RU2727104C1 - Hydraulic ram - Google Patents
Hydraulic ram Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727104C1 RU2727104C1 RU2019132929A RU2019132929A RU2727104C1 RU 2727104 C1 RU2727104 C1 RU 2727104C1 RU 2019132929 A RU2019132929 A RU 2019132929A RU 2019132929 A RU2019132929 A RU 2019132929A RU 2727104 C1 RU2727104 C1 RU 2727104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- pipe
- water
- hydraulic ram
- shock
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F7/00—Pumps displacing fluids by using inertia thereof, e.g. by generating vibrations therein
- F04F7/02—Hydraulic rams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к водоподъемным установкам и может быть применено на системах водоснабжения и для целей орошения.The invention relates to water-lifting installations and can be applied to water supply systems and for irrigation purposes.
Известен гидротаран, содержащий корпус, ударный и нагнетательный клапаны и напорную трубку. Корпус этого гидротарана имеет окно и выполнен из труб одинакового диаметра, соединенных трубчатым угольником, в котором установлен нагнетательный клапан, выполненный в виде жесткого перфорированного и эластичного дисков, соединенных между собой центрами, а ударный клапан выполнен в виде расположенного под окном корпуса подвижного жесткого цилиндрического элемента с двумя эластичными прокладками, верхняя из которых шире, а нижняя уже окна в корпусе, ориентированными вдоль оси корпуса двумя направляющими стержнями с ограничителями хода, причем напорная трубка установлена коаксиально в трубе корпуса за эластичным диском нагнетательного клапана и соединена с потребителем [ПАТЕНТ RU №2051569, кл. A01G 25/09 от 10.01.1996 г.].Known gidrotaran containing a housing, shock and discharge valves and a pressure pipe. The body of this hydraulic ram has a window and is made of pipes of the same diameter, connected by a tubular square, in which a discharge valve is installed, made in the form of a rigid perforated and elastic disks, interconnected by centers, and the shock valve is made in the form of a movable rigid cylindrical element located under the window of the body with two elastic gaskets, the upper one of which is wider, and the lower one is narrower than the windows in the body, oriented along the body axis by two guide rods with travel stops, and the pressure pipe is installed coaxially in the body pipe behind the elastic disc of the discharge valve and is connected to the consumer [PATENT RU No. 2051569 , cl.
Недостатком этого гидротарана является невысокая надежность из-за выполнения рабочего органа ударного клапана с двумя направляющими и ограничителями хода и расположения его в потоке воды боком, что приводит частому его заклиниванию. В конструкции гидротарана не предусмотрена изменение веса рабочего органа для оптимизации работы при разных питательных напорах. Рекомендуемый прямой участок питательной трубы длиной (6…12)Н, где Н - питательный напор в метрах не позволяет установить гидротаран непосредственно у водопада, имеющего питательный напор Н, что приводит к усложнению монтажа и дополнительным расходам при монтаже и дальнейшей эксплуатации.The disadvantage of this hydraulic ram is low reliability due to the execution of the working body of the shock valve with two guides and travel stops and its location in the water flow sideways, which leads to its frequent jamming. The design of the hydraulic ram does not provide for a change in the weight of the working body to optimize the work at different feeding heads. The recommended straight section of the feed pipe with a length of (6 ... 12) H, where H is the feed head in meters does not allow installing a hydraulic ram directly at the waterfall, which has a feed head H, which leads to complication of installation and additional costs during installation and further operation.
Наиболее близким техническим решением является гидравлический таран, содержащий корпус, водовоздушный колпак, ударный и нагнетательный (обратный) клапаны. В этом гидравлическом таране водовоздушный колпак разделен эластичной мембраной большого хода на водяную и воздушные части, причем в воздушную часть накачивается воздух через вентиль с золотником, а ударный клапан выполнен в виде сферы из плотной, твердой и износостойкой резины, который насажен на шток, перемещающийся в направляющей и имеющий на конце ролик, воздействующий на нижний конец двуплечего рычага, качающегося на оси, а верхний конец связан с регулируемой пружиной растяжения или ролик упирается на Г-образный двуплечий рычаг, на конце которого установлен груз-противовес с возможностью изменения момента силы, в ударном клапане в виде сферы по центру для изменения положения рабочей части, прилегающей к седлу, просверлены по осям x, у, z три отверстия для насаживания на шток, ударный клапан со штоком, помещенный внутри корпуса, связан с пружиной сжатия. [ПАТЕНТ RU №2468261, кл. F04F 7/02 (2006.01) от 27.11.2012. Бюл. №33 (прототип)].The closest technical solution is a hydraulic ram containing a body, a water-air cap, shock and discharge (check) valves. In this hydraulic ram, the water-air cap is divided by an elastic membrane with a long stroke into water and air parts, moreover, air is pumped into the air part through a valve with a spool, and the shock valve is made in the form of a sphere made of dense, hard and wear-resistant rubber, which is mounted on a rod moving in guide and having a roller at the end acting on the lower end of the two-armed lever swinging on the axis, and the upper end is connected to an adjustable tension spring or the roller rests on an L-shaped two-armed lever, at the end of which a counterweight weight is installed with the possibility of changing the moment of force, in a shock valve in the form of a sphere in the center to change the position of the working part adjacent to the seat, three holes are drilled along the x, y, z axes for fitting onto the stem, a shock valve with a stem, placed inside the body, is connected to a compression spring. [PATENT RU No. 2468261, cl.
Недостатками этого гидравлического тарана являются сложность конструкции ударного клапана. Применяемые в конструкции ударного клапана рычажного механизма, ролика и пружины разжатия и сжатия приводят к замедлению закрытия клапана, так как сопротивление пружины постоянно возрастает при движении клапана с полного открытого положения в закрытое, что смягчает гидравлический удар и снижает эффективность работы гидротарана. Прямой участок питательного трубопровода не позволяет установить гидротаран непосредственно у водопада, что приводит к усложнению монтажа и дополнительным расходам. При малых уклонах русла реки для получения необходимого питательного напора требуется большие длины питательной трубы, что снижает эффективность работы гидротарана и принуждает к изготовлению дополнительных гидравлических сооружений.The disadvantages of this hydraulic ram are the complexity of the shock valve design. The lever mechanism, roller and springs of expansion and compression used in the design of the shock valve lead to a slowdown in the closing of the valve, since the spring resistance constantly increases when the valve moves from the full open position to the closed position, which softens the water hammer and reduces the efficiency of the hydraulic ram. The straight section of the supply pipeline does not allow the installation of a hydraulic ram directly at the waterfall, which leads to a complication of installation and additional costs. With small slopes of the river channel, to obtain the necessary nutrient head, large lengths of the feed pipe are required, which reduces the efficiency of the hydraulic ram and forces the manufacture of additional hydraulic structures.
Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности гидравлического тарана, улучшения компоновки и снижения монтажных и эксплуатационных затрат.The aim of the present invention is to simplify the design and increase the reliability of the hydraulic ram, improve the layout and reduce installation and operating costs.
Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом таране, включающем питательную трубу, ударный клапан со штоком и нагнетательный клапан с эластичным диском, водовоздушный колпак и нагнетательный трубопровод, питательная труба выполнена в виде бухты и закреплена металлическими хомутами, причем два диаметрально противоположные металлические хомуты внизу соединены между собой металлической полосой, выход питательной трубы соединен с входом корпуса ударного клапана, закрепленного на металлической полосе, а вход разделен на две части, одна из которых снабжена трубой и приемником и направлена вертикально вверх, а другая часть снабжена шаровым краном и угольниками и направлена вниз, ударный и нагнетательный клапаны выполнены в одном корпусе, причем шток ударного клапана в верхней части снабжен сменными грузами и фиксатором его положения.This goal is achieved by the fact that in a hydraulic ram, including a feed pipe, a shock valve with a stem and a discharge valve with an elastic disc, a water-air cap and a discharge pipeline, the feed pipe is made in the form of a coil and secured with metal clamps, and two diametrically opposite metal clamps are connected at the bottom between themselves by a metal strip, the outlet of the feed pipe is connected to the inlet of the shock valve body, fixed on the metal strip, and the inlet is divided into two parts, one of which is equipped with a pipe and receiver and is directed vertically upwards, and the other part is equipped with a ball valve and elbows and is directed downward , shock and discharge valves are made in one body, and the shock valve stem in the upper part is equipped with replaceable weights and a lock of its position.
Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где на Фиг. 1 - Общий вид гидравлического тарана; на Фиг. 2 - Общий вид гидравлического тарана в частичном разрезе; на Фиг. 3 - Вид А на Фиг. 2; на Фиг. 4 - Конструктивная схема сборки ударного и нагнетательного клапанов и водовоздушного колпака в разрезе, при максимальном ходе ударного клапана; на Фиг. 5 - Конструктивная схема сборки ударного и нагнетательного клапанов и воздушного колпака в разрезе после регулировки хода ударного клапана; на Фиг. 6 - Монтажная схема гидравлического тарана при наличии водопада с требуемым питающим напором Н; на Фиг. 7 - Монтажная схема гидравлического тарана при малым уклоне русла реки и длинный подводящей трубе; на Фиг. 8 - Гидравлический таран в работе при малом уклоне русла реки.The essence of the proposed invention is shown in the figures, where Fig. 1 - General view of a hydraulic ram; in FIG. 2 - General view of a hydraulic ram in partial section; in FIG. 3 - View A in FIG. 2; in FIG. 4 - Structural diagram of the assembly of the shock and discharge valves and the water-air cap in section, at the maximum stroke of the shock valve; in FIG. 5 - Structural diagram of the assembly of the shock and discharge valves and the air cap in section after adjusting the stroke of the shock valve; in FIG. 6 - Wiring diagram of a hydraulic ram in the presence of a waterfall with the required supply pressure H; in FIG. 7 - Wiring diagram of a hydraulic ram with a small slope of the river bed and a long inlet pipe; in FIG. 8 - Hydraulic ram in operation with a small slope of the river bed.
Гидравлический таран (фиг. 1) состоит из питательной трубы 1, ударного 2 и нагнетательного 3 клапанов, установленные на тройнике 4, водовоздушного колпака 5 и нагнетательного трубопровода 6 с краном 7(Фиг. 2). Питательная труба 1 с рекомендуемой длиной (6…12)Н, где Н - питательный напор выполнен в виде бухты из труб ПНД и закреплена металлическими хомутами 8, 9, 10, причем два диаметрально противоположные металлические хомуты 9 и 10 внизу соединены между собой металлической полосой 11 (Фиг. 3). Выход питательного трубопровода соединен с входом тройника 4 (корпуса ударного клапана 1), закрепленного на металлическом полосе 11, а вход разделен на две части, одна из которых снабжена трубой 12 и приемником 13 и направлена вертикально в верх, а другая часть снабжена шаровым краном 14 и угольниками 15 и 16 и направлена вниз (Фиг. 2 и 3). Ударный 2 и нагнетательные 3 клапаны выполнены в корпусе тройника 4. Шток 17 ударного клапана 2 в нижней части снабжен жестким диском 18, а верхней части - сменными грузами 19 и фиксатором положения 20. Нагнетательный клапан 3 выполнен с эластичным диском 21 (Фиг. 4, 5 и 8).The hydraulic ram (Fig. 1) consists of a
Для работы гидравлического тарана необходимо создать водоисточник 22 с питательным напором Н, подводящей трубой 23 и краном 24 и накопительный резервуар 25 с нагнетательным напором h (Фиг. 6 и 7).For the operation of the hydraulic ram, it is necessary to create a
Монтаж гидравлического тарана и его запуск в работу осуществляется в двух вариантах.Installation of a hydraulic ram and its start-up is carried out in two versions.
Вариант 1:Option 1:
При наличии необходимого питательного напора Н у водоисточника (водопад) гидравлический таран устанавливают непосредственно у водопада, закрывают кран 14, открывают кран 24 и направляют слив воды в приемник 13 (Фиг. 6).In the presence of the necessary nutritional pressure H at the water source (waterfall), the hydraulic ram is installed directly at the waterfall, the
Вариант 2:Option 2:
При наличии малого уклона русла реки, когда для набора необходимого питательного напора требуется длинная подводящая труба 23 гидравлический таран устанавливают на удобном месте и посредством уголка 16 соединяют с подводящей трубой 23 и открывают кран 14 (Фиг. 7).In the presence of a small slope of the river bed, when a
Работает гидравлический таран следующим образом (Вариант 1). Вода из водоисточника 22 под напором Н через подводящую трубу 23 и кран 24 с расходом Q поступает в приемник 13, установленный на трубе 12. Благодаря тому, что кран 14 закрыт вода далее по питающей трубе 1, выполненной в виде бухты и закрепленной посредством железных хомутов 8, 9 и 10 и полосы 11 поступает в корпус тройника 4 и, с одной стороны отгибая края эластичного диска 21, заполняет нагнетательную трубу 6 через кран 7 и частично-водовоздушный колпак 5, сжимая в нем воздух, а с другой стороны начинает сливаться в атмосферу через проходные сечения ударного клапана 2. После частичного заполнения нагнетательной трубы 6 края эластичного диска 21 возвращаются в исходное положение. Далее расход воды через проходные сечения ударного клапана 1 начинает расти и при достижения скоростного напора определенной величины, поток воды воздействуя на жесткий диск 18 и преодолевая вес штока 17, жесткого диска 18 и грузов 19 резко закрывает проходные сечения ударного клапана 2 жестким диском 18. Происходит гидравлический удар, давление в корпусе тройника 4 резко поднимается и начинает перемещаться волной по питающей трубе 1 в сторону водоисточника 22. При этом часть воды, отгибая края эластичного диска 21 поступает в водовоздушный колпак 5, сжимая в нем воздух и далее под действием сжатого воздуха поступает в нагнетательный трубопровод 6. Волне повышения давления в питающей трубе 1 следует волна понижения давления, однако это понижение давления в питающей трубе 1 не приводит к открытию ударного клапана 2. Для автоматического открытия и закрытия ударного клапана 1 необходимо обеспечить условие:The hydraulic ram works as follows (Option 1). Water from the
где, h - нагнетательный напор;where, h is the discharge head;
Н - питательный напор.H - nutritional pressure.
Это условие обеспечивают путем принудительного открытия и закрытия ударного клапана 1 с помощью периодического надавливания на шток 17. После обеспечения условия благодаря гидравлическому удару, ударный клапан 2 и нагнетательный клапан 3 автоматически совершают последовательное закрытие и открытие и, сливая основную часть подводимого расхода Q обратно в русло реки расходом Q1 через ударный клапан 2 прерывисто качают часть подводимого расхода через нагнетательный клапан 3 в водовоздушный колпак 5, сжимая воздух в нем. Далее под давлением сжатого воздуха вода из водовоздушного колпака 5 с постоянным расходом q через кран 7 и нагнетательную трубу 6 поступает в накопительный резервуар 25.This condition is ensured by forcibly opening and closing the
Сменные грузы 19 и фиксатор положения 20 штока 17 (Фиг. 5) позволяют установить оптимальный режим работы гидравлического тарана при разных питательных напорах Н путем изменения величины как груза 19 так и хода штока 17.
Работа гидравлического тарана при варианте 2 (Фиг. 7 и 8) не отличается от работы варианта 1. Выполнение определенной части питательной трубы длиной (6…12)Н в виде бухты и снабжения входа с одной стороны вертикальной трубой 12 и приемником 13, а с другой краном 14 и угольниками 15 и 16 позволяют при малых уклонах русла реки исключить отрицательное влияние длинной питательной трубы на оптимальную работу тарана. В варианте 2 независимо от длины подводящей трубы 23 при работе тарана гидравлические волны повышения и понижения давления в питательной трубе 1 распространяются от ударного клапана 2 до вертикальной трубы 12 и обратно, а не от ударного клапана 2 до водоисточника 22 и обратно, что привело бы не эффективной работе гидравлического тарана.The operation of the hydraulic ram in option 2 (Figs. 7 and 8) does not differ from the operation of
Таким образом, благодаря тому, что питательная труба 1 выполнена в виде бухты и закреплена металлическими хомутами 8,9 и 10, выход питательной трубы соединен с входом корпуса ударного клапана 4, закрепленного на металлической полосе 11, а вход разделен на две части, одна из которых снабжена трубой 12 с приемником 13 и направлена вертикально вверх, а другая - снабжена шаровым краном 14 и угольниками 15 и 16 и направлена вниз, шток ударного клапана в верхней части снабжен сменными грузами 19 и фиксатором положения 20 штока 17, исключено влияние длинной подводящей трубы на оптимальную работу тарана, обеспечена возможность установления оптимальных режимов работы тарана при разных питательных напорах, упрощены монтаж и эксплуатация при малых уклонах русла реки и наличии водопада с питательным напором Н, и, тем самым достигнуто упрощение конструкции и повышение надежности гидравлического тарана, улучшения компоновки и снижения монтажных и эксплуатационных затрат.Thus, due to the fact that the
В условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» в 2019 году был изготовлен экспериментальный образец гидравлического тарана со следующими техническими характеристиками:In the conditions of the workshops of the FGBNU VNII "Raduga" in 2019, an experimental model of a hydraulic ram was manufactured with the following technical characteristics:
Стендовые испытания экспериментального образца в лабораторных условиях в диапазоне изменения питательного напора 0,5…1,5 м, а нагнетательного напора 3…10 м показали высокую надежность работы гидравлического тарана. Гидравлический таран компактен и удобен при монтаже и эксплуатации.Bench tests of the experimental sample in laboratory conditions in the range of changes in the feeding head of 0.5 ... 1.5 m, and the discharge head of 3 ... 10 m showed the high reliability of the hydraulic ram. The hydraulic ram is compact and easy to install and operate.
Применение предполагаемого изобретения в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения и сельхозводоснабжения путем повышения надежности и снижения монтажных и эксплуатационных затрат гидравлического тарана.The application of the proposed invention in agriculture will increase the reliability and efficiency of irrigation and agricultural water supply systems by increasing the reliability and reducing the installation and operating costs of the hydraulic ram.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132929A RU2727104C1 (en) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Hydraulic ram |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132929A RU2727104C1 (en) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Hydraulic ram |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727104C1 true RU2727104C1 (en) | 2020-07-20 |
Family
ID=71616832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019132929A RU2727104C1 (en) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Hydraulic ram |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727104C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20457A1 (en) * | 1929-10-25 | 1931-04-30 | Д.И. Трембовельский | Combined installation of hydraulic rams |
US4054399A (en) * | 1975-05-16 | 1977-10-18 | Alfred Maurer | Hydraulic ram valve unit |
US4537563A (en) * | 1983-04-14 | 1985-08-27 | Katsuhiko Ohki | Ram pumps |
DE202008006552U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-23 | Afanassev, Sergei | Water supply system |
RU2468261C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-27 | Александр Петрович Акимов | Hydraulic ram |
-
2019
- 2019-10-17 RU RU2019132929A patent/RU2727104C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20457A1 (en) * | 1929-10-25 | 1931-04-30 | Д.И. Трембовельский | Combined installation of hydraulic rams |
US4054399A (en) * | 1975-05-16 | 1977-10-18 | Alfred Maurer | Hydraulic ram valve unit |
US4537563A (en) * | 1983-04-14 | 1985-08-27 | Katsuhiko Ohki | Ram pumps |
DE202008006552U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-23 | Afanassev, Sergei | Water supply system |
RU2468261C1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-27 | Александр Петрович Акимов | Hydraulic ram |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1815132B1 (en) | Sea wave energy converter | |
CA2522972A1 (en) | Downhole pump | |
CN106284503B (en) | A kind of rain water on roof is unpowered collection and green area irrigation device | |
CN102278503A (en) | Integral pressure reduction valve | |
RU2727104C1 (en) | Hydraulic ram | |
US8523542B2 (en) | Pumping device for pumping fluid | |
CA1238242A (en) | Water pump system | |
CN110284857B (en) | Hydraulic oil production device and bidirectional flow divider thereof | |
SU1113047A1 (en) | Hydraulic pneumatic accumulator for pulse irrigation | |
CN202132567U (en) | Integrated reducing valve | |
US4537563A (en) | Ram pumps | |
CN209975644U (en) | Water discharge valve | |
CN106870815B (en) | Balance type direct-acting water attack relief valve | |
US1481134A (en) | Hydraulic pump | |
CN2479178Y (en) | Hydraulic pereussion device | |
CN201651748U (en) | Full automatic gas pressurization floater drain valve | |
CN201487364U (en) | Novel ball float valve | |
US2988158A (en) | Pipe driving device | |
CN214425237U (en) | Slow-closure check valve convenient to adjust | |
CN102431742B (en) | Full-automatic adjustable drain valve | |
RU2611531C1 (en) | Surf hydraulic ram | |
JP2002005100A (en) | Water hammer pump | |
RU2576100C1 (en) | Hydraulic ram | |
CN104047826A (en) | Multistage compression type air compressor | |
RU2382912C2 (en) | Mobile hydraulic ram |