RU2781900C1

RU2781900C1 - Combined device for damping pressure fluctuations in pipelines of power plants and noise reduction of power plants

Info

Publication number: RU2781900C1
Application number: RU2021136060A
Authority: RU
Inventors: Андрей Витальевич Васильев; Василий Васильевич Ермаков; Варвара Андреевна Виноградова
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2022-10-19

Abstract

FIELD: vibroacoustic protection.

SUBSTANCE: invention relates to the field of vibroacoustic protection. The device for damping hydrodynamic and gas-dynamic pressure fluctuations includes a perforated insert installed in the housing, supported by its flange on springs, pushers passed through the seal, channels of the housing cover, holes of the rear support ring. The device is additionally equipped with pressure and sound pulsation sensors, bellows compensators, a block for generating characteristics of pressure and sound pulsation compensation, a vibrator actuator and an additional sound compensation source. Bellows compensators are installed in the cut-out section of the pipeline on both sides of the collapsible housing, pressure and/or sound pulsation sensors are placed in front of the bellows compensators, connected to a unit that transmits the compensating signal generated by it to the vibrator actuator and/or to an additional sound compensation source. The support part of the perforated insert is made in the form of a disk, and the diameters of its holes are calculated to ensure maximum efficiency of the device by equalizing pressure pulsations and velocities during the propagation of the gas or liquid flow of the medium through the pipeline. The pusher is equipped with a guide washer.

EFFECT: reduction of gas/hydrodynamic noise and pressure pulsations in pipeline systems is provided.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области виброакустической защиты, касается вопросов снижения и распространения газо- и гидродинамического шума и газо- и гидродинамических колебаний (пульсаций) давления в трубопроводных системах энергетических установок.The invention relates to the field of vibroacoustic protection, deals with the reduction and propagation of gas and hydrodynamic noise and gas and hydrodynamic fluctuations (pulsations) of pressure in pipeline systems of power plants.

Известно устройство активного гашения гидродинамического шума в системах трубопроводов (патент RU 2 578 792 C2), включающее участок трубопровода с двумя приваренными упорными фланцами, между которыми закреплены вибраторы. Контроллер вырабатывает на вибраторы управляющие сигналы с использованием информации с акселерометров. Акселерометр состоит из вставки в вырезанный между фланцами участок трубы, которая имеет свои фланцы и элемент, являющийся упругим и гофрированным. Также в состав акселерометра входят вибраторы, которые закреплены параллельно оси трубопровода; и контроллер, который вырабатывает дополнительно управляющие сигналы с использованием сигналов с гидрофонов. Устройство эффективно снижает гидродинамический шум, однако не оказывает влияния на снижение пульсации давления внутри трубопровода, что может вызывать колебания и шум после прохождения данного устройства. К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства, можно отнести то, что в известном устройстве отсутствуют элементы, оказывающие влияние на пульсацию давления внутри трубопровода.A device for active damping of hydrodynamic noise in pipeline systems (patent RU 2 578 792 C2) is known, including a pipeline section with two welded thrust flanges, between which vibrators are fixed. The controller generates control signals for the vibrators using information from the accelerometers. The accelerometer consists of an insert into a section of pipe cut between the flanges, which has its own flanges and an element that is elastic and corrugated. The accelerometer also includes vibrators, which are fixed parallel to the axis of the pipeline; and a controller that further generates control signals using signals from the hydrophones. The device effectively reduces hydrodynamic noise, but does not affect the reduction of pressure pulsation inside the pipeline, which can cause vibrations and noise after passing this device. The reasons hindering the achievement of the specified technical result when using the known device include the fact that in the known device there are no elements that affect the pressure pulsation inside the pipeline.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для гашения пульсаций давления (патент RU 2062940 C1). Гаситель пульсаций давления включает регулировочные винты и перфорированную вставку, которая опирается своим фланцем на упругие элементы в виде пружин. Пружины расположены по обе стороны фланца и перемещаются по направляющим между опорным и прижимным кольцами. Перфорированная вставка выполнена конусной, а диаметр ее отверстий уменьшается от входа к выходу. Между пружинами и фланцем с обеих его сторон установлены прокладки из шумопоглощающего материала. Гаситель снабжен толкателями и дополнительным опорным кольцом. Опорные кольца установлены с упором в корпус. В корпусе выполнены каналы, а в дополнительном опорном кольце - отверстия, в которых установлены пропущенные через уплотнения толкатели, одним концом упирающиеся в прижимное кольцо, а другим в регулировочные винты с навинченными на них контргайками. При этом перфорированная вставка, опорные и прижимные кольца, направляющие, пружины и прокладки собраны в единую кассету. Устройство принято за прототип. The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of a combination of features is a device for damping pressure pulsations (patent RU 2062940 C1). The pressure pulsation damper includes adjusting screws and a perforated insert, which rests with its flange on elastic elements in the form of springs. The springs are located on both sides of the flange and move along the guides between the support and clamping rings. The perforated insert is tapered, and the diameter of its holes decreases from inlet to outlet. Gaskets made of sound-absorbing material are installed between the springs and the flange on both sides. The absorber is equipped with pushers and an additional support ring. The support rings are installed with an emphasis on the body. Channels are made in the body, and holes are made in the additional support ring, in which pushers passed through the seals are installed, one end resting against the clamping ring, and the other end against the adjusting screws with lock nuts screwed on them. At the same time, the perforated insert, support and clamping rings, guides, springs and gaskets are assembled into a single cassette. The device is taken as a prototype.

Устройство-прототип обладает рядом недостатков. Оно позволяет снижать пульсации давления, однако не позволяет достигать снижения гидродинамического (аэродинамического или газодинамического) шума при распространении потока газа (жидкости) через трубопровод. Устройство-прототип имеет усложненную конструкцию, содержит регулировочные винты, прижимное кольцо, упругие демпферы, требует настройки частоты резонансных колебаний колебательной системы «перфорированная конусная вставка – упругие демпферы». При этом использование устройства-прототипа не позволяет достичь значительного эффекта снижения пульсаций давления газа. Согласно описанию устройства-прототипа, перфорация конуса-вставки позволяет разрушать крупные вихри, переводя низкочастотные колебания в высокочастотные. Но высокочастотные колебания также могут создавать значительные вибрации трубопроводов. Кроме того, в условиях рабочей среды возможна перенастройка частоты резонансных колебаний колебательной системы «перфорированная конусная вставка – упругие демпферы», что может снизить эффективность снижения пульсаций давления, а в некоторых случаях даже увеличить амплитуду пульсаций.The prototype device has a number of disadvantages. It allows to reduce pressure fluctuations, however, it does not allow to achieve a reduction in hydrodynamic (aerodynamic or gas-dynamic) noise during the propagation of a gas (liquid) flow through the pipeline. The prototype device has a complicated design, contains adjusting screws, a clamping ring, elastic dampers, requires tuning the frequency of resonant oscillations of the oscillatory system "perforated cone insert - elastic dampers". The use of the prototype device does not allow to achieve a significant effect of reducing gas pressure pulsations. According to the description of the prototype device, the perforation of the cone-insert allows you to destroy large vortices, converting low-frequency vibrations into high-frequency ones. But high frequency vibrations can also create significant vibrations in pipelines. In addition, under the conditions of the working environment, it is possible to reconfigure the frequency of resonant oscillations of the oscillatory system "perforated cone insert - elastic dampers", which can reduce the efficiency of reducing pressure pulsations, and in some cases even increase the amplitude of pulsations.

К причинам недостаточной эффективности работы и недостижения указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, можно отнести то, что в известном устройстве отсутствует компенсация пульсаций давления по центру канала и вблизи стенок трубопровода, что снижает эффективность его работы.The reasons for the lack of efficiency and the failure to achieve the technical result indicated below when using the known device, taken as a prototype, include the fact that in the known device there is no compensation for pressure pulsations in the center of the channel and near the walls of the pipeline, which reduces its efficiency.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять одновременное эффективное гашение газо- и гидродинамического шума и газо- и гидродинамических пульсаций давления в трубопроводных системах, генерируемых при работе энергетических установок и повысить эффективность снижения пульсаций давления и шума при распространении потока газа или жидкости по трубопроводу.The proposed device allows for the simultaneous effective suppression of gas and hydrodynamic noise and gas and hydrodynamic pressure pulsations in pipeline systems generated during the operation of power plants and to increase the efficiency of reducing pressure pulsations and noise during the propagation of a gas or liquid flow through the pipeline.

Технический результат изобретения – одновременное эффективное гашение газо- и гидродинамического шума и газо- и гидродинамических пульсаций давления в трубопроводных системах, генерируемых при работе энергетических установок, эффективное снижение пульсаций давления и шума при распространении потока газа или жидкости по трубопроводу в широком диапазоне частот, защита трубопровода от деформаций и расширений, вызванных воздействием вибрации и перепадами температуры среды и, как следствие, снижение риска аварий в промышленных условиях, а также расширение функций гасителя пульсаций давления.The technical result of the invention is the simultaneous effective suppression of gas and hydrodynamic noise and gas and hydrodynamic pressure pulsations in pipeline systems generated during the operation of power plants, the effective reduction of pressure pulsations and noise during the propagation of a gas or liquid flow through a pipeline in a wide frequency range, pipeline protection from deformations and expansions caused by vibration and temperature fluctuations of the medium and, as a result, reducing the risk of accidents in industrial conditions, as well as expanding the functions of the pressure pulsation damper.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве гашения гидродинамических и газодинамических колебаний давления в трубопроводах энергетических установок, включающем установленную в разборном корпусе с крышкой с входом и выходом перфорированную вставку с уменьшающимся диаметром отверстий от входа к выходу, опирающуюся своим фланцем, снабженным с обеих сторон шумопоглощающими прокладками, на упругие элементы в виде пружин, расположенных по обе стороны фланца и перемещающихся по направляющим закрепленным между передним и задним опорными кольцами, установленными с упором в корпус и его крышку, снабженную каналами, толкатели, пропущенные через уплотнение, каналы крышки корпуса, отверстия заднего опорного кольца, особенность заключается в том, что оно дополнительно снабжено датчиками пульсаций давления и звука, сильфонными компенсаторами, блоком формирования характеристик компенсации пульсаций давления и звука, исполнительным элементом вибратора и дополнительным источником, или источниками, компенсации звука, при этом сильфонные компенсаторы установлены в вырезанный участок трубопровода с обеих сторон разборного корпуса, перед сильфонными компенсаторами размещены датчики пульсаций давления и, или, звука, соединенные с блоком формирования характеристик компенсации пульсаций давления и звука, передающим выработанный им компенсирующий сигнал на исполнительный элемент вибратора и, или, на дополнительный источник компенсации звука; перфорированная вставка, опорная часть которой выполнена в виде диска, а диаметры её отверстий выполнены из расчёта обеспечения максимальной эффективности работы устройства за счет выравнивания пульсаций давления и скоростей при распространении потока газа или жидкости среды по трубопроводу; толкатель снабжён направляющей шайбой.The technical result is achieved by the fact that in a known device for damping hydrodynamic and gas-dynamic pressure fluctuations in pipelines of power plants, including a perforated insert installed in a collapsible housing with a cover with an inlet and outlet, with a decreasing diameter of the holes from the inlet to the outlet, supported by its flange, provided on both sides noise-absorbing gaskets, on elastic elements in the form of springs located on both sides of the flange and moving along guides fixed between the front and rear support rings, installed with an emphasis on the housing and its cover, equipped with channels, pushers passed through the seal, channels of the housing cover, holes rear support ring, the peculiarity lies in the fact that it is additionally equipped with pressure and sound pulsation sensors, bellows compensators, a block for generating pressure and sound pulsation compensation characteristics, a vibrator actuator and an additional source, or sources, sound compensation, while the bellows compensators are installed in the cut section of the pipeline on both sides of the collapsible housing, in front of the bellows compensators there are sensors for pressure pulsations and, or sound, connected to the block for forming the characteristics of pressure and sound pulsation compensation, which transmits the compensating signal generated by it to the executive element of the vibrator and, or, to an additional source of sound compensation; perforated insert, the supporting part of which is made in the form of a disk, and the diameters of its holes are made to ensure maximum efficiency of the device by equalizing pressure and velocity pulsations during the propagation of a gas or liquid medium flow through the pipeline; the pusher is equipped with a guide washer.

Блок формирования характеристик компенсации пульсаций давления и звука вырабатывает компенсирующий сигнал либо для уменьшения пульсаций давления, либо для снижения звука.The pressure pulsation and sound compensation characterization unit generates a compensation signal either to reduce pressure pulsations or to reduce sound.

Исполнительный элемент вибратора выполнен в виде осциллирующей заслонки, поршня или виброактивной массы.The executive element of the vibrator is made in the form of an oscillating damper, a piston or a vibroactive mass.

Дополнительный источник компенсации звука может быть выполнен в виде громкоговорителя. Внутренняя часть перфорированной вставки может иметь параболоидальную, круглую, прямоугольную или конусообразную форму.An additional source of sound compensation can be made in the form of a loudspeaker. The interior of the perforated insert may be paraboloidal, circular, rectangular or cone shaped.

Сущность изобретения заключается в следующем. The essence of the invention is as follows.

Устройство гашения колебаний давления в трубопроводах энергетических установок, создаваемых потоком газа или жидкости от энергетических установок и вызывающих вибрацию трубопроводов, и снижения шума энергетических установок имеет перфорированную вставку, направляющую, демпфирующие пружины, переднее и заднее мягкие опорные кольца, сильфонные компенсаторы, соединительные фланцы и систему формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки. Опорная часть перфорированной вставки выполнена в виде диска, а внутренняя - может иметь различную форму (например, параболоидальную, круглую, прямоугольную, конусообразную и др.) и различные размеры, выбираемые в зависимости от типа энергетической установки, вида потока рабочей среды (газ, жидкость), характеристик и характера распространения рабочей среды по трубопроводу, а диаметры отверстий перфорированной вставки варьируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы устройства за счет выравнивания пульсаций давления и скоростей потока при распространении потока газа или жидкости среды по трубопроводу. The device for damping pressure fluctuations in the pipelines of power plants, created by the flow of gas or liquid from power plants and causing vibration of pipelines, and reducing the noise of power plants has a perforated insert, a guide, damping springs, front and rear soft support rings, bellows compensators, connecting flanges and a system formation of compensation characteristics for pressure pulsations and noise of a power plant. The supporting part of the perforated insert is made in the form of a disk, and the inner part can have a different shape (for example, paraboloidal, round, rectangular, cone-shaped, etc.) and different sizes, selected depending on the type of power plant, the type of flow of the working medium (gas, liquid ), characteristics and nature of the distribution of the working medium through the pipeline, and the diameters of the holes of the perforated insert vary in such a way as to ensure maximum efficiency of the device by equalizing pressure pulsations and flow rates during the propagation of a gas or liquid medium flow through the pipeline.

Для снижения пульсаций давления при распространении потока газа или жидкости в трубопроводе распределение отношения пропускной площади отверстий перфорированной вставки выполняется приближенным к отношению скорости установившегося стационарного течения в сечении трубопровода к ее среднему значению.To reduce pressure fluctuations during the propagation of a gas or liquid flow in a pipeline, the distribution of the ratio of the throughput area of the holes of the perforated insert is carried out close to the ratio of the steady state flow velocity in the pipeline cross section to its average value.

При реальных средних скоростях течения газа, соответствующих числам Рейнольдса Re>4·10³, распределение скорости по радиусу трубы определяется универсальной логарифмической зависимостью профиля скоростей, подтвержденной экспериментально (Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 7-е изд. - М.: Дрофа, 2003. - 651-660 с.).At real average gas flow velocities corresponding to Reynolds numbers Re>4 10 ³ , the velocity distribution along the pipe radius is determined by the universal logarithmic dependence of the velocity profile, confirmed experimentally (Loytsyansky L.G. Fluid and gas mechanics. 7th ed. - M. : Bustard, 2003. - 651-660 p.).

Расчет теоретического распределения пропускной площади отверстий перфорированной вставки проводится по формулам (1) и (2):The calculation of the theoretical distribution of the throughput area of the holes of the perforated insert is carried out according to formulas (1) and (2):

dF_O(F_В) = k(F_В)

(F_T - F_В)dF_В, (1)dF _O (F _B ) = k(F _B )

(F _T - F _B )dF _B , (1)

k(F_p) =

, (2)k(F _p ) =

, (2)

где: F_O(F_В) – теоретическое распределение пропускной площади отверстий перфорированной вставки по площади ее поперечного сечения F_В;where: F _O (F _B ) is the theoretical distribution of the throughput area of the holes of the perforated insert over its cross-sectional area F _B ;

k(F_В) – коэффициент распределения пропускной площади отверстий по площади поперечного сечения перфорированной вставки;k(F _В ) is the distribution coefficient of the throughput area of the holes over the cross-sectional area of the perforated insert;

n – количество отверстий в перфорированной вставке;n is the number of holes in the perforated insert;

F_O – пропускная площадь отверстий в перфорированной вставке;F _O - throughput area of the holes in the perforated insert;

F_В – площадь поперечного сечения перфорированной вставки в трубопроводе;F _B is the cross-sectional area of the perforated insert in the pipeline;

F_p – площадь поперечного сечения внутри трубопровода;F _p - cross-sectional area inside the pipeline;

V_C – средняя скорость течения среды в трубопроводе за перфорированной вставки, рассчитанная по величине объемного расхода и площади трубопровода;V _C - the average flow rate of the medium in the pipeline behind the perforated insert, calculated from the volumetric flow rate and the area of the pipeline;

V(F_P) – скорость установившегося стационарного течения в поперечном сечении трубопровода площадью F_p.V(F _p ) is the velocity of a steady steady flow in the cross section of the pipeline with area F _p .

Исходя из характера распространения потока газа (жидкости) по трубопроводу наиболее универсальной формой внутренней части перфорированной вставки является параболоидальная.Based on the nature of the distribution of the gas (liquid) flow through the pipeline, the most universal shape of the inner part of the perforated insert is paraboloidal.

Перфорированная вставка размещена непосредственно в канале трубопровода между двумя сильфонными компенсаторами.The perforated insert is placed directly in the pipeline channel between two bellows expansion joints.

Предлагаемое устройство позволяет благодаря своим конструкционным особенностям эффективно гасить как шум, так и газо- и гидродинамические пульсации давления в трубопроводных системах энергетических установок. Многофункциональное использование устройства достигается путем совмещения в одном гасителе колебаний давления – глушителе шума двух функций.The proposed device allows, due to its design features, to effectively dampen both noise and gas- and hydrodynamic pressure pulsations in pipeline systems of power plants. The multifunctional use of the device is achieved by combining two functions in one damper of pressure fluctuations - noise damper.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, где приняты следующие обозначения: 1- трубопровод; 2 – датчик пульсаций давления и (или) звука; 3 – фланец соединения с трубопроводом; 4 – сильфонный компенсатор; 5 – фланец соединения с корпусом; 6 –переднее опорное кольцо; 7 – направляющая; 8 – демпфирующие пружины; 9 –заднее опорное кольцо; 10 – корпус; 11 –шумопоглощающая прокладка; 12 – рабочий диск; 13 – направляющая шайба штанги-толкателя; 14 – перфорированная вставка; 15 – штанга-толкатель вибратора; 16 – фторопластовый уплотнитель; 17 – крышка корпуса; 18 – исполнительный элемент вибратора; 19 – блок формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки; 20 – опорный фланец; 21 – дополнительный источник компенсации звука.In FIG. 1 shows the proposed device, where the following designations are accepted: 1 - pipeline; 2 – sensor of pressure and (or) sound pulsations; 3 - flange connection with the pipeline; 4 - bellows compensator; 5 - flange connection with the body; 6 - front support ring; 7 - guide; 8 - damping springs; 9 - rear support ring; 10 - housing; 11 - noise-absorbing gasket; 12 - working disk; 13 - push rod guide washer; 14 - perforated insert; 15 – rod-pusher of the vibrator; 16 - fluoroplastic sealant; 17 – housing cover; 18 – executive element of the vibrator; 19 - block for the formation of characteristics for compensating pressure pulsations and noise of a power plant; 20 - support flange; 21 - additional source of sound compensation.

В вырезанный участок трубопровода 1 помещается сильфонный компенсатор 4, за которым прикрепляется перфорированная вставка 14, выполняющая функцию гасителя колебаний давления – глушителя шума. Опорная часть перфорированной вставки выполнена в виде диска, внутренняя - может иметь различную форму (например, параболоидальную, круглую, прямоугольную, конусообразную и др.) и различные размеры, а диаметры её отверстий варьируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы устройства за счет выравнивания пульсаций давления и скоростей при распространении потока газа или жидкости среды по трубопроводу. При этом, исходя из характера распространения потока газа (жидкости) по трубопроводу, наиболее универсальной формой внутренней части перфорированной вставки является параболоидальная.A bellows compensator 4 is placed in the cut section of the pipeline 1, behind which a perforated insert 14 is attached, which acts as a pressure fluctuation damper - a noise silencer. The supporting part of the perforated insert is made in the form of a disk, the inner part can have a different shape (for example, paraboloidal, round, rectangular, cone-shaped, etc.) and different sizes, and the diameters of its holes vary in such a way as to ensure maximum efficiency of the device due to alignment pulsations of pressure and velocities during the propagation of a gas or liquid medium flow through a pipeline. In this case, based on the nature of the distribution of the gas (liquid) flow through the pipeline, the most universal shape of the inner part of the perforated insert is paraboloidal.

Перфорированная вставка 14, выполняющая функции гасителя колебаний давления и глушителя шума, опирается своим рабочим диском 12 на упругие элементы в виде пружин – демпфирующие пружины 8. Демпфирующие пружины 8 перемещаются по направляющим 7 между корпусом 10 и крышкой корпуса 17. Между демпфирующими пружинами 8 и корпусом 10 с обеих сторон установлены опорные кольца из шумоизолирующего и (или) шумопоглощающего материала, например, резины, фибролита, полиуретана и др.: переднее опорное кольцо 6 и заднее опорное кольцо 9. В крышке корпуса 17 выполнены каналы, а в шумопоглощающей прокладке 11 и направляющей шайбе штанги-толкателя 13 сделаны отверстия, в которых установлены пропущенные через фторопластовый уплотнитель 16 штанги-толкатели вибратора 15 исполнительных элементов вибратора 18 (вибраторов). При этом перфорированная вставка 14, направляющая 7, демпфирующие пружины 8, переднее опорное кольцо 6 и заднее опорное кольцо 9 собраны в единую кассету, после которой помещается второй сильфонный компенсатор 4. Направляющая шайба штанги-толкателя 13 размещается исходя из удобства компановки и конструктивных особенностей энергетической установки и может быть прикреплена, например, к стенке корпуса 10.The perforated insert 14, which performs the functions of a pressure fluctuation damper and a noise silencer, rests with its working disk 12 on elastic elements in the form of springs - damping springs 8. Damping springs 8 move along guides 7 between the housing 10 and the housing cover 17. Between the damping springs 8 and the housing 10, support rings made of noise-insulating and (or) noise-absorbing material, for example, rubber, fiberboard, polyurethane, etc., are installed on both sides: front support ring 6 and rear support ring 9. The guide washer of the pusher rod 13 has holes in which the pusher rods of the vibrator 15 of the actuators of the vibrator 18 (vibrators) are passed through the fluoroplastic sealant 16. In this case, the perforated insert 14, the guide 7, the damping springs 8, the front support ring 6 and the rear support ring 9 are assembled into a single cassette, after which the second bellows compensator 4 is placed. installation and can be attached, for example, to the wall of the housing 10.

Для измерения параметров пульсаций давления жидкости или газа и шума в трубопроводе энергетической установки перед обоими сильфонными компенсаторами 4, на поверхности трубопровода, установлен датчик (или датчики) пульсаций давления и (или) звука, например, выполненный (выполненные) в виде датчиков вибрации или в виде чувствительных микрофонов. Данные с датчиков пульсаций давления и (или) звука 2 передаются на блок формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки 19, выполненный, например, в виде программируемого логического цифрового контроллера, который вырабатывает компенсирующий сигнал с характеристиками, необходимыми для эффективной компенсации, и подает его на исполнительный элемент вибратора 18 и (или) на дополнительный источник компенсации звука 21. Соединения с трубопроводом и отдельными элементами устройства происходят при помощи фланца соединения с трубопроводом 3, фланца соединения с корпусом 5 и опорного фланца 20.To measure the parameters of liquid or gas pressure pulsations and noise in the pipeline of a power plant, in front of both bellows expansion joints 4, on the surface of the pipeline, a sensor (or sensors) of pressure pulsations and (or) sound is installed, for example, made (made) in the form of vibration sensors or in sensitive microphones. The data from the pressure pulsation and (or) sound 2 sensors are transmitted to the power plant 19 pressure pulsation and noise compensation characterization unit 19, made, for example, in the form of a programmable logic digital controller, which generates a compensating signal with the characteristics necessary for effective compensation, and supplies it to the actuating element of the vibrator 18 and (or) to an additional source of sound compensation 21. Connections to the pipeline and individual elements of the device are made using the connection flange with the pipeline 3, the connection flange with the body 5 and the support flange 20.

При компоновке этих механизмов в систему трубопроводов удается получить максимальные эффекты по уменьшению потоков колебательной и акустической энергии по всем трем путям ее распространения: через амортизацию, по воздушной среде и через трубопроводы.By arranging these mechanisms in a piping system, it is possible to obtain maximum effects in reducing the flow of vibrational and acoustic energy along all three ways of its distribution: through depreciation, through the air and through pipelines.

Устройство может содержать несколько датчиков пульсаций давления и (или) звука 2 и несколько штанг-толкателей вибратора 15.The device may contain several sensors of pressure pulsations and (or) sound 2 and several push rods of the vibrator 15.

Устройство работает следующим образом. Поток газа или жидкости, генерирующий пульсации давления и шум, проходит через трубопровод 1 и первый сильфонный компенсатор 4 в единую кассету, включающую перфорированную вставку 14, направляющие 7, демпфирующие пружины 8, переднее опорное кольцо 6 и заднее опорное кольцо 9 и, проходя через второй сильфонный компенсатор 4, продолжает распространяться по трубопроводу энергетической установки. Под воздействием колебательной энергии потока газа или жидкости перфорированная вставка 14, размещенная в трубопроводе, начинает совершать колебательные движения. Сглаживание (выравнивание) пульсаций давления достигается путем прохождения потока газа или жидкости среды через перфорированные отверстия вставки и демпфирующих свойств пружин. Эффект снижения шума достигается за счет шумоизолирующих и (или) шумопоглощающих свойств мягких опорных колец: переднего опорного кольца 6 и заднего опорного кольца 9. Дополнительно колеблющаяся перфорированная вставка 14 через штанги-толкатели вибратора 15 передает колебательную энергию на исполнительные элементы вибратора 18 (вибраторов), демпфирующие колебательную энергию потока газа или жидкости и снижающие тем самым пульсации давления и шум при распространении потока по трубопроводу. Использование сильфонных компенсаторов 4 позволяет дополнительно сглаживать пульсации давления потока жидкости или газа в трубопроводе, а также осуществлять дополнительную защиту трубопровода от деформаций и расширений, вызванных воздействием вибрации и перепадами температуры среды. Это позволит снизить риск аварий в промышленных условиях.The device works as follows. The flow of gas or liquid, generating pressure pulsations and noise, passes through the pipeline 1 and the first bellows compensator 4 into a single cassette, including a perforated insert 14, guides 7, damping springs 8, front support ring 6 and rear support ring 9 and, passing through the second bellows compensator 4 continues to spread through the pipeline of the power plant. Under the influence of the vibrational energy of the gas or liquid flow, the perforated insert 14 placed in the pipeline begins to oscillate. Smoothing (alignment) of pressure pulsations is achieved by passing the flow of gas or liquid medium through the perforated holes of the insert and the damping properties of the springs. The noise reduction effect is achieved due to the noise-insulating and (or) noise-absorbing properties of the soft support rings: the front support ring 6 and the rear support ring 9. Additionally, the oscillating perforated insert 14 transmits vibrational energy through the pusher rods of the vibrator 15 to the actuators of the vibrator 18 (vibrators), damping the oscillatory energy of a gas or liquid flow and thereby reducing pressure pulsations and noise when the flow propagates through the pipeline. The use of bellows compensators 4 makes it possible to additionally smooth pressure fluctuations in the flow of liquid or gas in the pipeline, as well as provide additional protection of the pipeline from deformations and expansions caused by vibration and temperature changes in the medium. This will reduce the risk of accidents in industrial environments.

Заявляемое устройство также содержит систему формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки, позволяющую достичь дополнительного эффекта снижения пульсаций давления и шума при распространении газо-гидродинамического потока в трубопроводе энергетической установки, в том числе в диапазоне низких частот.The claimed device also contains a system for generating characteristics for compensating pressure pulsations and noise of a power plant, which makes it possible to achieve an additional effect of reducing pressure pulsations and noise during the propagation of a gas-hydrodynamic flow in the pipeline of a power plant, including in the low frequency range.

Датчики пульсаций давления и (или) звука 2 определяют характеристики пульсаций давления и (или) звука и передают полученные данные на блок формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки 19, который вырабатывает компенсирующий сигнал и подает его на исполнительный элемент вибратора 18 в противофазе к звуку и (или) пульсациям давления жидкости и (или) газа, проходящим через трубопровод 1 энергетической установки, с необходимыми для эффективной компенсации характеристиками звука и вибрации. В результате суперпозиции и (или) интерференции звука и (или) пульсаций давления жидкости и (или) газа, проходящих через трубопровод 1 энергетической установки, и компенсирующего сигнала, генерируемого блоком формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки 19 и подаваемого на исполнительный элемент вибратора 18 и (или) дополнительный источник (источники) компенсации звука, генерирующими звук и вибрацию с требуемыми для эффективной компенсации виброакустическими характеристиками, достигается эффективное ослабление (компенсация) пульсаций давления и шума энергетической установки. При этом перфорированная вставка 14, опорная часть которой выполнена в виде диска, а внутренняя часть может иметь различную форму (например, параболоидальную, круглую, прямоугольную и др.) и различные размеры, выбираемые в зависимости от типа энергетической установки, вида потока рабочей среды (газ, жидкость), характеристик и характера распространения рабочей среды по трубопроводу. Диаметры отверстий внутренней части перфорированной вставки варьируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы устройства за счет выравнивания пульсаций давления и скоростей при распространении потока газа или жидкости среды по трубопроводу.Sensors of pressure pulsations and (or) sound 2 determine the characteristics of pressure pulsations and (or) sound and transmit the obtained data to the block for the formation of characteristics for compensating pressure pulsations and noise of power plant 19, which generates a compensating signal and feeds it to the actuator element of the vibrator 18 in antiphase to sound and (or) pressure pulsations of liquid and (or) gas passing through the pipeline 1 of the power plant, with the sound and vibration characteristics necessary for effective compensation. As a result of the superposition and (or) interference of sound and (or) pressure pulsations of the liquid and (or) gas passing through the pipeline 1 of the power plant, and the compensating signal generated by the block for the formation of characteristics for compensating pressure pulsations and noise of the power plant 19 and supplied to the actuating element vibrator 18 and (or) an additional source (sources) of sound compensation, generating sound and vibration with the vibroacoustic characteristics required for effective compensation, effective attenuation (compensation) of pressure pulsations and noise of the power plant is achieved. At the same time, the perforated insert 14, the supporting part of which is made in the form of a disk, and the inner part can have a different shape (for example, paraboloidal, round, rectangular, etc.) and different sizes, selected depending on the type of power plant, the type of flow of the working medium ( gas, liquid), characteristics and nature of the distribution of the working medium through the pipeline. The diameters of the holes in the inner part of the perforated insert vary in such a way as to ensure maximum efficiency of the device by equalizing pressure and velocity pulsations during the propagation of a gas or liquid medium flow through the pipeline.

Исполнительный элемент вибратора 18 может приводиться в действие с помощью штанги-толкателя вибратора 15 или непосредственно путем подачи компенсирующего сигнала, генерируемого блоком формирования характеристик компенсации пульсаций давления и шума энергетической установки 19, что повышает надежность и долговечность использования заявляемого устройства в реальных условиях эксплуатации.The actuator element of the vibrator 18 can be actuated by means of the pusher rod of the vibrator 15 or directly by supplying a compensating signal generated by the block for the formation of characteristics for compensating pressure pulsations and noise of the power plant 19, which increases the reliability and durability of the use of the proposed device in real operating conditions.

Блок формирования характеристик компенсации пульсаций давления и звука может вырабатывать компенсирующий сигнал либо для уменьшения пульсаций давления, либо для снижения звука.The pressure pulsation and sound compensation characterization unit can generate a compensation signal either to reduce the pressure pulsations or to reduce the sound.

Исполнительный элемент вибратора 18 может быть выполнен в виде осциллирующей заслонки, поршня, виброактивной массы и др. Дополнительный источник компенсации звука 21 может быть выполнен в виде громкоговорителя.The executive element of the vibrator 18 can be made in the form of an oscillating damper, a piston, a vibroactive mass, etc. An additional source of sound compensation 21 can be made in the form of a loudspeaker.

Claims

1. A device for damping hydrodynamic and gas-dynamic pressure fluctuations in pipelines of power plants, including a perforated insert installed in a collapsible housing with a cover with an inlet and outlet, with a decreasing diameter of holes from inlet to outlet, supported by its flange, equipped on both sides with noise-absorbing gaskets, on elastic elements in the form of springs located on both sides of the flange and moving along guides fixed between the front and rear support rings, mounted against the body and its cover, provided with channels, pushers passed through the seal, channels of the body cover, holes in the rear support ring, different by the fact that it is additionally equipped with pressure and sound pulsation sensors, bellows compensators, a block for the formation of pressure and sound pulsation compensation characteristics, a vibrator actuator and an additional source or sources of sound compensation, while bellows compensation The tori are installed in a cut-out section of the pipeline on both sides of the collapsible body, in front of the bellows compensators there are sensors for pressure and/or sound pulsations connected to a block for generating characteristics for compensating pressure and sound pulsations, which transmits the compensating signal generated by it to the actuator of the vibrator and/or to an additional source sound compensation; perforated insert, the supporting part of which is made in the form of a disk, and the diameters of its holes are made to ensure maximum efficiency of the device by equalizing pressure and velocity pulsations during the propagation of a gas or liquid medium flow through the pipeline; the pusher is equipped with a guide washer.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure pulsation and sound compensation characteristic generating unit generates a compensating signal either to reduce the pressure pulsations or to reduce the sound.

3. The device according to claim 1, characterized in that the actuating element of the vibrator is made in the form of an oscillating damper, a piston or a vibroactive mass.

4. The device according to claim 1, characterized in that the additional source of sound compensation can be made in the form of a loudspeaker.

5. The device according to claim 1, characterized in that the inner part of the perforated insert may have a paraboloidal, round, rectangular or conical shape.