SU903653A2

SU903653A2 - Apparatus for suppressing hydraulic shocks

Info

Publication number: SU903653A2
Application number: SU802889008A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Жестков
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1982-02-07

Description

54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРОВ54 DEVICE FOR EXTING HYDRAULIC IMPACTS

1one

Изобретение относитс к гидравлике и может быть использовано дл защиты напорных трубопроводньпс систем от гидравлических ударов.The invention relates to hydraulics and can be used to protect pressure pipelines from pressure shocks.

По основному авт.св. № 773365 известно устройство дл гашени гйД равлических ударов 13.According to the main auth. No. 773365, a device for quenching hydd ramps 13 is known.

Целью изобретени вл етс повышение надежности функционировани устройства.The aim of the invention is to improve the reliability of the device.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство снабжено механизмом перемещени дроссельной иглы и системой управлени механизмом перемещени - , включающей измерительный элемент скорости ударной волны.This goal is achieved in that the device is equipped with a mechanism for moving the throttle needle and a system for controlling the mechanism for moving - including the measuring element of the velocity of the shock wave.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 месторасположение устройства и измерительного элемента скорости распространени ударной волны на защищаемом трубопроводе; на фиг.З - узел X на фиг.1.Figure 1 shows the proposed device, a General view; Fig. 2 shows the location of the device and the measuring element of the velocity of propagation of the shock wave in the protected pipeline; fig.Z - node X in figure 1.

Устройство состоит из корпуса 1, обратного клапана 2, поворотной оси 3, рычага 4, груза 5, гидроцилиндра 6 с поршнем 7, рычажно-шарнирного механизма 8, дроссельной иглы 9.The device consists of a housing 1, a check valve 2, a rotary axis 3, a lever 4, a load 5, a hydraulic cylinder 6 with a piston 7, a lever-hinge mechanism 8, a throttle needle 9.

В поршне 7 п еетс сквозное отверстие 10, кольцева расточка 11, котора с помощью отверстий 12 сообщает подпоршневое пространство с внутренней поверхностью уплотнительного элемента 13.The piston 7 has a through hole 10, an annular bore 11, which with the help of the holes 12 communicates the piston space with the inner surface of the sealing element 13.

Дроссельна игла 9 имеет утолщенную часть 14 на нижнем конце и винтовую нарезку 15 на верхнем наружном конце. В крьш1ке 16 гидроцилиндра 6 предусмотрено отверстие 17 с уплотнением 18 дл дроссельной иглы 9. На наружной стороне крьштки 16 установлен механизм 19 перемещени дроссельной иглы 9.The choke needle 9 has a thickened portion 14 at the lower end and a screw thread 15 at the upper outer end. A hole 17 with a seal 18 for the throttle needle 9 is provided in the crank 16 of the hydraulic cylinder 6. A mechanism 19 for moving the throttle needle 9 is installed on the outer side of the cylinder 16.

Система управлени механизмом перемещени дроссельной иглы включает блок 20 управлени , линию 21 св зи, усилитель-преобразователь 22, источ39 ник 23 питани , линию 24 св зи с измерительным элементом 25 скорости ударной волны. Устройство дл гашени гидравлических ударов смонтировано на напорном трубопроводе 26 насоса 27 подаю щего жидкость в резервуар 28. Устройство работает следующим образом . При пуске насоса под действием развиваемого им напора обратный клапан 2 начинает открыватьс . Начальны ртап открыти обратйого клапана происходит замедленно, но сускорением, которое возрастает по мере снижени эффекта дросселировани , создаваемого утолщенной профильной частью дрос сельной иглы-9. Начальный этап открыти составл ет 20-30% от площади проходного с6чени клапана. Дальнейшее открытие протекает быстро. Такой характер открыти обратного клапана предотвращает возникновение ударного повышени да влени в трубопроводе при пуске насоса. При остановке насоса, вызванного например, аварийным выключением электропитани или оперативным вмешательством машиниста, обратный клапан 2 под действием груза с рычагом быстро перекрывает 70-80% поперечного сёче1ш трубопровода. Последующее закрытие обратного клапана будет замедл тьс за счет все возрастающего эффектадросселировани потока жидкости , перетекающей в надпорщневое пространство через отверстие 10 в поршне 7 гидропривода 6. Врем закрыти на этом этапе будет определ тьс дроссельной характеристикой отверсти в поршне и площади сечени иглы. В случае, когда при медленном дозакрытии обратного клапана в напор ном -трубопроводе возникает резкое повышение давлени , происходит времен ное автоматическое приостанавливани процесса закрыти обратного клапана Это достигаетс использованием прин ципа самоуилоТнени дл самоторможени поршн 7. Возникша волна уда ного давлени , перемеща сь по жидкости , проходит через отве1рсти 12 в кольцевую расточку I1 и воздействует на поверхность уплотнительно го элемента 13 поршн 7. Это приводит к временному самозаклиниванию поршн в гидроцилиндре. 3 После затухани гидравлического удара в трубопровде обратный клапан медленно и плавно дозакроетс под действием грузо-рычажного привода и веса отсеченного клапаном столба жидкости в трубопроводе. При отключенни насоса возникает волна пониженного давлени , котора , отража сь от резервуара 28, возвращаетс обратно. Если при этом обратный клапан будет находитьс в закры том положении, то удвоенное волновое давление может разрушить трубопровод . При прохождении волны пониженного давлени мимо измерител 25 в последнем формируетс сигнал, который по линии 24 св зи передаетс в усилитель-преобразователь 22, где производитс временное сравнение этого сигнала с командой, поступившей от насоса 27 по линии 21 св зи. Рассто ние I, на которое отстоит измеритель 25 от насосного агрегата 27, прин то за базу. В преобразователе и блоке 20 управлени производитс вычисление величины скорости распространени ударной волны путем делени базы (рассто ни ) на врем пробега волной этой базы. В блоке управлени заложена заданна величина прот женности напорного трубопровода L.B логической части блока управлени производитс деление величины 2L на величину вычисленной скорости распространени волны. В результате определ етс врем двойного пробега волны, т.е. определ етс момент подхода ударной волны к устройству дл ее гашени . Далее в блоке управлени происходит вычисление величины перемещени дроссельной иглы 9, необходимой, например, дл увеличени времени периода медленного закрывани обратного клапана . Полученна величина перемещени в виде соответствук цей команды подаетс на механизм 19 перемещени иглы, что приводит к соответствуницему изменению момента начала дросселировани жидкости, перетекающей из подпоршневого пространства в надпоршневое гидроцилиндра 6. Технико-экономический эффект изобретени заключаетс в возможности адаптации устройства к измен ющимс услови м протекани гидравлического удара, что повышает надежность его функционировани .The control system of the throttle needle movement mechanism includes a control unit 20, a communication line 21, an amplifier / converter 22, a power source 23, a communication line 24 with a measuring element 25 of the velocity of a shock wave. A device for damping hydraulic shocks is mounted on the pressure pipe 26 of the pump 27 supplying liquid to the reservoir 28. The device operates as follows. When the pump is started up, the check valve 2 begins to open due to the pressure it develops. The initial opening of the reverse valve occurs slowly, but by acceleration, which increases as the effect of throttling created by the thickened profile part of the throttling needle-9 decreases. The initial opening phase is 20-30% of the valve throughput area. Further discovery proceeds quickly. This nature of opening the check valve prevents the occurrence of a shock increase in the pipeline when the pump is started. When the pump is stopped, caused, for example, by an emergency power off or by an operative intervention of the driver, the check valve 2 under the action of a load with a lever quickly closes 70-80% of the pipeline cross-section. Subsequent closure of the check valve will slow down due to the ever-increasing effect of choking the flow of fluid flowing into the piston through the opening 10 in the piston 7 of the hydraulic actuator 6. The closing time at this stage will be determined by the throttle characteristic of the hole in the piston and the needle area. In the case when a slow shut-off of the check valve in the pressure pipeline, a sharp increase in pressure occurs, a temporary automatic suspension of the process of closing the check valve occurs. This is achieved by using the self-closing principle for self-braking of the piston 7. The resulting pressure wave, moving through the liquid, passes through the hole 12 into the annular bore I1 and acts on the surface of the sealing element 13 of the piston 7. This leads to a temporary self-jamming of the piston in hydrocyles Ndre 3 After the hydraulic shock in the pipeline is attenuated, the check valve slowly and smoothly closes under the action of the load-lever drive and the weight of the liquid column in the pipeline cut off by the valve. When the pump is turned off, a low pressure wave arises, which, reflecting from tank 28, returns. If the check valve is in the closed position in this case, then double the wave pressure can destroy the pipeline. When a reduced pressure wave passes by meter 25, a signal is generated in the latter, which is transmitted via communication line 24 to amplifier-converter 22, where this signal is temporarily compared with the command received from pump 27 via communication line 21. The distance I, at which the meter 25 is separated from the pump unit 27, is taken as the base. In the converter and the control unit 20, the magnitude of the velocity of propagation of the shock wave is calculated by dividing the base (distance) by the travel time of the base wave. In the control unit, a predetermined value of the length of the pressure pipe L.B of the logical part of the control unit is inserted; the value of 2L is divided by the calculated propagation velocity of the wave. As a result, the time of double travel of the wave, i.e. the moment of approach of the shock wave to the device for its damping is determined. Subsequently, the control unit calculates the amount of movement of the throttle needle 9, for example, necessary to increase the time for the slow closing of the check valve. The resulting amount of movement in the form of the corresponding command is fed to the mechanism 19 for moving the needle, which leads to the corresponding change in the moment of throttling the fluid flowing from the piston space into the hydraulic piston 6. The technical and economic effect of the invention is the ability of the device to adapt to changing flow conditions water hammer, which increases the reliability of its operation.

Claims

Invention Formula

A device for extinguishing hydraulic shocks on the auth.St. 773365, characterized in that, with a chain of reliability, it is equipped with a throttle needle movement mechanism and a movement mechanism control system including a measuring element of the velocity of the shock wave.

Sources of information taken into account in the examination I. USSR author's certificate I 773365, cl. F 16 L 55/02, 1980.