline, a damping element made of porous rubber, an elastic membrane made in e of cylindrical sections of springs of a spiral type, and a separation element covered by a membrane in the form of a tube made of elastic material, and a sealing device for the separation element in the connecting couplings, the damping element is made in the form of rings sequentially installed in the axial direction and with a gap relative to the inner surface of the housing, an elastic membrane made with the possibility of covering the separation element with the formation of a gap between the inner surface of the latter and the smooth outer on the inner surface of the pipeline, the connecting couplings are made in the form of a cup with a fitting located in the central part of the disk, a thread is made on the inner cylindrical surface of the glass for connecting with a mating thread on the outer surface of the housing, ending on the end surface of the disk with a groove under the seal, and the isolation sealing device the element is made in the form of a flange having a disk with holes and a sleeve, with the outer cylindrical surface of the disk turning into a conical , and compressing the end ends of the separating element with the clamping screws of the fixing ring having a cylindrical inner surface at one end turning into a conical one, with the top of the cone facing the other end and its cone angle at the top 3-5 degrees greater than the cone angle at the top of the sleeve moreover, the inner diameter of the ring is less than the outer diameter of the cylindrical part of the sleeve, while the sleeve with its inner cylindrical surface is mounted on the coupling fitting with the possibility of sealing.
На чертеже изображен стабилизатор давления (общий вид).The drawing shows a pressure stabilizer (General view).
Стабилизатор давления содержит корпус 1, охватывающий с образованием полости 2 соосный с ним центральный трубопровод 3 с поясами перфорационных отверстий 4, установленный в присоединительных муфтах 5, закрепленных по торцам корпуса 1, и сообщенный через них с напорной магистралью, расположенные коаксиально в полости, последовательно от внутренней поверхности корпуса 1 к наружной поверхности центрального трубопровода 3, демпфирующий элемент 6 из пористой резины, упругую мембрану 7, выполненную в виде цилиндрических секций пружин спиралевидного типа, и охватываемый мембраной 7 разделительный элемент 8 в виде трубки из эластичного материала, и устройство герметизации разделительного элемента 8 в присоединительных муфтах 5. Демпфирующий элемент 6 выполнен в виде колец, последовательно установленных в осевом направлении и с зазором относительно внутренней поверхности корпуса 1. Упругая мембрана 7 выполнена с возможностью охвата разделительного элемента 8 с образованием при этом зазора между внутренней поверхностью последнего и гладкой наружной поверхностью центрального трубопровода 3. Присоединительные муфты 5 выполнены в виде стакана со штуцером 9, расположенным с центральной части диска 10. На внутренней поверхности стакана выполнена резьба 11 для соединения с ответной резьбой на наружной поверхности корпуса 1, заканчивающаяся на торцевой поверхности диска 10 канавкой 12 под уплотнение 13. Устройство герметизации разделительного элемента выполнено в виде фланца, имеющего диск 14 с отверстиями и втулку 15, с наружной цилиндрической поверхностью у диска 14, переходящей в коническую, и обжимающего торцевые концы разделительного элемента 8 с помощью зажимных винтов 16 фиксирующего кольца 17, имеющего внутреннюю поверхность у одного торца цилиндрическую переходящую в коническую, при этом вершина конуса направлена к другому торцу и его угол конуса при вершине на 3-5 градусов больше угла конуса при вершине втулки 15, причем внутренний диаметр кольца 17 меньше наружного диаметра цилиндрической части втулки 15. Втулка 15 установлена на штуцере 9 муфты 5 с возможностью уплотнения, например, резиновыми кольцами 18, установленными на штуцере 9.The pressure stabilizer includes a housing 1, covering with the formation of a cavity 2, a central pipe 3 coaxial with it, with perforation holes 4, installed in the connecting couplings 5, fixed at the ends of the housing 1, and communicated through them with the pressure line, located coaxially in the cavity, sequentially from the inner surface of the housing 1 to the outer surface of the Central pipeline 3, the damping element 6 of porous rubber, an elastic membrane 7 made in the form of cylindrical sections of coil springs of a different type, and the separation element 8 covered by the membrane 7 in the form of a tube of elastic material, and the sealing device of the separation element 8 in the connecting couplings 5. The damping element 6 is made in the form of rings sequentially mounted in the axial direction and with a gap relative to the inner surface of the housing 1. The elastic membrane 7 is configured to cover the separation element 8 with the formation of a gap between the inner surface of the latter and the smooth outer surface of the Central pipe 3. Connecting couplings 5 are made in the form of a cup with a fitting 9 located on the central part of the disk 10. On the inner surface of the cup, a thread 11 is made for connection with a mating thread on the outer surface of the housing 1, ending on the end surface of the disk 10 with a groove 12 for the seal 13 The sealing device of the separation element is made in the form of a flange having a disk 14 with holes and a sleeve 15, with an outer cylindrical surface at the disk 14, turning into a conical, and compressing the end ends once of the attractive element 8 with the help of clamping screws 16 of the fixing ring 17, having a cylindrical inner surface at one end turning into a conical one, while the top of the cone is directed to the other end and its cone angle at the top is 3-5 degrees greater than the cone angle at the top of the sleeve 15, moreover, the inner diameter of the ring 17 is less than the outer diameter of the cylindrical part of the sleeve 15. The sleeve 15 is mounted on the nozzle 9 of the coupling 5 with the possibility of sealing, for example, rubber rings 18 mounted on the nozzle 9.
Стабилизатор давления работает следующим образом. В исходном состоянии при поступлении рабочей среды из напорной магистрали через присоединительные муфты 5 в центральный трубопровод 3 она проходит через перфорационные отверстия 4 и заполняет полость 2 в зазоре между внутренней поверхностью разделительного элемента 8 и гладкой наружной поверхностью центрального трубопровода 3.The pressure stabilizer operates as follows. In the initial state, when the medium enters from the pressure line through the connecting couplings 5 into the central pipe 3, it passes through the perforations 4 and fills the cavity 2 in the gap between the inner surface of the separation element 8 and the smooth outer surface of the central pipeline 3.
При резком повышении давления рабочей среды в центральном трубопроводе 3 начинается дополнительное перетекание рабочей среды через перфорации 4. При этом растягивается упругий разделительный элемент 8 (диаметр трубки увеличивается) и деформируются секции пружин 7 спирального типа, взаимодействующие с демпфирующими элементами 6. Это приводит к пропаданию зазора между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью демпфирующих элементов 6 и к увеличению зазора между внутренней поверхностью упругого разделительного элемента 8 и наружной поверхностью центрального трубопровода 3, в котором проходит рабочая среда, за счет чего уменьшается давление в центральном трубопроводе 3.With a sharp increase in the pressure of the working medium in the central pipeline 3, an additional flow of the working medium through the perforations 4 begins. At the same time, the elastic separation element 8 is stretched (the diameter of the tube increases) and the coil sections 7 of the spiral type interacting with the damping elements 6 are deformed. This leads to the disappearance of the gap between the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the damping elements 6 and to increase the gap between the inner surface of the elastic separation element 8 and the outer surface of the Central pipe 3, in which the working medium passes, thereby reducing the pressure in the Central pipe 3.
При падении давления в центральном трубопроводе 3 упругий разделитель 8 под действием сил упругости со стороны секций пружин 7 и демпфирующих элементов 6 возвращается в исходное положение, вызывая обратное движение рабочей среды в центральный трубопровод 3 и повышение давления в нем.When the pressure drops in the Central pipeline 3, the elastic separator 8 under the action of elastic forces from the side of the sections of the springs 7 and the damping elements 6 returns to its original position, causing a reverse movement of the working medium into the Central pipeline 3 and the pressure in it.
И в том, и в другом случае помимо упругого демпфирования колебаний давления на упругих элементах стабилизатора (разделитель 8, секции пружин 7, демпфирующих элементов 6) происходит интенсивная диссипация энергии на перфорационных отверстиях 4, и также за счет трения витков пружин 7 друг о друга и о демпфирующие элементы 6, а также трения последних между собой и о внутреннюю поверхность корпуса 1.In both cases, in addition to elastic damping of pressure fluctuations on the elastic elements of the stabilizer (separator 8, spring sections 7, damping elements 6), intense energy dissipation occurs on the perforation holes 4, and also due to the friction of the coils of the springs 7 against each other and about the damping elements 6, as well as the friction of the latter between themselves and on the inner surface of the housing 1.
Диапазон гасимых частот колебаний давления определяется диапазоном изменения суммарной площади перфорационных отверстий 4, упругими характеристиками разделительного элемента 8 секции пружин 7, демпфирующих элементов 6.The range of the quenched frequencies of pressure fluctuations is determined by the range of changes in the total area of the perforation holes 4, the elastic characteristics of the separation element 8 of the spring section 7, damping elements 6.
Работа устройства герметизации разделительного элемента 8 в присоединительных муфтах 5 аналогична работе узла герметизации и не требует специального пояснения. Однако при этом хочется отметить, что фиксирующее кольцо 17, установленное на винтах 16 в отверстиях диска 14, постоянно испытывает осевую нагрузку со стороны демпфирующих элементов 6, находящихся под давлением текучей среды, и благодаря наличию конической поверхности оказывает постоянно заклинивающее усилие, обеспечивающее дополнительную герметизацию.The operation of the sealing device of the separation element 8 in the connecting sleeves 5 is similar to the operation of the sealing unit and does not require special explanation. However, it would be desirable to note that the locking ring 17 mounted on the screws 16 in the holes of the disk 14 constantly experiences axial load from the damping elements 6, which are under fluid pressure, and due to the presence of a conical surface, constantly exerts a jamming force that provides additional sealing.
Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с существующими аналогами следующие преимущества:Using the proposed device provides, in comparison with existing analogues, the following advantages:
Заполнение полости между внешней поверхностью секций пружин спирального типа и внутренней поверхностью корпуса стабилизатора демпфирующими элементами из упругого материала в виде колец позволяет увеличить амплитуду гасимых колебаний и расширить диапазон рабочих давлений, при которых стабилизатор сохраняет работоспособность.Filling the cavity between the outer surface of the coil spring sections and the inner surface of the stabilizer body with damping elements made of elastic material in the form of rings can increase the amplitude of the damped vibrations and expand the range of operating pressures at which the stabilizer remains operational.
Кроме того, отсутствие в узле герметизации упругого разделителя выступов и также их отсутствие на центральном трубопроводе повышает долговечность разделителя.In addition, the absence in the sealing unit of the elastic separator of the protrusions and also their absence in the central pipeline increases the durability of the separator.
Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет улучшить демпфирующие и диссипативные свойства стабилизатора, оптимизировать режимы его работы.Thus, the use of the claimed device allows to improve the damping and dissipative properties of the stabilizer, to optimize its modes of operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108094/06A RU2258172C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Pressure stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108094/06A RU2258172C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Pressure stabilizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2258172C1 true RU2258172C1 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004108094/06A RU2258172C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Pressure stabilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258172C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115214A (en) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 浙江大学 | Wave absorbing device used for eliminating and reducing noise and pulses of hydraulic system fluid |
| CN113847502A (en) * | 2021-10-18 | 2021-12-28 | 湖南科技大学 | Pressure pulsation attenuator |
| RU2789001C1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-01-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Pressure stabilizer |
-
2004
- 2004-03-22 RU RU2004108094/06A patent/RU2258172C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115214A (en) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 浙江大学 | Wave absorbing device used for eliminating and reducing noise and pulses of hydraulic system fluid |
| CN103115214B (en) * | 2013-01-29 | 2014-09-17 | 浙江大学 | Wave absorbing device used for eliminating and reducing noise and pulses of hydraulic system fluid |
| CN113847502A (en) * | 2021-10-18 | 2021-12-28 | 湖南科技大学 | Pressure pulsation attenuator |
| RU2789001C1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-01-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Pressure stabilizer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3473565A (en) | Shock absorber for liquid flow lines | |
| US3353560A (en) | Pulsation damping device | |
| US7874317B1 (en) | Micro pipeline pressure stabilization apparatus | |
| JP2007051783A (en) | Pulsation damping assembly and pulsation damping method | |
| EP3146250B1 (en) | Pressure absorber for a fluid system | |
| US4307753A (en) | Wide frequency pulsation dampener device | |
| RU2258172C1 (en) | Pressure stabilizer | |
| AU2002355282A1 (en) | Pulsation damping assembly and method | |
| CN101680441B (en) | A reciprocating pump having a pressure compensated piston | |
| US7143784B2 (en) | Sanitary fitting | |
| KR102003674B1 (en) | Buckling stabilized snubber with overlapping reservoir | |
| JP2013170633A (en) | Check valve structure internally equipped in flexible expansion/contraction vibration-proof joint | |
| RU2083910C1 (en) | Pressure stabilizer | |
| KR20090089621A (en) | Water hammer arrester | |
| KR0164645B1 (en) | Water hammer arrestor | |
| EP0193077A1 (en) | Non-pressurized surge arrestor for use in pipeline systems for dissipating the harmful effects of pressure surges and shock waves | |
| KR100614924B1 (en) | Water hammer arrester | |
| US9004110B2 (en) | Water hammer arrestor | |
| EP3683485B1 (en) | Damper for reducing pulsation of a fluid flow | |
| CN103547813A (en) | Vibration damper for hydraulic systems | |
| RU2717867C1 (en) | High-speed flow pneumohydraulic impact damper | |
| RU2070680C1 (en) | Vibration insulation device | |
| KR200322672Y1 (en) | Water Hammer Arrester | |
| KR200184207Y1 (en) | The plastic t-form joint connected to faucet | |
| KR200256941Y1 (en) | A water hammer arrestors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090323 |