RU2360177C1 - Hydraulic shock damping device - Google Patents
Hydraulic shock damping device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360177C1 RU2360177C1 RU2007141667/06A RU2007141667A RU2360177C1 RU 2360177 C1 RU2360177 C1 RU 2360177C1 RU 2007141667/06 A RU2007141667/06 A RU 2007141667/06A RU 2007141667 A RU2007141667 A RU 2007141667A RU 2360177 C1 RU2360177 C1 RU 2360177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- perforated
- elastic elements
- toroidal
- damping element
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для трубопроводных сетей, а именно к устройствам для защиты трубопроводов путем гашения пульсации давления в трубопроводах, в частности, путем гашения гидравлических ударов.The invention relates to auxiliary equipment for pipeline networks, and in particular to devices for protecting pipelines by damping pressure pulsations in pipelines, in particular by damping hydraulic shocks.
Известно также устройство, содержащее запорный клапан, установленный в магистральном трубопроводе, возвратные трубопроводы, входные патрубки которых расположены перед запорным клапаном, а выходные соединены с магистральным трубопроводом (см. авторское свидетельство SU № 1298474, кл. F16L 55/02, 23.03.1987).It is also known a device containing a shut-off valve installed in the main pipeline, return pipes, the inlet pipes of which are located in front of the shut-off valve, and the outlet pipes are connected to the main pipe (see copyright certificate SU No. 1298474, class F16L 55/02, 03/23/1987) .
Однако данное устройство имеет сравнительно высокую трудоемкость изготовления возвратных трубопроводов с входными и выходными патрубками, расположенными на значительном расстоянии друг от друга, с площадями поперечного сечения, увеличивающимися в направлении запорного клапана и, кроме того, имеет место недостаточная степень снижения гидроудара при повышенных давлениях нагнетания и больших диаметрах магистральных трубопроводов.However, this device has a relatively high complexity of manufacturing return pipelines with inlet and outlet nozzles located at a considerable distance from each other, with cross-sectional areas increasing in the direction of the shut-off valve and, in addition, there is an insufficient degree of reduction of water hammer at high discharge pressures and large diameters of trunk pipelines.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для гашения гидравлического удара, содержащее полый непроточный демпфирующий элемент, сообщенный с трубопроводом и выполненный в виде кожуха, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок и охватывающие его торообразные упругие элементы с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами размещены дискообразные перегородки (см. патент US № 3035613, кл. F16L 55/04, 22.05.1962).The closest to the invention in technical essence and the achieved technical result is a device for damping water hammer, containing a hollow non-flow damping element in communication with the pipeline and made in the form of a casing, inside of which a perforated nozzle and toroidal elastic elements enveloping it with various elastic modulus and disk-shaped partitions are placed between the toroidal elastic elements (see US patent No. 3035613, class F16L 55/04, 05/22/1962).
Однако данное устройство имеет сложную конструкцию, обусловленную выполнением устройства из большого числа деталей с системой индивидуального подвода сжатого газа в полые упругие элементы, и недостаточную защищенность трубопровода от разгерметизации, что связано с отсутствием средств гашения ударной волны, направленной на торцевую донную поверхность кожуха.However, this device has a complex structure, due to the implementation of the device from a large number of parts with an individual supply system of compressed gas into the hollow elastic elements, and insufficient protection of the pipeline from depressurization, due to the absence of shock absorbing means aimed at the end bottom surface of the casing.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является выполнение устройства из простых по конструкции деталей, легких в изготовлении, и полное отсутствие подвижных деталей в проточной части устройства.The problem to which the invention is directed, is the implementation of the device from simple in design parts, easy to manufacture, and the complete absence of moving parts in the flow part of the device.
Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства и снижении стоимости его изготовления и эксплуатации.The technical result consists in increasing the reliability of the device and reducing the cost of its manufacture and operation.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для гашения гидравлического удара содержит полый непроточный демпфирующий элемент, сообщенный с трубопроводом и выполненный в виде кожуха, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок и охватывающие его торообразные упругие элементы с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами размещены дискообразные перегородки, при этом перфорированный патрубок сообщен с размещенным вне кожуха соосно последнему неперфорированным входным патрубком, причем последний плавно изогнут на угол от 45° до 135° и на нем выполнен расположенный под углом к нему боковой отводной патрубок, устройство установлено в разрыв трубопровода с возможностью прохода транспортируемой по трубопроводу среды в направлении от неперфорированного входного патрубка к боковому отводному патрубку, при этом перфорированный патрубок выполнен с двойным выпуклым днищем с образованием между наружным и внутренним днищем полости, в которой размещен упругий элемент, а внутреннее днище выполнено перфорированным, причем в перфорированном патрубке соосно последнему на штоке, закрепленном в двойном выпуклом дне перфорированного патрубка, установлена, по крайней мере, одна конусообразная перфорированная оболочка, обращенная вершиной в сторону входа в перфорированный патрубок, угол β при вершине в осевом сечении конусообразной перфорированной оболочки определяют из выражения:This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the device for damping water hammer contains a hollow non-flow damping element in communication with the pipeline and made in the form of a casing, inside of which a perforated pipe and toroidal elastic elements surrounding it with different elastic modulus are coaxially aligned with the latter and disk-shaped partitions are placed between the toroidal elastic elements, while the perforated nozzle is connected coaxially with the outside of the casing the last non-perforated inlet pipe, the latter being smoothly bent at an angle from 45 ° to 135 ° and the lateral outlet pipe located at an angle to it is made on it, the device is installed in the pipeline gap with the possibility of passage of the medium transported through the pipeline in the direction from the non-perforated inlet pipe to the side the outlet pipe, while the perforated pipe is made with a double convex bottom with the formation between the outer and inner bottom of the cavity in which the elastic element is placed, and the inside the bottom is perforated, and in the perforated pipe coaxial to the last on the rod fixed in the double convex bottom of the perforated pipe, at least one cone-shaped perforated shell is turned, its vertex facing the entrance to the perforated pipe, the angle β at the apex in the axial section is conical perforated shell is determined from the expression:
β≥2arcsin a0/а, гдеβ≥2arcsin a 0 / a, where
а0 - скорость звука в протекающей через трубопровод жидкой среде;and 0 is the speed of sound in the fluid flowing through the pipeline;
а - скорость звука в материале, из которого изготовлен перфорированный патрубок, а внутри конусообразной перфорированной оболочки размещен упругий элемент.and - the speed of sound in the material from which the perforated pipe is made, and an elastic element is placed inside the cone-shaped perforated shell.
Устройство может быть снабжено проточным демпфирующим элементом, подключенным к боковому отводному патрубку и выполненным в виде кожуха, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок и охватывающие его торообразные упругие элементы с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами размещены дискообразные перегородки, причем торообразные упругие элемента с меньшим модулем упругости чередуются с торообразными упругими элементами с большим модулем упругости.The device can be equipped with a flow-through damping element connected to a side branch pipe and made in the form of a casing, inside of which a perforated pipe and toroidal elastic elements enveloping it with different elastic modulus are placed coaxially with the latter, and disk-shaped partitions are placed between toroidal elastic elements, and toroidal elastic elements with a smaller modulus of elasticity alternate with toroidal elastic elements with a large modulus of elasticity.
Торообразные упругие элементы могут быть выполнены в виде заполненных сжатым газом деформируемых эластичных оболочек, причем оболочки с давлением сжатого газа, равным гидростатическому давлению транспортируемой по трубопроводу среды, чередуются с оболочками, в которых давление сжатого газа меньше гидростатического давления транспортируемой по трубопроводу среды.Toroidal elastic elements can be made in the form of deformable elastic shells filled with compressed gas, and shells with a pressure of compressed gas equal to the hydrostatic pressure of the medium transported through the pipeline alternate with shells in which the pressure of the compressed gas is less than the hydrostatic pressure of the medium transported through the pipeline.
Проточный демпфирующий элемент может быть выполнен с дополнительными упругими элементами большего объема, чем торообразные упругие элементы, размещенными в отдельном кожухе, сообщенном с кожухом для торообразных упругих элементов с образованием проходов между группами торообразных упругих элементов с равным числом торообразных упругих элементов.The flow-through damping element can be made with additional elastic elements of a larger volume than toroidal elastic elements housed in a separate casing in communication with the casing for toroidal elastic elements with the formation of passages between groups of toroidal elastic elements with an equal number of toroidal elastic elements.
Устройство может быть снабжено дополнительным непроточным демпфирующим элементом, выполненным аналогично непроточному демпфирующему элементу, к которому он подсоединен, но с прямым неперфорированным входным патрубком, подключенным сбоку к неперфорированному входному патрубку непроточного демпфирующего элемента.The device can be equipped with an additional non-flow damping element, made similar to the non-flow damping element to which it is connected, but with a direct non-perforated inlet pipe connected laterally to the non-perforated inlet pipe of the non-flow damping element.
Устройство может быть снабжено проточными демпфирующими элементами, выполненными по любому из описанных выше вариантов и подключенными один со стороны входа к неперфорированному входному патрубку непроточного демпфирующего элемента, а другой - к боковому отводному патрубку.The device can be equipped with flow-through damping elements made according to any of the options described above and connected one on the input side to the non-perforated inlet pipe of the non-flow damping element, and the other to the side outlet pipe.
Устройство предпочтительно содержит дополнительный непроточный демпфирующий элемент, подключенный боковым отводным патрубком к боковому отводному патрубку непроточного демпфирующего элемента.The device preferably comprises an additional non-flow damping element connected by a lateral outlet pipe to a lateral outlet pipe of the non-flow damping element.
Между боковыми отводными патрубками может быть установлен проточный демпфирующий элемент в соответствии с любым из описанных выше вариантов.Between the lateral branch pipes, a flow-through damping element can be installed in accordance with any of the options described above.
Со стороны входа в неперфорированные входные патрубки непроточных демпфирующих элементов могут быть установлены проточные демпфирующие элементы, выполненные в соответствии с любым из описанных выше вариантов.From the side of the entrance to the non-perforated inlet pipes of the non-flow damping elements, flow-through damping elements can be installed, made in accordance with any of the above options.
Непроточные демпфирующие элементы с изогнутым неперфорированным патрубком могут быть снабжены (каждый) дополнительным непроточным демпфирующим элементом, выполненным аналогично непроточному демпфирующему элементу, к которому он подключен, но с прямым неперфорированным входным патрубком, подключенным сбоку к изогнутому неперфорированному входному патрубку непроточного демпфирующего элемента.Non-flow damping elements with a curved non-perforated nozzle can be equipped with (each) an additional non-flow damping element, made similar to the non-flow damping element to which it is connected, but with a direct non-perforated inlet pipe connected laterally to the curved non-perforated inlet pipe of the non-flow damping element.
В ходе проведенного исследования была выявлена возможность повысить надежность гашения гидравлического удара и при этом создать устройство, в котором в проточной части, а именно в той части, где через устройство протекает транспортируемая по трубопроводу жидкая среда, отсутствуют подвижные конструктивные элементы.In the course of the study, it was possible to increase the reliability of quenching of water hammer and at the same time create a device in which there are no movable structural elements in the flow part, namely in the part where the fluid transported through the pipeline flows through the device.
Выполнение устройства с размещенным вне кожуха соосно перфорированному патрубку неперфорированным входным патрубком, плавно изогнутым на угол от 45° до 135°, и выполнение на нем расположенного под углом к нему бокового отводного патрубка позволяет организовать перепуск через устройство транспортируемой по трубопроводу жидкой среды с небольшой потерей напора. В тоже время при возникновении в трубопроводе гидравлического удара распространяющаяся ударная волна вначале набегает на этот изогнутый участок, что позволяет направить в непроточный демпфирующий элемент многократно отраженную о стенки плавно изогнутого неперфорированного патрубка и таким образом частично рассеянную ударную волну. Выполнение изгиба с углом более 135°, как оказалось, практически бесполезно и только усложняет и удорожает конструкцию, а выполнение с углом менее 45° приводит к резкому повороту потока, неоправданному росту гидравлического сопротивления и необходимости усиления неперфорированного патрубка, что ухудшает массогабаритные характеристики устройства.The implementation of the device with the coaxially perforated nozzle located outside the casing of the non-perforated inlet nozzle smoothly bent at an angle of 45 ° to 135 °, and the execution of a lateral outlet nozzle located at an angle to it allows organizing the bypass through the device of the liquid medium transported through the pipeline with a slight loss of pressure . At the same time, when a hydraulic shock arises in the pipeline, the propagating shock wave first rushes into this curved section, which allows directing repeatedly reflected on the walls of the smoothly curved non-perforated nozzle into the non-flowing damping element and thus partially scattered shock wave. Bending with an angle of more than 135 °, as it turned out, is practically useless and only complicates and increases the cost of the design, and performing with an angle of less than 45 ° leads to a sharp turn of the flow, unjustified increase in hydraulic resistance and the need to strengthen the non-perforated nozzle, which affects the overall dimensions of the device.
Выполнение перфорированного патрубка с двойным выпуклым дном с образованием между наружным и внутренним днищем полости, в которой размещен упругий элемент, в сочетании с выполнением внутреннего днища перфорированным позволяет рассеивать ударную волну, которая достигает днища, на перфорированном внутреннем днище и окончательно гасить ее с помощью упругих элементов.The implementation of the perforated pipe with a double convex bottom with the formation of a cavity in which the elastic element is located between the outer and inner bottom, in combination with the perforated execution of the bottom allows the shock wave that reaches the bottom to dissipate on the perforated inner bottom and finally quench it using elastic elements .
Кроме того, в перфорированном патрубке соосно последнему на штоке, закрепленном в двойном выпуклом дне перфорированного патрубка, установлена, по крайней мере, одна конусообразная перфорированная оболочка, обращенная вершиной в сторону входа в перфорированный патрубок, угол β при вершине в осевом сечении конусообразной перфорированной оболочки определяют из выражения: β≥2arcsin a0/a, гдеIn addition, in the perforated nozzle coaxially with the latter on the rod fixed in the double convex bottom of the perforated nozzle, at least one cone-shaped perforated shell is installed, its vertex facing the entrance to the perforated nozzle, the angle β at the apex in the axial section of the conical perforated shell is determined from the expression: β≥2arcsin a 0 / a, where
а0 - скорость звука в протекающей через трубопровод среде,and 0 is the speed of sound in the medium flowing through the pipeline,
а - скорость звука в материале, из которого изготовлен перфорированный патрубок, а внутри конусообразной перфорированной оболочки размещен упругий элемент. Такое выполнение перфорированного патрубка позволяет эффективно задействовать все упругие элементы в гашении ударной волны и рассеять ее по всем камерам, образованным в кожухе дискообразными перегородками, и пропустить к днищу в значительной степени ослабленную ударную волну.and - the speed of sound in the material from which the perforated pipe is made, and an elastic element is placed inside the cone-shaped perforated shell. This embodiment of the perforated nozzle allows you to effectively use all the elastic elements in the quenching of the shock wave and scatter it through all the chambers formed in the casing by the disk-shaped partitions, and to pass to the bottom a significantly weakened shock wave.
Однако принимая во внимание, что ударная волна набегает первоначально на перфорированные, как правило, металлические элементы, при определенных условиях возможно формирование отраженной ударной волны, которая, встречаясь с набегающей повторной ударной волной, может передать колебания давления в боковой отводной патрубок. В этих случаях целесообразно снабжать устройство проточным демпфирующим элементом, главное назначение которого - гашение пульсаций давления на выходе из непроточного демпфирующего элемента и стабилизация потока жидкой среды по трубопроводу.However, taking into account that the shock wave rushes initially onto the perforated, as a rule, metal elements, under certain conditions it is possible to form a reflected shock wave, which, when meeting with the oncoming repeated shock wave, can transmit pressure fluctuations to the lateral outlet pipe. In these cases, it is advisable to equip the device with a flowing damping element, the main purpose of which is to suppress pressure pulsations at the outlet of the non-flowing damping element and stabilize the flow of liquid medium through the pipeline.
На фиг.1 представлен схематически продольный разрез непроточного демпфирующего элемента.Figure 1 shows a schematic longitudinal section of a non-flow damping element.
На фиг.2 представлен схематически продольный разрез проточного демпфирующего элемента.Figure 2 presents a schematic longitudinal section of a flow-through damping element.
На фиг.3 представлен разрез А-А на фиг.2Figure 3 presents a section aa in figure 2
На фиг.4 представлен схематически продольный разрез проточного демпфирующего элемента в варианте выполнения с дополнительными упругими элементами большего объема.Figure 4 shows a schematic longitudinal section of a flow-through damping element in an embodiment with additional elastic elements of a larger volume.
На фиг.5 представлен разрез Б-Б на фиг.4Figure 5 presents a section bB in figure 4
На фиг.6 схематически представлен вариант выполнения устройства с непроточным и подключенным к боковому отводному патрубку проточным демпфирующими элементами.Figure 6 schematically shows an embodiment of a device with a flow damping elements and a flow damping element connected to the lateral branch pipe.
На фиг.7 схематически представлен вариант выполнения устройства с двумя непроточными и одним проточным демпфирующим элементом.7 schematically shows an embodiment of a device with two non-flowing and one flow-through damping element.
На фиг.8 схематически представлен вариант выполнения устройства с одним непроточным и двумя проточными демпфирующими элементами.On Fig schematically presents an embodiment of a device with one non-flow and two flow-through damping elements.
На фиг.9 схематически представлен вариант выполнения устройства с двумя непроточными демпфирующими элементами.Figure 9 schematically shows an embodiment of a device with two non-flow damping elements.
На фиг.10 схематически представлен вариант выполнения устройства с двумя непроточными и одним проточным демпфирующим элементом, расположенным между ними.Figure 10 schematically shows an embodiment of the device with two non-flowing and one flow-through damping element located between them.
На фиг.11 схематически представлен вариант выполнения устройства с двумя непроточными и двумя проточными демпфирующими элементами.Figure 11 schematically shows an embodiment of a device with two non-flow and two flow-through damping elements.
На фиг.12 схематически представлен вариант выполнения устройства с четырьмя непроточными и одним проточным демпфирующим элементом.12 schematically shows an embodiment of a device with four non-flowing and one flow-through damping element.
Устройство для гашения гидравлического удара содержит полый непроточный демпфирующий элемент 1, сообщенный с трубопроводом 2 и выполненный (см. фиг.1) в виде кожуха 3, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок 4 и охватывающие его торообразные упругие элементы 5 с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами 5 размещены дискообразные перегородки 6. Перфорированный патрубок 4 сообщен с размещенным вне кожуха 3 соосно последнему неперфорированным входным патрубком 7, причем последний плавно изогнут на угол α от 45° до 135° и на нем выполнен расположенный под углом к нему боковой отводной патрубок 8. Устройство установлено в разрыв трубопровода 2 с возможностью прохода транспортируемой по трубопроводу 2 среды в направлении от неперфорированного входного патрубка 7 к боковому отводному патрубку 8. Перфорированный патрубок 4 выполнен с двойным выпуклым днищем с образованием между наружным 9 и внутренним 10 днищем полости, в которой размещен упругий элемент 11, а внутреннее днище 10 выполнено перфорированным. В перфорированном патрубке 4 соосно последнему на штоке 12, закрепленном в двойном выпуклом дне перфорированного патрубка 4, установлена, по крайней мере, одна конусообразная перфорированная оболочка 13, обращенная вершиной в сторону входа в перфорированный патрубок 4. Угол β при вершине в осевом сечении конусообразной перфорированной оболочки 13 определяют из выражения:The device for absorbing water hammer includes a hollow,
β≥2arcsin a0/a,β≥2arcsin a 0 / a,
где а0 - скорость звука в протекающей через трубопровод жидкой среде;where a 0 is the speed of sound in the fluid flowing through the pipeline;
а - скорость звука в материале, из которого изготовлен перфорированный патрубок,a is the speed of sound in the material of which the perforated pipe is made,
а внутри конусообразной перфорированной оболочки 13 размещен упругий элемент 14.and inside the conical perforated shell 13 is placed an elastic element 14.
Устройство может быть снабжено (см. фиг.6) проточным демпфирующим элементом 15, подключенным к боковому отводному патрубку 8 и выполненным в виде (см. фиг.2 и 3) кожуха 16, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок 17 и охватывающие его торообразные упругие элементы 18 с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами 18 размещены дискообразные перегородки 19. Торообразные упругие элементы 18 с меньшим модулем упругости чередуются с торообразными упругими элементами 18 с большим модулем упругости.The device can be equipped with (see Fig. 6) a flow-through
Торообразные упругие элементы 18 предпочтительно выполнены в виде заполненных сжатым газом деформируемых эластичных оболочек (не показано на чертеже), причем оболочки с давлением сжатого газа, равным гидростатическому давлению транспортируемой по трубопроводу среды, чередуются с оболочками, в которых давление сжатого газа меньше гидростатического давления транспортируемой по трубопроводу среды.The toroidal
Проточный демпфирующий элемент 15 выполнен с дополнительными упругими элементами 27 большего объема (см. фиг.4 и 5), чем торообразные упругие элементы 18, размещенными в отдельном кожухе 20, сообщенном с кожухом 16 для торообразных упругих элементов 18 с образованием проходов 21 между группами торообразных упругих элементов 18 с равным числом торообразных упругих элементов 18.The flow-through
Устройство с непроточным демпфирующим элементом 1 и подключенным к боковому отводному патрубку 8 проточным демпфирующим элементом 15 может быть снабжено (см. фиг.7) дополнительным непроточным демпфирующим элементом 22, выполненным аналогично непроточному демпфирующему элементу 1, но с прямым неперфорированным входным патрубком 23, подключенным сбоку к неперфорированному входному патрубку 8 непроточного демпфирующего элемента 1.A device with a damping
Устройство с непроточным демпфирующим элементом 1 и подключенным к боковому отводному патрубку 8 проточным демпфирующим элементом 15 может быть снабжено (см. фиг.8) проточным демпфирующим элементом 15, выполненным в соответствии с любым из описанных выше вариантов его исполнения и подключенным со стороны входа к неперфорированному входному патрубку 7 непроточного демпфирующего элемента 1.A device with a damping
Устройство с непроточным демпфирующим элементом 1 (см. фиг.9) может содержать дополнительный непроточный демпфирующий элемент 24, выполненный аналогично непроточному демпфирующему элементу 1 и подключенный его боковым отводным патрубком 25 к боковому отводному патрубку 8 непроточного демпфирующего элемента 1.A device with a non-flush damping element 1 (see Fig. 9) may include an additional
Устройство с непроточным демпфирующим элементом 1 (см. фиг.10) и дополнительным непроточным демпфирующим элементом 24 может быть снабжено установленным между боковыми отводными патрубками 8 и 25 проточным демпфирующим элементом 15, выполненным в соответствии с любым из описанных выше вариантов его исполнения.A device with a non-flow damping element 1 (see FIG. 10) and an additional
Устройство с непроточным демпфирующим элементом 1 (см. фиг.11) и дополнительным непроточным демпфирующим элементом 24, соединенными между собой боковыми отводными патрубками 8 и 25, может содержать установленные со стороны входа в неперфорированные патрубки соответственно 7 и 26 непроточных демпфирующих элементов 1 и 24 проточные демпфирующие элементы 15, выполненные в соответствии с любым из описанных выше вариантов его исполнения.A device with a non-flow damping element 1 (see Fig. 11) and an additional
Устройство с непроточными демпфирующими элементами 1 и 24 (см. Фиг.12) с изогнутыми неперфорированными патрубками соответственно 7 и 26 и расположенным между ними подключенным к боковым патрубкам 8 и 25 проточным демпфирующим элементом 15 снабжено дополнительными непроточными демпфирующими элементами 22, выполненными аналогично непроточным демпфирующим элементам 1 и 24, но с прямым неперфорированным входным патрубком 23, каждый из которых подключен сбоку к изогнутому неперфорированному патрубку непроточного демпфирующего элемента соответственно 1 и 24.A device with
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
При возникновении в трубопроводе 2, например, в результате остановки одного из насосов высокого давления, установленных для организации транспортировки жидкой среды по трубопроводу, волнового импульса, направленного в сторону устройства для гашения гидравлических ударов, последний в виде ударной волны набегает на изогнутую стенку неперфорированного патрубка 7 (см. фиг.1). В результате отражения от изогнутой в двух направлениях криволинейной стенки ударная волна частично рассеивается, гасится и направляется неперфорированным изогнутым патрубком 7 в непроточный демпфирующий элемент 1. Поступая в последний, ударная волна набегает в первую очередь на конусообразную перфорированную оболочку 13, которая выполняет сразу три функции, а именно: частично сама гасит центральную часть ударной волны с помощью расположенных в ней упругих элементов 14; направляет ударную волну в сторону охватывающих перфорированный патрубок 4 торообразных упругих элементов 5 и турбулизирует поток жидкой среды, резко снижая его скорость путем создания взаимно пересекающихся потоков жидкой среды с одновременным уменьшением фазовой скорости волны. Непогашенная часть энергии ударной волны гасится с помощью упругих элементов 11, расположенных между наружным днищем 9 и внутренним перфорированным днищем 10.If a wave pulse arises in the
Возможен случай возникновения обратного волнового импульса, отраженного от двойного днища непроточного демпфирующего элемента 1, что может, в свою очередь, привести к распространению волнового импульса через боковой отводной патрубок 8. Кроме того, данная ситуация возможна при возникновении пульсирующего волнового импульса. В этом случае целесообразно присоединение к нему проточного демпфирующего элемента 15 (см. фиг.6). Поступающий в него поток жидкой среды взаимодействует через стенки перфорированного патрубка 17 (см. фиг.2 и 3) с торообразными упругими элементами 18, которые, работая как амортизаторы, сглаживают пульсации давления вдоль перфорированного патрубка 17. Причем здесь важно, что данный поток жидкой среды характеризуется уже не ударной волной, а волновыми, пульсирующими явлениями с характерными для них сменами волн повышенного и пониженного давления. Именно поэтому для эффективного сглаживания пульсаций давления торообразные упругие элементы 18 с меньшим модулем упругости чередуются с торообразными упругими элементами 18 с большим модулем упругости. В случае, если недостаточно установки проточного демпфирующего элемента 15, возможно гашение отраженных ударных волн с помощью дополнительного непроточного демпфирующего элемента 22 (см. фиг.7), который работает аналогично описанному выше для непроточного демпфирующего элемента 1. Для гашения сильно пульсирующего потока жидкой среды устанавливают проточный демпфирующий элемент 15, выполненный с дополнительными упругими элементами 27 большего объема (см. фиг.4 и 5), которые способны погасить более интенсивные импульсы давления. При возможности возникновения пульсирующей ударной волны целесообразно (см. фиг.8) устанавливать проточный демпфирующий элемент 15 на входе в непроточный демпфирующий элемент 1. В результате поступающий поток жидкой среды взаимодействует с торообразными упругими элементами 18, что позволяет резко снизить пульсации потока и одновременно частично погасить ударную волну перед ее поступлением в непроточный демпфирующий элемент 1. В остальном работа аналогична тому, как описано для фиг.1 и фиг.6.There may be a case of a reverse wave pulse reflected from the double bottom of the non-flow damping
Для трубопроводов, в которых возможна транспортировка жидкой среды как в прямом, так и в обратном направлениях, возможно возникновение ударной волны в обоих направлениях. В этом случае целесообразна установка двух непроточных демпфирующих элементов 1 и 24, соединенных между собой посредством боковых отводных патрубков соответственно 8 и 25 (см. фиг.9). Работа каждого из них аналогична описанной выше для фиг.1. При необходимости сглаживания пульсаций на входе в непроточные демпфирующие элементы 1 и 24 возможна установка на их входах проточных демпфирующих элементов 15 (фиг.11), что позволяет, как описано выше, сглаживать и частично гасить ударную волну перед поступлением в непроточные демпфирующие элементы 1 и 24.For pipelines in which transportation of a liquid medium is possible in both forward and reverse directions, a shock wave in both directions may occur. In this case, it is advisable to install two
Работа устройства, показанного на фиг.11, аналогична работе устройства по фиг.7, но установка между непроточными демпфирующими элементами 1 и 24 проточного демпфирующего элемента 15 позволяет сглаживать пульсации давления протекающего по трубопроводу 2 потока жидкой среды.The operation of the device shown in Fig. 11 is similar to the operation of the device in Fig. 7, but the installation between the
Работа устройства, показанного на фиг.12, аналогична работе устройства по фиг.11, но установка между непроточными демпфирующими элементами 1 и 24 проточного демпфирующего элемента 15 позволяет сглаживать пульсации давления протекающего по трубопроводу 2 потока жидкой среды, а установка дополнительных непроточных демпфирующих элементов 22 и 24 позволяет повысить эффективность гашения ударной волны.The operation of the device shown in Fig. 12 is similar to the operation of the device of Fig. 11, but the installation of a
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где производится транспортировка жидких сред по трубопроводам.The present invention can be used in the oil and other industries where the transportation of liquid media through pipelines.
Claims (13)
β>2arcsin a0/а,
где а0 - скорость звука в протекающей через трубопровод среде;
а - скорость звука в материале, из которого изготовлен перфорированный патрубок, а внутри конусообразной перфорированной оболочки размещен упругий элемент.1. A device for absorbing water hammer, containing a hollow non-flow damping element in communication with the pipeline and made in the form of a casing, inside of which a perforated nozzle and toroidal elastic elements enveloping it with different elastic modulus are placed, and disk-shaped partitions are placed between toroidal elastic elements characterized in that the perforated nozzle is in communication with the outside of the casing coaxially with the last non-perforated inlet nozzle, the latter the first is smoothly bent at an angle from 45 to 135 ° and a lateral outlet pipe is arranged at an angle to it, the device is installed in the pipeline gap with the possibility of passage of the medium transported through the pipeline in the direction from the non-perforated inlet pipe to the side outlet pipe, while the perforated pipe made with a double convex bottom with the formation between the outer and inner bottoms of the cavity in which the elastic element is placed, and the inner bottom is made perforated, and in perforated m nozzle coaxially with the latter on the rod, fixed in the double bottom of the convex perforated pipe is mounted at least one perforated cone shell vertex facing towards the entrance of the perforated pipe, the angle β at the apex of the cone-shaped in axial section of the perforated membrane is determined from the expression
β> 2arcsin a 0 / a,
where a 0 is the speed of sound in the medium flowing through the pipeline;
and - the speed of sound in the material from which the perforated pipe is made, and an elastic element is placed inside the cone-shaped perforated shell.
10 Устройство по п.9, отличающееся тем, что между боковыми отводными патрубками установлен проточный демпфирующий элемент, выполненный в виде кожуха, внутри которого соосно с последним размещены перфорированный патрубок и охватывающие его торообразные упругие элементы с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами размещены дискообразные перегородки, причем торообразные упругие элементы с меньшим модулем упругости чередуются с торообразными упругими элементами с большим модулем упругости и подключены со стороны входа к неперфорированному входному патрубку непроточного демпфирующего элемента.
11 Устройство по п.10, отличающееся тем, что торообразные упругие элементы проточного демпфирующего элемента выполнены в виде заполненных сжатым газом деформируемых эластичных оболочек, причем оболочки с давлением сжатого газа, равным гидростатическому давлению транспортируемой по трубопроводу среды, чередуются с оболочками, в которых давление сжатого газа меньше гидростатического давления транспортируемой по трубопроводу среды.
12 Устройство по п.10, отличающееся тем, что проточный демпфирующий элемент выполнен с дополнительными упругими элементами большего объема, чем торообразные упругие элементы, размещенные в отдельном кожухе, сообщенном с кожухом для торообразных упругих элементов с образованием проходов между группами торообразных упругих элементов с равным числом торообразных упругих элементов.9. The device according to claim 1, characterized in that it contains an additional non-flow damping element connected by a lateral outlet pipe to a lateral outlet pipe of a non-flow damping element.
10 The device according to claim 9, characterized in that a flow-through damping element is installed between the lateral branch pipes, made in the form of a casing, inside which a perforated pipe and its toroidal elastic elements with a different elastic modulus are arranged coaxially with the latter, and placed between the toroidal elastic elements disk-shaped partitions, and toroidal elastic elements with a smaller modulus of elasticity alternate with toroidal elastic elements with a large modulus of elasticity and are connected with Rhone unperforated upstream to the inlet of the non-flowing damping element.
11 The device according to claim 10, characterized in that the toroidal elastic elements of the flow-damping element are made in the form of deformable elastic shells filled with compressed gas, and shells with a pressure of compressed gas equal to the hydrostatic pressure of the medium transported through the pipeline alternate with shells in which the pressure of the compressed gas is less than the hydrostatic pressure of the medium transported through the pipeline.
12 The device according to claim 10, characterized in that the flow damping element is made with additional elastic elements of a larger volume than toroidal elastic elements housed in a separate casing in communication with the casing for toroidal elastic elements with the formation of passages between groups of toroidal elastic elements with an equal number toroidal elastic elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141667/06A RU2360177C1 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Hydraulic shock damping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141667/06A RU2360177C1 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Hydraulic shock damping device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360177C1 true RU2360177C1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007141667/06A RU2360177C1 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Hydraulic shock damping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360177C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553399C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" | Blower fluid displacement drive |
| RU2682992C2 (en) * | 2014-06-27 | 2019-03-25 | КЛААС ИНДУСТРИТЕХНИК ГмбХ | Transmission assembly |
| RU188308U1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-04-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR EXTINGUISHING PULSATION OF PRESSURE IN PIPELINES |
| RU2708275C1 (en) * | 2018-09-19 | 2019-12-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for damping hydraulic shocks |
| RU2716063C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-03-10 | Валерий Иванович Паутов | Main pipeline surge relief device |
| RU2745025C1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-03-18 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Universal device for reduction of destructive effect of hydraulic shocks |
-
2007
- 2007-11-01 RU RU2007141667/06A patent/RU2360177C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553399C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" | Blower fluid displacement drive |
| RU2682992C2 (en) * | 2014-06-27 | 2019-03-25 | КЛААС ИНДУСТРИТЕХНИК ГмбХ | Transmission assembly |
| RU2708275C1 (en) * | 2018-09-19 | 2019-12-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for damping hydraulic shocks |
| RU188308U1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-04-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR EXTINGUISHING PULSATION OF PRESSURE IN PIPELINES |
| RU2716063C1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-03-10 | Валерий Иванович Паутов | Main pipeline surge relief device |
| RU2745025C1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-03-18 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Universal device for reduction of destructive effect of hydraulic shocks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2360177C1 (en) | Hydraulic shock damping device | |
| CA1180662A (en) | Eccentrically nested tube gas line silencer | |
| US4514151A (en) | Liquid pulsation dampener device | |
| CN104006260B (en) | Water lines current stabilization Broad Band Muffler | |
| RU2644426C2 (en) | Modal attenuator of noise reduction in process system (versions) and relevant method | |
| US4562036A (en) | Shock wave absorber having apertured plate | |
| CN201753815U (en) | Three-way structure | |
| JP4171759B2 (en) | Method and apparatus for decelerating and disassembling a liquid stopper placed forward in a duct | |
| CN106090523A (en) | A kind of pipeline pressure pulsation attenuator based on mass-spring system | |
| JP6480741B2 (en) | Silencer | |
| US3150689A (en) | Fluid pulsation dampening apparatus | |
| US10557566B1 (en) | Cushioned relief valve | |
| CN204785027U (en) | Water pipe way noise elimination flow straightener | |
| CN103438323B (en) | L-type impact air flow attenuator | |
| CN103453317B (en) | I-type impact air flow attenuator | |
| CN105909598A (en) | Full-frequency-band hydraulic system pressure pulsating suppression device | |
| CN104989869A (en) | Water pipe noise elimination and flow rectifier | |
| RU2623000C2 (en) | Safety device for damping short pulses of hydraulic impact and pressure pulsations | |
| CN203892793U (en) | Flow stabilizing broadband silencer for water pipeline | |
| CN104989622A (en) | Compressor and pipeline system damping energy-saving apparatus thereof | |
| RU2311584C2 (en) | Pressure stabilizer | |
| RU2744448C1 (en) | Device for protecting pipelines from shock pressure surges | |
| CN116290220B (en) | Non-negative pressure water supply equipment with vibration reduction function | |
| CN106907509B (en) | Check valve and air conditioner | |
| RU2779673C1 (en) | Liquid or gas flow rate suppressor (frs) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141102 |