SE442904B - Anordning for dempning av tryckpulsationer i ett hydrauliskt hogtryckssystem - Google Patents

Description

8401717-7 ningsrör kan få skjuta in i detta, men man kan även ordna så att dämpningskammarens ena ände är tillsluten och att till dämpningskammaren anslutet transportrör möter dämpningskammaren väsentligen i rät vinkel mot dennas längdaxel och ett stycke från dess tillslutna ände.

Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hänvis- ning till bifogade ritning, på vilken Fig. l är en frekvensanalys över vibrationer i en hög- tryckshydraulledning, och Pig. 2 visar ett utförande av en dämpningsanordning enligt uppfinningen.

Den i Fig. 2 visade anläggningen omfattar en pump 10 av vickskivetyp med ett flertal parallellt arbetande kolvar, t.ex. nio stycken, som drivs av en elmotor ll. Flödet går till en förbrukare av tryckfluid, via ett filter l2, som är monterad i ett stativ, som innehåller en tank 13 för utloppsfluid från maskinen. Fluiden âterförs genom arrange- mang av känt slag 14 till pumpen 10.

Mellan denna och maskinen sträcker sig ett transportrör 15, i vilket en dämpningsanordning 16 enligt ansökningen är inlagd.

Transportröret 15 är dimensionerat för det tryck och den fluidmängd som skall framföras, och omfattar en del l5a mellan pumpen och dämpningsanordningen och en del l5b mellan den senare och filtret 12. Rörinnerdiametern kan vara exempelvis 25 mm.

Det är i första hand kostnadsmässigt fördelaktigt att kunna utföra dämparen av högtrycksrör som håller sig vid eller under en innerdiameter som understiger det undre gränsvärdet för tryckkärl, d.v.s. 70 mm i Sverige.

Dämparen 16 omfattar här tvâ seriekopplade dämparrör 17 och 18, som har en innerdiameter av högst ca 70 mm. Dessa är inbördes förbundna av ett långt rör 19, som lämpligen har något mindre diameter än transportröret 15. Det klenare röret 19 kan lätt bockas till lämplig form, så att man får önskad placering av dämparrören 17 och 18, i förhållande till angränsande komponenter. Om så erfordras kan även däm- parrören 17 och 18 bockas. 8401717-7 De tryckpulsationer som uppträder i ett högtryckssystem beror bl.a. på pumpens eller motorns utformning och varvtal samt på arbetstrycket, och det är uppenbart att storlek och utformning av dämparen 16 kan komma att variera beroende pà lokala omständigheter och behov av dämpning.

Fig. 1 visar uppmätta ljudvärden i dB för olika sväng- ningsfrekvenser Hz. Den övre kurvan 20 visar värden vid ett odämpat system, medan den undre kurvan 21 visar värden för en anläggning med dämpare enligt uppfinningen.

Varje pumpslag innebär en tryckstöt i hydraulfluiden med grundfrekvensen 22, men eftersom det är nio kolvar som arbetar med viss fasförskjutning får man en glättad total- signal. Inom densamma uppträder emellertid toppar 23 orsa- kade av de enskilda kolvarnas tryckstötar. Det är i första hand dessa trycktoppar som ger störande ljudfenomen med grundfrekvensen (fo) 22 och dess övertoner.

Ljudhastigheten i ett hydrauliskt stålrörsystem är för olja ca. 1350 m/sek, jämför med ca. 350 m/sek i luft eller gas. Vâglängder blir därför ca. fyra gånger större i ett hydrauliskt system, vilket medger att interferrenseffekter kan utnyttjas effektivt i dämparen om denna göres tillräck- ligt lång.

Som inledningsvis framhållits kommer uppträdande tryck- pulsationer att bero på flera faktorer som hänger samman med utformningen av det hydrauliska systemet. Längder och volymer inom dämparen kan därför variera inom vida gränser.

En viktig parameter är grundtonens kvartsvåglängd,;\/4 A/4 = _1151- fo = 22 (enl. Fig. 1) 4 x fo Exempel: fø = 200 Hz ger;\/4 = 1.7 m.

Längden på förbindelseröret 19 kan lämpligen väljas till ca. kvartsvàglängden.

Längden L på ett dämparrör 17, 18 kan lämpligen väljas till 2/3 av röret 19. Alternativt kan större längder väljas med hänsyn tagen till lämplig interferenseffekt så att en god dämpning erhålles i erforderligt frekvensområde. 8401717-7 Orsaken till val av långa rör är: l. Så små rördimensioner som möjligt. Gynnsamt ur konstruktionssynpunkt._ 2. Interferensutsläckning av vågor skall vara så effektiv som möjligt. 3. Resonanser i rör-kammare-rör-kammare-rör-systemet (l5a-17-19-18-l5b) skall normalt ligga under grund- frekvensen. Längre rör minskar behovet av stor kammar- volym då frekvensen hålls konstant. K Vid normal dimensionering väljs ingående längder mindre än halva kvartsvåglängden.

Förbindelseröret 19 kan ges varierande längd beroende på vilka frekvenser man vill dämpa och det är inte nöd- vändigt att ändarna sticker lika långt in i de tvâ dämpar- rören 17, 18.

Dessas från förbindelseröret 19 vända ändar är till- slutna av gavlar 24 och vid dessa sker reflektion av vågor med tryckmaximum vid gavlarna. Anslutning av transportrör- delarna l5a, b utförs i rät vinkel mot dämparrörens längd- axlar och pâ ett avstånd "b" från närliggande gavel 24, som väljs med hänsyn till väntade reflekterande vågor.

Det visade utförandet är endast ett exempel på uppfin- ningen, vars detaljer kan variera pâ många sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. I vissa fall kan det vara tillräckligt att använda endast ett dämparrör 17, varvid transportrörets delar 153, 2 kan anslutas axiellt till dämparrörets gavlar. I andra fall kan det vara lämpligt med fler än tvâ dämparrör. Ett enkelt arrangemang är att dubblera det visade med tvâ dämparrör d;v.s. man får fyra dämparrör med en mycket hög dämpeffekt.

Dämparrören behöver ej vara lika långa inbördes, och för att minska längden på transportrördelen l5a kan man böja ena änden av dämparröret 17 och placera det direkt mot pumpen 10. Ett flertal placeringsalternativ är möjliga.

Vid små flöden kan man dela ett dämparrör 17, 18 genom en mellanvägg i tvâ kammare, och lägger in en rördel mot- svarande förbindelseröret 19 i den ena kammaren och pas- serande genom mellanväggen. Detta rör är lämpligen lindat i i.. ...___..___ .___.._..____.._- 8401717-7 skruvform, för att man skall fâ önskad rörlängd.

Beroende på tillgängligt utrymme kan dämparrören 17, Den krökta delen av för- e hydraul- 18 anordnas í vinkel mot varandra. bindelseröret 19 kan delvis ersättas av ett styck slang.

Claims (4)

8401717-7 PATENTKRAV
1. l. Anordning för dämpning av tryckpulsationer i ett hydrauliskt högtryckssystem från en pulsationskälla, t.ex. en pump (10), där det normala transportröret (l5a, b) från pulsationskällan (10) är avbrutet på minst ett ställe och ersatt av en dämpningskammare med större diameter än* transportröret (15), k ä n n e t e c k n a d därav, att kammaren (17, 18) är ett rör med en innerdiameter understigande undre gränsvärdet för högtryckskärl och med en längd väsentligen motsvarande en sjättedel av våglängden för grundtonen i systemet under drift, samt att minst tvâ väsentligen lika dämpningskammare (17, 18) är anordnade i serie och förbundna med ett rör (19), som har en längd väsentligen lika med en fjärdedel av grundtonens våglängd.
2. 2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att dämpningskamrarna (17, 18) är belägna invid varandra, varvid förbindningsröret (19) är krökt i omrâdet utanför kamrarna.
3. 3. Anordning enligt något av patentkraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att till en dämpningskam- mare (17, 18) ansluten del av ett förbindningsrör (19) skjuter in i kammaren.
4. 4. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att dämpningskammarens (17, 18) ena ände är tillsluten och att till dämpningskammaren anslutet transportrör (l5a, b) möter kammaren väsentligen i rät vinkel mot dennas längdaxel, och ett stycke från dess tillslutna ände.