WO2015016737A1 - Apparatus for self-damping of water hammer pulses in main pipelines - Google Patents
Apparatus for self-damping of water hammer pulses in main pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015016737A1 WO2015016737A1 PCT/RU2013/000857 RU2013000857W WO2015016737A1 WO 2015016737 A1 WO2015016737 A1 WO 2015016737A1 RU 2013000857 W RU2013000857 W RU 2013000857W WO 2015016737 A1 WO2015016737 A1 WO 2015016737A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- chamber
- divider
- shell
- direct
- flow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/04—Devices damping pulsations or vibrations in fluids
- F16L55/045—Devices damping pulsations or vibrations in fluids specially adapted to prevent or minimise the effects of water hammer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/20—Arrangements or systems of devices for influencing or altering dynamic characteristics of the systems, e.g. for damping pulsations caused by opening or closing of valves
Definitions
- the utility model relates to the field of physics, namely to control and regulation systems for the pressure of liquids and gases, in particular to stabilizing devices operating during overloads, including during hydraulic shocks.
- a device for self-quenching of water shock pulses in main pipelines, comprising a housing formed by a cylindrical shell, the ends of which are inseparably and hermetically connected to the inlet and outlet flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connections with parts of the main pipeline at the installation site when the device is installed, while the cylindrical flow pulse divider and the separation shell forming a damper chamber with the inner surface of the shell are sealed in a concentric shell, while a radial sealed partition is placed in the cavity between the divider and the separation shell , which divides the specified damper chamber into two unequal parts: a direct-flow chamber of a smaller size at the entrance to the device and a vortex a larger chamber is located at the exit of the device, and in the ramjet chamber there are made radial, and in the swirl chamber made inclined perforated holes with an angle of inclination a relative to the radial axis of the cross section and an angle of inclination ⁇ relative to
- the purpose of the claimed technical solution is to ensure trouble-free operation of pipelines and equipment of piping systems by damping water shocks, pressure fluctuations, vibrations and resonance phenomena occurring in pipelines due to: emergency shutdowns and power supply failures, failures of automation and control systems, triggering of pipeline valves, fast switching switching, maintenance personnel errors, etc.
- the disadvantages of the prototype are the complexity of manufacturing and assembly technology and the low efficiency of damping pressure pulsations.
- the technical result from the use of the claimed technical solution is to simplify the manufacturing and assembly technology, and increase the efficiency of damping pressure pulsations.
- a device for self-quenching of water hammer pulses in main pipelines comprising a housing formed by a cylindrical shell, the ends of which are inseparably and tightly connected to the inlet and outlet flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connection with parts of the main pipeline at the installation site during installation devices.
- a cylindrical flow pulse divider and a separation shell forming a damper chamber with the inner surface of the shell are hermetically mounted in the concentric shell.
- a radial sealed partition is placed in the cavity between the said divider and the separation shell, which divides the indicated damper chamber into two unequal parts: a smaller co-current chamber at the entrance to the device and a larger swirl chamber at the exit of the device.
- Perforated holes belong to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the direct-flow chamber, and holes are made on the inner, belonging to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the vortex chamber, the axes of which are inclined at an angle a relative to the radial axis of the cross section of the walls in different directions on the outer and inner walls of the vortex chamber and at an angle ⁇ relative to the longitudinal axis of the device towards the entrance on the inner wall and towards Exit on the outer wall of the vortex chamber.
- equalizing and pressure tanks are respectively formed, limited by a shell and separated by a damping block made in the form of an annular cage with axial holes in which pistons spring-loaded on both sides are placed.
- the specified flow pulse divider is made removable, the specified baffle is welded to its outer surface, and the diameter of the internal hole in the divider is equal to the diameters of the holes in the outlet and inlet flanges, the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure vessel are thickened at a distance from the transverse partition in the vortex chamber and from another side of the annular cage in the pressure vessel to the expansion chamber in the area of contact of the divider and the shell to the output flange.
- All perforations in the divider and the casing are distributed evenly around the circumference in rows of cross sections along the axis of the device along the lengths of the direct-flow chamber and equalization tank and along the lengths of the bulges of the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure tank.
- the diameter of the radial holes in the outer and inner walls of the flow chamber is 1, 2-4 the diameter of the inclined holes in the outer and inner walls of the vortex chamber with equal total flow rates of the working medium through the radial and inclined holes.
- Said annular ring is cut by a plane transverse to its axis into two parts of unequal thickness, the smaller of which is facing the direct-flow chamber and is permanently attached to the divider, and the larger one is associated with a protrusion on the divider.
- the volume of the direct-flow chamber is at least 1/3 of the total volume of the vortex and expansion chambers, and the aforementioned angles of inclination of the axis of the holes in the vortex chamber a and ⁇ are taken in the range 0-45 °.
- the device has an arrow pointer in the direction of the input flange to orient the device relative to the potential source of shock pulses when installing the device in the main pipeline.
- These pistons can be made in the form of cylinders or in the form of balls. All parts of the device can be made of metal. Housing parts, divider, separation shell, ring cage and pistons can be made of durable non-metallic materials.
- the shell, inlet and outlet flanges can be made of a material identical to the material of the pipeline.
- FIG.1 shows a General view of the device
- figure 2 is a cross section aa in figure 1
- in Fig.3 is a view of BB in Fig.2
- figure 4 is a transverse section of the inlet flange
- figure 5 is a transverse section of the output flange
- figure 6 is a longitudinal section of a divider
- in Fig.8 is a view of GG in Fig.6
- figure 9 is a longitudinal section of a device without a divider, without flanges and without a radial partition
- figure 1 1 - swirl chamber on Fig is a longitudinal section of a device without flanges
- in Fig.13 is a view of I in Fig.1 1
- in Fig.14 is a view II in Fig.1 1.
- a device for self-quenching of water hammer pulses in main pipelines contains a housing formed by a cylindrical shell 1, the ends of which are inseparably and tightly connected to the input 2 and output 3 flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connection with parts 4 and 5 of the main pipeline at the installation site when installing the device.
- a cylindrical divider 6 of the flow pulses and a separation shell 7 are sealed, forming a damper chamber 8 with the inner surface of the shell 6.
- a radial sealed partition 9 which divides the specified damper chamber into two unequal parts: a direct-flow chamber 10 of a smaller size at the entrance to the device and a swirl chamber 1 1 of a larger size at the exit of the device.
- Perforated radial holes 12 and 14 are made on the inner, belonging to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the flow chamber 10, and the inclined holes 13 and 19 are made on the inner, belonging to the divider 6 and the outer, belonging to the separating shell 7 walls of the vortex chamber 1, whose axes inclined by an angle o relative to the radial axis of the cross section of the walls in different directions on the outer and inner walls of the vortex chamber 1 1 and by an angle ⁇ relative to the longitudinal axis of the device well of the entrance on the inner wall and towards the exit on the outer wall of the vortex chamber 1 1, while above the outer walls of the direct-flow 10 and vortex 1 1 chambers, respectively equalizing 15 and pressure tanks 18 are formed, limited by the shell 1 and separated by a damping block 16 made in in the form of an annular cage with axial holes in which the pistons 17 spring-loaded on both sides are placed.
- the specified divider 6 pulses of the flow is removable, the specified wall 9 is welded to its outer surface, and the diameter of the inner hole in the divider is equal to the diameters of the holes in the inlet 2 and outlet 3 flanges, the cylindrical walls of the vortex chamber 1 1 and pressure vessel 18 are thickened at a distance from the transverse partitions 9 in the vortex chamber 1 1 and - from the other side of the annular cage 16 in the pressure tank 18 to the expansion chamber 20 in the area of contact of the divider 6 and the shell 7 to the output flange 3, while all perforation the holes in the divider 6 and the shell 7 (Fig.7, Fig.8) are distributed evenly around the circumference in rows of cross sections along the axis of the device along the lengths of the direct-flow chamber 10 and equalization tank 15 and along the lengths of the thickenings of the cylindrical walls of the vortex chamber 1 1 and the pressure tank 18 .
- Mentioned annular ferrule 16 is cut by a plane transverse to its axis into two parts of unequal thickness, less than 21 of which are facing direct-flow the camera and is permanently attached to the divider 6, and a large 22 is associated with a protrusion on the divider 6.
- the volume of the direct-flow chamber 10 is at least 1/3 of the total volume of the vortex 1 1 and expansion chamber 20, and the mentioned angles of inclination of the axis of the holes in the vortex chamber a and ⁇ are taken in the range 0-45 °.
- An arrow pointer 23 is made on the device’s body toward the inlet flange 2 to orient the device relative to the potential source of shock pulses when installing the device in the main pipeline.
- pistons 17 can be made in the form of cylinders or in the form of balls.
- All parts of the device can be made of metal.
- Housing parts, divider 6, casing 7, annular ferrule 16 and pistons 17 can be made of durable non-metallic materials.
- the shell 1, input 2 and output 3 flanges can be made of a material identical to the material of the pipeline.
- This technical solution is industrially applicable, since its purpose is indicated in the description of the application and the name of the utility model, it can be manufactured industrially and used to protect overload pipelines for various purposes.
- the technical solution is workable, feasible and reproducible, and the distinguishing features of the device allow to obtain the desired technical result, i.e. are significant.
- a device for self-quenching pulses of water hammer works as follows.
- the claimed device can be used on technological pipelines of nuclear power plants (AS) in normal operation systems and safety systems with VVER, RBMK, BN reactors in pipeline systems with a diameter of 10 to 1500 mm and a working pressure of 0.01 to 250 bar (25 MPa) .
- AS nuclear power plants
- the claimed device can be used to reduce dynamic loads from pressure pulsations and hydraulic shocks acting on pipelines and equipment, and, as a result, reduce the level of noise and vibrations arising from the movement of medium flows.
- the device for self-quenching of water shock pulses works on the principle of self-stabilization, where damping is performed by quenching the energy of the perturbing pulses by the energy of the pulses themselves, that is, the pulse itself is used as an elastic (damping) element.
- the action of the device is based on the dissipative and elastic-damping effect on the flow of the pumped medium distributed along the length of the pipeline.
- Another part of the pulse passes through the inclined holes 13 into the vortex chamber 1 1, while the flow of the transported medium is twisted, its amplitude decreases due to expansion and its turbulence increases in the expansion chamber 20.
- the pulse amplitudes are subtracted, the transient process is smoothed when the pulse drops, and the device is set to its original position.
- the use of the device provides:
- Pressure stabilizers are equally effective in both emergency and normal operation of the hydraulic system.
- the time to reduce the amplitudes of hydraulic shocks and pressure pulsations in the pipelines to a safe level is less than 0.004 sec;
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
The utility model relates to the field of physics, and specifically to systems for controlling and regulating the pressure of liquids and gases, in particular to stabilizing devices acting under overloads, including in the event of water hammer. The apparatus comprises a housing formed by a shell with an inlet flange and an outlet flange and containing a flow pulse divider and a dividing casing, the cavity between the dividing casing and the shell being divided by a partition into two unequal parts: a smaller direct-flow chamber at the inlet into the apparatus, and a larger vortex chamber at the outlet of the apparatus. Radial perforated openings are formed in the direct-flow chamber and inclined perforated openings are formed in the vortex chamber. The direct-flow chamber is connected to a surge tank which is formed by one side of an annular collar arranged between the divider and the shell, said collar having axial openings containing pistons which are spring-loaded at both ends. A pressure tank with inclined perforated through openings on the internal wall is formed on the other side of the annular collar. The diameter of the radial openings in the external and internal walls of the direct-flow chamber is 1.2-4 of the diameter of the inclined openings in the external and internal walls of the vortex chamber. The above-mentioned divider is removable, and the partition is welded to the external surface thereof, and the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure tank are thickened and, together with the outlet flange, form an expansion chamber. The annular collar consists of two parts of unequal thickness. The volume of the direct-flow chamber is not less than 1/3 of the total volume of the vortex chamber and the expansion chamber, and the angles of inclination a and β of the axis of the openings in the vortex chamber are within the range of 0-45°. An arrow in the direction of the inlet flange is formed on the housing of the apparatus for orientation of the apparatus relative to a potential source of impact pulses when the apparatus is installed in a main pipeline.
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ САМОГАШЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ГИДРОУДАРА В МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ DEVICE FOR SELF-EXTINGUISHING HYDRAULIC IMPULSES IN MAIN PIPELINES
Область техники Technical field
Полезная модель относится к области физики, а именно - к системам управления и регулирования давления жидкостей и газов, в частности - к стабилизирующим устройствам, действующим при перегрузках, в том числе при гидравлических ударах. The utility model relates to the field of physics, namely to control and regulation systems for the pressure of liquids and gases, in particular to stabilizing devices operating during overloads, including during hydraulic shocks.
Уровень техники State of the art
Короткие замыкания и провалы энергоснабжения, коммутационные переключения, ошибки обслуживающего персонала и подобные явления могут приводить к авариям с нарушением герметичности трубопровода, выходу из строя оборудования и арматуры. Short circuits and power supply failures, switching switching, maintenance personnel errors and similar phenomena can lead to accidents with violation of the pipeline tightness, failure of equipment and fittings.
Согласно эксплуатационному опыту причинами разрыва трубопроводов в 60% случаев являются гидроудары, перепады давления и вибрации, около 25% приходится на коррозионные процессы, 15% - на природные явления и форс-мажорные обстоятельства. По оценкам российских и зарубежных экспертов, наиболее крупные разрывы трубопроводных систем с наиболее тяжёлыми последствиями происходят по причинам гидроударов. According to operational experience, the causes of pipeline rupture in 60% of cases are hydraulic shocks, pressure drops and vibrations, about 25% are due to corrosion processes, 15% are due to natural phenomena and force majeure. According to the estimates of Russian and foreign experts, the largest breaks in pipeline systems with the most severe consequences occur due to the causes of water hammer.
Экономические потери, связанные с ликвидацией последствий аварий в условиях современного города, складываются из прямых затрат на замену аварийного участка трубопровода и восстановление инфраструктуры (в среднем от 1 до 10 млн. рублей), потерь транспортируемой среды (до 30% в натуральном выражении), косвенных потерь (подготовка, очистка и транспортировка воды), а также затрат на ликвидацию экологических и социальных последствий. The economic losses associated with the liquidation of the consequences of accidents in a modern city consist of direct costs for replacing the emergency section of the pipeline and restoring infrastructure (on average from 1 to 10 million rubles), losses of the transported medium (up to 30% in physical terms), indirect losses (preparation, purification and transportation of water), as well as the costs of eliminating environmental and social consequences.
Известно устройство для самогашения импульсов гидроудара в магистральных трубопроводах, содержащее корпус, образованный цилиндрической обечайкой, торцы которой неразъемно и герметично соединены с входным и выходным фланцами с центральным сквозным отверстием в каждом из них, выполненными с возможностью герметичного
соединения с частями магистральным трубопроводом в месте установки при монтаже устройства, при этом в корпусе концентрично обечайке герметично закреплены цилиндрические делитель импульсов потока и разделительная оболочка, образующая с внутренней поверхностью обечайки демпферную камеру, при этом в полости между указанным делителем и разделительной оболочкой размещена радиальная герметичная перегородка, которая делит указанную демпферную камеру на две неравные части: прямоточную камеру меньшего размера - у входа в устройство и вихревую камеру большего размера - у выхода из устройства, причем в прямоточной камере выполнены радиальные, а в вихревой камере выполнены наклонные распределенные перфорированные отверстия с углом наклона а относительно радиальной оси сечения и углом наклона β относительно продольной оси устройства в сторону входа в устройство, при этом в наружной стенке прямоточной камеры выполнены сквозные радиальные перфорированные отверстия в уравнительную емкость, образованную одной стороной размещенного между делителем и обечайкой демпфирующего блока, выполненного в виде кольцевой обоймы с аксиальными отверстиями, в которых размещены подпружиненные с двух сторон поршни, при этом с другой стороны кольцевой обоймы образована напорная емкость со сквозными наклонными перфорированными отверстиями на внутренней стенке упомянутой полости с углом наклона а относительно диаметра поперечного сечения и углом наклона β - относительно продольной оси устройства в сторону выхода из устройства (опубликованная заявка RU201 1 101829, дата публикации 27.07.2012г.) A device is known for self-quenching of water shock pulses in main pipelines, comprising a housing formed by a cylindrical shell, the ends of which are inseparably and hermetically connected to the inlet and outlet flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connections with parts of the main pipeline at the installation site when the device is installed, while the cylindrical flow pulse divider and the separation shell forming a damper chamber with the inner surface of the shell are sealed in a concentric shell, while a radial sealed partition is placed in the cavity between the divider and the separation shell , which divides the specified damper chamber into two unequal parts: a direct-flow chamber of a smaller size at the entrance to the device and a vortex a larger chamber is located at the exit of the device, and in the ramjet chamber there are made radial, and in the swirl chamber made inclined perforated holes with an angle of inclination a relative to the radial axis of the cross section and an angle of inclination β relative to the longitudinal axis of the device towards the entrance to the device, in the outer wall of the direct-flow chamber, through radial perforated holes are made into the equalization tank formed by one side of the damping b located between the divider and the shell a lock made in the form of an annular cage with axial holes in which pistons spring-loaded on both sides are placed, while on the other side of the annular cage a pressure vessel is formed with through inclined perforated holes on the inner wall of the cavity with an angle of inclination a relative to the cross-sectional diameter and angle inclination β - relative to the longitudinal axis of the device towards the exit from the device (published application RU201 1 101829, publication date July 27, 2012)
Данное техническое решение является наиболее близким к техническому решению, поэтому принято за прототип. This technical solution is the closest to the technical solution, therefore, taken as a prototype.
Целью заявленного технического решения является обеспечение безаварийной эксплуатации трубопроводов и оборудования трубопроводных систем путем гашения гидроударов, колебаний давления, вибраций и резонансных явлений, возникающих в трубопроводах, вследствие: аварийных отключений и провалов энергоснабжения, сбоев систем автоматики и управления, срабатывания запорной трубопроводной арматуры, быстрых коммутационных переключений, ошибок обслуживающего персонала и т.п.
J The purpose of the claimed technical solution is to ensure trouble-free operation of pipelines and equipment of piping systems by damping water shocks, pressure fluctuations, vibrations and resonance phenomena occurring in pipelines due to: emergency shutdowns and power supply failures, failures of automation and control systems, triggering of pipeline valves, fast switching switching, maintenance personnel errors, etc. J
При этом решаются задачи проекта: At the same time, the tasks of the project are solved:
-полное исключение крупных аварийных разрывов трубопроводов, выхода из строя арматуры и насосных агрегатов по причинам гидроударов, пульсаций давления и вибраций; - the complete exclusion of major emergency pipeline ruptures, failure of valves and pumping units due to water hammer, pressure pulsation and vibration;
-увеличение коррозионно-усталостной долговечности трубопроводов за счёт снижения до необходимого уровня амплитудно-частотных пульсаций на рабочих частотах насосных агрегатов и при переходных режимах; -increase of corrosion and fatigue life of pipelines due to reduction to the required level of amplitude-frequency pulsations at the operating frequencies of pumping units and during transient conditions;
-увеличение сроков эксплуатации трубопроводов (на 50-70% с учётом накопленного износа и реальных условий эксплуатации). -increase in the life of pipelines (by 50-70%, taking into account the accumulated wear and tear and actual operating conditions).
Недостатками прототипа являются сложность технологии изготовления и сборки и невысокая эффективность гашения пульсации давления. The disadvantages of the prototype are the complexity of manufacturing and assembly technology and the low efficiency of damping pressure pulsations.
Сущность полезной модели Utility Model Essence
Технический результат от использования заявленного технического решения заключается в упрощении технологии изготовления и сборки, и повышении эффективности гашения пульсации давления. The technical result from the use of the claimed technical solution is to simplify the manufacturing and assembly technology, and increase the efficiency of damping pressure pulsations.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом. Below are the general and particular essential features characterizing the causal relationship of the utility model with the specified technical result.
Устройство для самогашения импульсов гидроудара в магистральных трубопроводах, содержащее корпус, образованный цилиндрической обечайкой, торцы которой неразъемно и герметично соединены с входным и выходным фланцами с центральным сквозным отверстием в каждом из них, выполненными с возможностью герметичного соединения с частями магистральным трубопроводом в месте установки при монтаже устройства. В корпусе концентрично обечайке герметично закреплены цилиндрические делитель импульсов потока и разделительная оболочка, образующая с внутренней поверхностью обечайки демпферную камеру. В полости между указанным делителем и разделительной оболочкой размещена радиальная герметичная перегородка, которая делит указанную демпферную камеру на две неравные части: прямоточную камеру меньшего размера - у входа в устройство и вихревую камеру большего размера - у выхода из устройства. На внутренней,
принадлежащей делителю и наружной, принадлежащей разделительной оболочке стенках прямоточной камеры выполнены радиальные перфорированные отверстия, а на внутренней, принадлежащей делителю и наружной, принадлежащей разделительной оболочке стенках вихревой камеры выполнены отверстия, оси которых наклонены на угол а относительно радиальной оси поперечного сечения стенок в разные стороны на наружной и внутренней стенках вихревой камеры и на угол β относительно продольной оси устройства в сторону входа на внутренней стенке и в сторону выхода на наружной стенке вихревой камеры. Над наружными стенками прямоточной и вихревой камер образованы соответственно уравнительная и напорная емкости, ограниченные обечайкой и, разделенные демпфирующим блоком, выполненным в виде кольцевой обоймы с аксиальными отверстиями, в которых размещены подпружиненные с двух сторон поршни. Указанный делитель импульсов потока выполнен съемным, к его наружной поверхности приварена указанная перегородка, а диаметр внутреннего отверстия в делителе равен диаметрам отверстий в выходном и входном фланцах, цилиндрические стенки вихревой камеры и напорной емкости выполнены утолщенными на расстоянии от поперечной перегородки в вихревой камере и от другой стороны кольцевой обоймы в напорной емкости до расширительной камеры в зоне прилегания делителя и оболочки к выходному фланцу. Все перфорационные отверстия в делителе и оболочке распределены равномерно по окружности в рядах поперечных сечений вдоль оси устройства по длинам прямоточной камеры и уравнительной емкости и на длине утолщений цилиндрических стенок вихревой камеры и напорной емкости. Диаметр радиальных отверстий в наружной и внутренней стенках прямоточной камеры составляет 1 ,2-4 диаметра наклонных отверстий в наружной и внутренних стенках вихревой камеры при равных суммарных расходах рабочей среды через радиальные и наклонные отверстия. Упомянутая кольцевая обойма разрезана плоскостью, поперечной ее оси, на две части неравной толщины, меньшая из которых обращена к прямоточной камере и неразъемно прикреплена к делителю, а большая сопряжена с выступом на делителе. Объем прямоточной камеры составляет не менее 1/3 суммарного объема вихревой и расширительной камер, а упомянутые углы наклона оси отверстий в вихревой камере а и β приняты в диапазоне 0-45° . На корпусе
устройства выполнен стрелочный указатель в сторону входного фланца для ориентации устройства относительно потенциального источника ударных импульсов при установке устройства в магистральный трубопровод. Указанные поршни могут быть выполнены в виде цилиндров или в виде шариков. Все детали устройства могут быть выполнены металлическими. Детали корпуса, делитель, разделительная оболочка, кольцевая обойма и поршни могут быть выполнены из прочных неметаллических материалов. Обечайка, входной и выходной фланцы могут быть выполнены из материала, идентичного материалу трубопровода. A device for self-quenching of water hammer pulses in main pipelines, comprising a housing formed by a cylindrical shell, the ends of which are inseparably and tightly connected to the inlet and outlet flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connection with parts of the main pipeline at the installation site during installation devices. A cylindrical flow pulse divider and a separation shell forming a damper chamber with the inner surface of the shell are hermetically mounted in the concentric shell. A radial sealed partition is placed in the cavity between the said divider and the separation shell, which divides the indicated damper chamber into two unequal parts: a smaller co-current chamber at the entrance to the device and a larger swirl chamber at the exit of the device. On the inside, Perforated holes belong to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the direct-flow chamber, and holes are made on the inner, belonging to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the vortex chamber, the axes of which are inclined at an angle a relative to the radial axis of the cross section of the walls in different directions on the outer and inner walls of the vortex chamber and at an angle β relative to the longitudinal axis of the device towards the entrance on the inner wall and towards Exit on the outer wall of the vortex chamber. Above the outside walls of the direct-flow and vortex chambers, equalizing and pressure tanks are respectively formed, limited by a shell and separated by a damping block made in the form of an annular cage with axial holes in which pistons spring-loaded on both sides are placed. The specified flow pulse divider is made removable, the specified baffle is welded to its outer surface, and the diameter of the internal hole in the divider is equal to the diameters of the holes in the outlet and inlet flanges, the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure vessel are thickened at a distance from the transverse partition in the vortex chamber and from another side of the annular cage in the pressure vessel to the expansion chamber in the area of contact of the divider and the shell to the output flange. All perforations in the divider and the casing are distributed evenly around the circumference in rows of cross sections along the axis of the device along the lengths of the direct-flow chamber and equalization tank and along the lengths of the bulges of the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure tank. The diameter of the radial holes in the outer and inner walls of the flow chamber is 1, 2-4 the diameter of the inclined holes in the outer and inner walls of the vortex chamber with equal total flow rates of the working medium through the radial and inclined holes. Said annular ring is cut by a plane transverse to its axis into two parts of unequal thickness, the smaller of which is facing the direct-flow chamber and is permanently attached to the divider, and the larger one is associated with a protrusion on the divider. The volume of the direct-flow chamber is at least 1/3 of the total volume of the vortex and expansion chambers, and the aforementioned angles of inclination of the axis of the holes in the vortex chamber a and β are taken in the range 0-45 °. On the case The device has an arrow pointer in the direction of the input flange to orient the device relative to the potential source of shock pulses when installing the device in the main pipeline. These pistons can be made in the form of cylinders or in the form of balls. All parts of the device can be made of metal. Housing parts, divider, separation shell, ring cage and pistons can be made of durable non-metallic materials. The shell, inlet and outlet flanges can be made of a material identical to the material of the pipeline.
Чертежи Blueprints
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1 ; на фиг.З - вид Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - поперечный разрез входного фланца; на фиг.5 - поперечный разрез выходного фланца; на фиг.6 - продольный разрез делителя; нва фиг.7 - вид В-В на фиг.6; на фиг.8 - вид Г-Г на фиг.6; на фиг.9 - продольный разрез устройства без делителя, без фланцев и без радиальной перегородки; на фиг.10 - прямоточная камера; на фиг.1 1 - вихревая камера; на фиг.12 - продольный разрез устройства без фланцев; на фиг.13 - вид I на фиг.1 1 ; на фиг.14 - вид II на фиг.1 1 . The utility model is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a General view of the device; figure 2 is a cross section aa in figure 1; in Fig.3 is a view of BB in Fig.2; figure 4 is a transverse section of the inlet flange; figure 5 is a transverse section of the output flange; figure 6 is a longitudinal section of a divider; nva Fig.7 - view BB in Fig.6; in Fig.8 is a view of GG in Fig.6; figure 9 is a longitudinal section of a device without a divider, without flanges and without a radial partition; figure 10 - direct-flow chamber; figure 1 1 - swirl chamber; on Fig is a longitudinal section of a device without flanges; in Fig.13 is a view of I in Fig.1 1; in Fig.14 is a view II in Fig.1 1.
Вариант осуществления полезной модели Utility Model Embodiment
Устройство для самогашения импульсов гидроудара в магистральных трубопроводах содержит корпус, образованный цилиндрической обечайкой 1 , торцы которой неразъемно и герметично соединены с входным 2 и выходным 3 фланцами с центральным сквозным отверстием в каждом из них, выполненными с возможностью герметичного соединения с частями 4 и 5 магистрального трубопровода в месте установки при монтаже устройства. A device for self-quenching of water hammer pulses in main pipelines contains a housing formed by a cylindrical shell 1, the ends of which are inseparably and tightly connected to the input 2 and output 3 flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connection with parts 4 and 5 of the main pipeline at the installation site when installing the device.
В корпусе концентрично обечайке 1 герметично закреплены цилиндрические делитель 6 импульсов потока и разделительная оболочка 7, образующая с внутренней поверхностью обечайки 6 демпферную камеру 8.
В полости между указанным делителем 6 и разделительной оболочкой 7 размещена радиальная герметичная перегородка 9, которая делит указанную демпферную камеру на две неравные части: прямоточную камеру 10 меньшего размера - у входа в устройство и вихревую камеру 1 1 большего размера - у выхода из устройства. In the housing concentrically to the shell 1, a cylindrical divider 6 of the flow pulses and a separation shell 7 are sealed, forming a damper chamber 8 with the inner surface of the shell 6. In the cavity between the specified divider 6 and the separation shell 7, there is a radial sealed partition 9, which divides the specified damper chamber into two unequal parts: a direct-flow chamber 10 of a smaller size at the entrance to the device and a swirl chamber 1 1 of a larger size at the exit of the device.
На внутренней, принадлежащей делителю и наружной, принадлежащей разделительной оболочке стенках прямоточной камеры 10 выполнены радиальные перфорированные отверстия 12 и 14, а на внутренней, принадлежащей делителю 6 и наружной, принадлежащей разделительной оболочке 7 стенках вихревой камеры 1 выполнены наклонные отверстия 13 и 19, оси которых наклонены на угол о относительно радиальной оси поперечного сечения стенок в разные стороны на наружной и внутренней стенках вихревой камеры 1 1 и на угол β относительно продольной оси устройства в сторону входа на внутренней стенке и в сторону выхода на наружной стенке вихревой камеры 1 1 , при этом над наружными стенками прямоточной 10 и вихревой 1 1 камер образованы соответственно уравнительная 15 и напорная емкости 18, ограниченные обечайкой 1 и, разделенные демпфирующим блоком 16, выполненным в виде кольцевой обоймы с аксиальными отверстиями, в которых размещены подпружиненные с двух сторон поршни 17. Perforated radial holes 12 and 14 are made on the inner, belonging to the divider and the outer, belonging to the separating shell walls of the flow chamber 10, and the inclined holes 13 and 19 are made on the inner, belonging to the divider 6 and the outer, belonging to the separating shell 7 walls of the vortex chamber 1, whose axes inclined by an angle o relative to the radial axis of the cross section of the walls in different directions on the outer and inner walls of the vortex chamber 1 1 and by an angle β relative to the longitudinal axis of the device well of the entrance on the inner wall and towards the exit on the outer wall of the vortex chamber 1 1, while above the outer walls of the direct-flow 10 and vortex 1 1 chambers, respectively equalizing 15 and pressure tanks 18 are formed, limited by the shell 1 and separated by a damping block 16 made in in the form of an annular cage with axial holes in which the pistons 17 spring-loaded on both sides are placed.
Указанный делитель 6 импульсов потока выполнен съемным, к его наружной поверхности приварена указанная перегородка 9, а диаметр внутреннего отверстия в делителе равен диаметрам отверстий в входном 2 и выходном 3 фланцах, цилиндрические стенки вихревой камеры 1 1 и напорной емкости 18 выполнены утолщенными на расстоянии от поперечной перегородки 9 в вихревой камере 1 1 и - от другой стороны кольцевой обоймы 16 в напорной емкости 18 до расширительной камеры 20 в зоне прилегания делителя 6 и оболочки 7 к выходному фланцу 3, при этом все перфорационные отверстия в делителе 6 и оболочке 7 (фиг.7, фиг.8) распределены равномерно по окружности в рядах поперечных сечений вдоль оси устройства по длинам прямоточной камеры 10 и уравнительной емкости 15 и на длине утолщений цилиндрических стенок вихревой камеры 1 1 и напорной емкости 18. The specified divider 6 pulses of the flow is removable, the specified wall 9 is welded to its outer surface, and the diameter of the inner hole in the divider is equal to the diameters of the holes in the inlet 2 and outlet 3 flanges, the cylindrical walls of the vortex chamber 1 1 and pressure vessel 18 are thickened at a distance from the transverse partitions 9 in the vortex chamber 1 1 and - from the other side of the annular cage 16 in the pressure tank 18 to the expansion chamber 20 in the area of contact of the divider 6 and the shell 7 to the output flange 3, while all perforation the holes in the divider 6 and the shell 7 (Fig.7, Fig.8) are distributed evenly around the circumference in rows of cross sections along the axis of the device along the lengths of the direct-flow chamber 10 and equalization tank 15 and along the lengths of the thickenings of the cylindrical walls of the vortex chamber 1 1 and the pressure tank 18 .
Упомянутая кольцевая обойма 16 разрезана плоскостью, поперечной ее оси, на две части неравной толщины, меньшая 21 из которых обращена к прямоточной
камере и неразъемно прикреплена к делителю 6, а большая 22 сопряжена с выступом на делителе 6. Mentioned annular ferrule 16 is cut by a plane transverse to its axis into two parts of unequal thickness, less than 21 of which are facing direct-flow the camera and is permanently attached to the divider 6, and a large 22 is associated with a protrusion on the divider 6.
Объем прямоточной камеры 10 составляет не менее 1/3 суммарного объема вихревой 1 1 и расширительной 20 камер, а упомянутые углы наклона оси отверстий в вихревой камере а и β приняты в диапазоне 0-45° . The volume of the direct-flow chamber 10 is at least 1/3 of the total volume of the vortex 1 1 and expansion chamber 20, and the mentioned angles of inclination of the axis of the holes in the vortex chamber a and β are taken in the range 0-45 °.
На корпусе устройства выполнен стрелочный указатель 23 в сторону входного фланца 2 для ориентации устройства относительно потенциального источника ударных импульсов при установке устройства в магистральный трубопровод. An arrow pointer 23 is made on the device’s body toward the inlet flange 2 to orient the device relative to the potential source of shock pulses when installing the device in the main pipeline.
Указанные поршни 17 могут быть выполнены в виде цилиндров или в виде шариков. These pistons 17 can be made in the form of cylinders or in the form of balls.
Все детали устройства могут быть выполнены металлическими. All parts of the device can be made of metal.
Детали корпуса, делитель 6, оболочка 7, кольцевая обойма 16 и поршни 17 могут быть выполнены из прочных неметаллических материалов. Housing parts, divider 6, casing 7, annular ferrule 16 and pistons 17 can be made of durable non-metallic materials.
Обечайка 1 , входной 2 и выходной 3 фланцы могут быть выполнены из материала, идентичного материалу трубопровода. The shell 1, input 2 and output 3 flanges can be made of a material identical to the material of the pipeline.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна". Comparison of the claimed technical solution with the prior art known from the scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and related sections did not reveal a tool that has features identical to all the features contained in the utility model proposed by the applicant, including the purpose of use. That is, the set of essential features of the claimed solution was not previously known and is not identical to any known technical solutions, therefore, it meets the condition of patentability “novelty”.
Промышленная применимость Industrial applicability
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано ее назначение, она может быть изготовлена промышленным способом и использована для защиты от перегрузок трубопроводов различного назначения.
Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными. This technical solution is industrially applicable, since its purpose is indicated in the description of the application and the name of the utility model, it can be manufactured industrially and used to protect overload pipelines for various purposes. The technical solution is workable, feasible and reproducible, and the distinguishing features of the device allow to obtain the desired technical result, i.e. are significant.
Техническое решение в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлено с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". The technical solution, as described in each of the claims, can be implemented using the tools and methods described in the prototype, which became public until the priority date of the utility model. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability".
Устройство для самогашения импульсов гидроудара работает следующим образом. A device for self-quenching pulses of water hammer works as follows.
Данное техническое решение создано ООО «ТехПромАрма» - российской компанией, разработавшей и осуществившей промышленное внедрение в производство типового ряда принципиально новых технических средств гашения гидроударов и вибраций на трубопроводах любого назначения. This technical solution was created by TekhPromArma LLC, a Russian company that developed and carried out the industrial introduction of a range of fundamentally new technical means of damping water shocks and vibrations on pipelines of any purpose.
Заявленное устройство может использоваться на технологических трубопроводах атомных станций (АС) в системах нормальной эксплуатации и системах безопасности с реакторами типа ВВЭР, РБМК, БН в трубопроводных системах диаметром от 10 до 1500 мм и рабочим давлением от 0,01 до 250 бар (25 МПа). The claimed device can be used on technological pipelines of nuclear power plants (AS) in normal operation systems and safety systems with VVER, RBMK, BN reactors in pipeline systems with a diameter of 10 to 1500 mm and a working pressure of 0.01 to 250 bar (25 MPa) .
Заявленное устройство может использоваться с целью снижения динамических нагрузок от пульсаций давления и гидравлических ударов, действующих на трубопроводы и оборудование, и, как следствие, снижение уровня шума и вибраций, возникающих при движении потоков среды. The claimed device can be used to reduce dynamic loads from pressure pulsations and hydraulic shocks acting on pipelines and equipment, and, as a result, reduce the level of noise and vibrations arising from the movement of medium flows.
Устройство для самогашения импульсов гидроудара работает по принципу самостабилизации, где демпфирование осуществляется путем гашения энергии возмущающихся импульсов энергией самих же импульсов, то есть в качестве упругого (демпфирующего) элемента используется сам импульс. The device for self-quenching of water shock pulses works on the principle of self-stabilization, where damping is performed by quenching the energy of the perturbing pulses by the energy of the pulses themselves, that is, the pulse itself is used as an elastic (damping) element.
Действие устройства основано на распределенном по длине трубопровода диссипативном и упругодемпфирующем воздействии на поток перекачиваемой среды. The action of the device is based on the dissipative and elastic-damping effect on the flow of the pumped medium distributed along the length of the pipeline.
При установившемся стационарном режиме протекания рабочего тела (например, жидкости) через центральный трубопровод 1 давление на входе и
выходе рассматриваемого стабилизатора будет одинаковым, при этом постоянное давление установится и во всех камерах 10,1 1 ,15, 18 и 20. When steady-state stationary flow of the working fluid (for example, liquid) through the Central pipe 1, the pressure at the inlet and the output of the stabilizer in question will be the same, while a constant pressure will be established in all chambers 10.1 1, 15, 18 and 20.
Плунжеры 17 кольцевой обоймы 16 под воздействием пружин занимают нейтральное положение. The plungers 17 of the annular ferrule 16 under the influence of springs occupy a neutral position.
При появлении импульса давления на входной части 4 трубопровода, он через радиальные отверстия 12, 14 и прямоточную камеру 10 достигает уравнительной емкости 15 практически мгновенно и с небольшими потерями энергии. When a pressure pulse appears at the inlet part 4 of the pipeline, it reaches the equalization capacity 15 almost instantly and with little energy loss through the radial holes 12, 14 and the direct-flow chamber 10.
Другая часть импульса проходит через наклонные отверстия 13 в вихревую камеру 1 1 , при этом происходит закручивание потока транспортируемой среды, уменьшение его амплитуду за счет расширения и увеличение его турбулентности в расширительной камере 20 . Another part of the pulse passes through the inclined holes 13 into the vortex chamber 1 1, while the flow of the transported medium is twisted, its amplitude decreases due to expansion and its turbulence increases in the expansion chamber 20.
Поскольку отверстия 19 имеют противоположные отверстиям 13 углы наклона, поток раскручивается, что дополнительно рассеивает энергию рабочего среды. Как следствие, уменьшается амплитуда импульса давления и увеличивается время его поступления в напорную емкость 18. Since the holes 19 have opposite angles to the holes 13, the flow is untwisted, which further dissipates the energy of the working medium. As a result, the amplitude of the pressure pulse decreases and the time of its arrival in the pressure tank 18 increases.
За счет разности давлений и их фазового сдвига в уравнительной емкости 15 и напорной емкости 18 амплитуды импульсов вычитаются, сглаживается переходный процесс при спаде импульса и устройство устанавливается в исходное положение. Due to the difference between the pressures and their phase shift in the surge tank 15 and the pressure tank 18, the pulse amplitudes are subtracted, the transient process is smoothed when the pulse drops, and the device is set to its original position.
Такое последовательное взаимодействие жидкости с демпфирующими камерами позволяет обеспечить высокую эффективность гашения колебаний избыточного давления (гидроударов) за счёт высокой податливости демпфирующих элементов в динамическом режиме, и диссипации энергии колебаний на отверстиях распределённой перфорации, коллекторах стабилизатора, что приводит к её невосполнимым потерям, создавая условия препятствующие дальнейшему волновому распространению, компенсируя провалы давления. Such a consistent interaction of the liquid with the damping chambers makes it possible to ensure high efficiency of damping excessive pressure oscillations (hydroshocks) due to the high flexibility of the damping elements in the dynamic mode and the dissipation of vibration energy at the holes of distributed perforation, stabilizer collectors, which leads to irreplaceable losses, creating conditions that impede further wave propagation, compensating for pressure dips.
Применение устройства обеспечивает: The use of the device provides:
- фазовый сдвиг и гашение волновых и вибрационных процессов до допустимого уровня, как в аварийном, так и в штатном режиме работы; - phase shift and quenching of wave and vibration processes to an acceptable level, both in emergency and in normal operation;
увеличение коррозионно-усталостной долговечности труб, что продлевает срок службы даже изношенных трубопроводов в 1 ,5 - 2 раза;
- снижение общей аварийности трубопроводов и оборудования на 70-80%;increased corrosion and fatigue life of pipes, which extends the service life of even worn-out pipelines by 1, 5 - 2 times; - reduction of the overall accident rate of pipelines and equipment by 70-80%;
- исключение финансовых потерь, связанных с ликвидацией последствий аварий по причинам гидроударов, вибрации и пульсаций давления; - the exclusion of financial losses associated with the elimination of the consequences of accidents due to shock, vibration and pressure pulsations;
- снижение эксплуатационных затрат и осуществление замены изношенных трубопроводов и оборудования в гидросистемах в планово- предупредительном режиме, что значительно дешевле экстренной замены аварийных участков трубы. - reduction of operating costs and replacement of worn pipelines and equipment in hydraulic systems in a planned preventive mode, which is much cheaper than emergency replacement of emergency sections of the pipe.
Стабилизаторы давления одинаково эффективны как в аварийном, так и в штатном режиме работы гидросистемы. Pressure stabilizers are equally effective in both emergency and normal operation of the hydraulic system.
По сравнению с техническими средствами подобного назначения полезная модель обладает следующими преимуществами: Compared with technical means of this purpose, the utility model has the following advantages:
- время снижения амплитуд гидравлических ударов и пульсаций давления в трубопроводах до безопасного уровня составляет менее чем 0,004 сек; - the time to reduce the amplitudes of hydraulic shocks and pressure pulsations in the pipelines to a safe level is less than 0.004 sec;
- коэффициент снижения до безопасного уровня не менее чем в 10 раз; - a reduction factor to a safe level of not less than 10 times;
- присоединение к трубопроводу - приварное или с ответными фланцами; - connection to the pipeline - welded or with counterflanges;
- отсутствие регулирующих механизмов управления, отсутствие потерь рабочей среды. - lack of regulatory control mechanisms, lack of loss of the working environment.
Использование полезной модели позволяет упростить технологию изготовления и сборки, и повысить эффективность гашения пульсации давления.
Using the utility model allows us to simplify the manufacturing and assembly technology, and increase the efficiency of damping pressure pulsations.
Claims
1 . Устройство для самогашения импульсов гидроудара в магистральных трубопроводах, содержащее корпус, образованный цилиндрической обечайкой, торцы которой неразъемно и герметично соединены с входным и выходным фланцами с центральным сквозным отверстием в каждом из них, выполненными с возможностью герметичного соединения с частями магистральным трубопроводом в месте установки при монтаже устройства, при этом в корпусе концентрично обечайке герметично закреплены цилиндрические делитель импульсов потока и разделительная оболочка, образующая с внутренней поверхностью обечайки демпферную камеру, при этом в полости между указанным делителем и разделительной оболочкой размещена радиальная герметичная перегородка, которая делит указанную демпферную камеру на две неравные части: прямоточную камеру меньшего размера - у входа в устройство и вихревую камеру большего размера - у выхода из устройства, причем на внутренней, принадлежащей делителю и наружной, принадлежащей разделительной оболочке стенках прямоточной камеры выполнены радиальные перфорированные отверстия, а на внутренней, принадлежащей делителю и наружной, принадлежащей разделительной оболочке стенках вихревой камеры выполнены отверстия, оси которых наклонены на угол а относительно радиальной оси поперечного сечения стенок в разные стороны на наружной и внутренней стенках вихревой камеры и на угол β относительно продольной оси устройства в сторону входа на внутренней стенке и в сторону выхода на наружной стенке вихревой камеры, при этом над наружными стенками прямоточной и вихревой камер образованы соответственно уравнительная и напорная емкости, ограниченные обечайкой и, разделенные демпфирующим блоком, выполненным в виде кольцевой обоймы с аксиальными отверстиями, в которых размещены подпружиненные с двух сторон поршни, отличающееся тем, что указанный делитель импульсов потока выполнен съемным, к его наружной поверхности приварена указанная перегородка, а диаметр внутреннего отверстия в делителе равен диаметрам отверстий в выходном и входном фланцах, цилиндрические стенки вихревой камеры и напорной емкости выполнены утолщенными на расстоянии от поперечной перегородки в вихревой камере и от другой стороны
кольцевой обоймы в напорной емкости до расширительной камеры в зоне прилегания делителя и оболочки к выходному фланцу, при этом все перфорационные отверстия в делителе и оболочке распределены равномерно по окружности в рядах поперечных сечений вдоль оси устройства по длинам прямоточной камеры и уравнительной емкости и на длине утолщений цилиндрических стенок вихревой камеры и напорной емкости, причем диаметр радиальных отверстий в наружной и внутренней стенках прямоточной камеры составляет 1 ,2-4 диаметра наклонных отверстий в наружной и внутренних стенках вихревой камеры при равных суммарных расходах рабочей среды через радиальные и наклонные отверстия, при этом упомянутая кольцевая обойма разрезана плоскостью, поперечной ее оси, на две части неравной толщины, меньшая из которых обращена к прямоточной камере и неразъемно прикреплена к делителю, а большая сопряжена с выступом на делителе, при этом объем прямоточной камеры составляет не менее 1/3 суммарного объема вихревой и расширительной камер, а упомянутые углы наклона оси отверстий в вихревой камере а и β приняты в диапазоне 0-45°, при этом на корпусе устройства выполнен стрелочный указатель в сторону входного фланца для ориентации устройства относительно потенциального источника ударных импульсов при установке устройства в магистральный трубопровод. one . A device for self-quenching of water hammer pulses in main pipelines, comprising a housing formed by a cylindrical shell, the ends of which are inseparably and tightly connected to the inlet and outlet flanges with a central through hole in each of them, made with the possibility of tight connection with parts of the main pipeline at the installation site during installation devices, while the cylindrical flow pulse divider and the separation shell, the image a damper chamber communicating with the inner surface of the shell, while in the cavity between the specified divider and the separation shell there is a radial sealed partition that divides the specified damper chamber into two unequal parts: a smaller direct-flow chamber at the entrance to the device and a larger swirl chamber at the exit from the device, moreover, on the inner, belonging to the divider and the outer, belonging to the separation shell walls of the direct-flow chamber, radial perforated holes are made, and on the inner walls of the vortex chamber belonging to the divider and the outer separating shell walls have openings whose axes are inclined at an angle a relative to the radial axis of the cross section of the walls in different directions on the outer and inner walls of the vortex chamber and at an angle β relative to the longitudinal axis of the device towards the entrance to the inner wall and towards the exit on the outer wall of the vortex chamber, while above the outer walls of the direct-flow and vortex chambers, respectively equalizing and pressure tanks limited by a shell and separated by a damping block made in the form of an annular cage with axial holes in which pistons spring-loaded on both sides are located, characterized in that said flow pulse divider is removable, said partition is welded to its outer surface, and the diameter of the inner the holes in the divider is equal to the diameters of the holes in the outlet and inlet flanges, the cylindrical walls of the vortex chamber and the pressure vessel are made thickened at a distance from the transverse burnout docks in the vortex chamber and from the other side an annular cage in the pressure vessel to the expansion chamber in the area where the divider and the shell fit to the outlet flange, while all the perforations in the divider and the shell are evenly distributed around the circumference in rows of cross sections along the axis of the device along the lengths of the direct-flow chamber and equalization tank and on the length of the thickenings of cylindrical walls of the vortex chamber and pressure vessel, and the diameter of the radial holes in the outer and inner walls of the direct-flow chamber is 1, 2-4 diameters of the inclined holes in the outward th and inner walls of the vortex chamber with equal total flow rates of the working medium through radial and inclined holes, while the said annular ring is cut into two parts of unequal thickness by a plane transverse to its axis, the smaller of which faces the direct-flow chamber and is permanently attached to the divider, and a large one is associated with a protrusion on the divider, while the volume of the direct-flow chamber is at least 1/3 of the total volume of the vortex and expansion chambers, and the mentioned angles of inclination of the axis of the holes in the vortex chamber a and β are taken in range 0-45 °, while on the device’s case an arrow pointer is made in the direction of the input flange to orient the device relative to the potential source of shock pulses when installing the device in the main pipeline.
2. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что указанные поршни выполнены в виде цилиндров. 2. The device according to claim 1, characterized in that said pistons are made in the form of cylinders.
3. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что указанные поршни выполнены в виде шариков. 3. The device according to claim 1, characterized in that said pistons are made in the form of balls.
4. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что все детали устройства выполнены металлическими. 4. The device according to claim 1, characterized in that all the details of the device are made of metal.
5. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что детали корпуса, делитель, разделительная оболочка, кольцевая обойма и поршни выполнены из прочных неметаллических материалов. 5. The device according to claim 1, characterized in that the housing parts, the divider, the separation shell, the ring cage and pistons are made of durable non-metallic materials.
6. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что обечайка, входной и выходной фланцы выполнены из материала, идентичного материалу трубопровода.
6. The device according to claim 1, characterized in that the shell, inlet and outlet flanges are made of a material identical to the material of the pipeline.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013135694 | 2013-07-31 | ||
| RU2013135694 | 2013-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015016737A1 true WO2015016737A1 (en) | 2015-02-05 |
Family
ID=52432144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2013/000857 WO2015016737A1 (en) | 2013-07-31 | 2013-09-30 | Apparatus for self-damping of water hammer pulses in main pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2015016737A1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105570598A (en) * | 2016-03-08 | 2016-05-11 | 兰州理工大学 | Pipe rectifying device |
| CN106402479A (en) * | 2016-12-14 | 2017-02-15 | 国网福建省电力有限公司 | Water hammer eliminating device for hydropower station fire pump |
| CN106499905A (en) * | 2016-11-25 | 2017-03-15 | 中国核动力研究设计院 | A kind of vehicle repair major water hammer alleviation device for being arranged on pipeline and container link position |
| CN106931268A (en) * | 2016-05-13 | 2017-07-07 | 山东科技大学 | A kind of gas curtain type drive device for suppressing deep sea vertical pipe vortex-induced vibration |
| CN108679348A (en) * | 2018-07-02 | 2018-10-19 | 西双版纳海邦矿业技术咨询服务有限公司 | A kind of ore slurry pipeline corner structure |
| GB2570386A (en) * | 2017-12-01 | 2019-07-24 | Safran Aircraft Engines | Accumulator integrated into a fuel pipe |
| CN111442154A (en) * | 2020-04-03 | 2020-07-24 | 杭州航民江东热电有限公司 | Circulating device for cleaning pipeline |
| CN112066260A (en) * | 2020-07-21 | 2020-12-11 | 安徽红星阀门有限公司 | Pressure tank |
| CN113820044A (en) * | 2021-11-25 | 2021-12-21 | 东营昱辰技术有限公司 | Temperature transmitter capable of preventing water hammer impact |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249751C1 (en) * | 2003-10-13 | 2005-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" | Pressure stabilizer |
| US7874317B1 (en) * | 2007-05-18 | 2011-01-25 | Vadim Gennadyevich Kulikov | Micro pipeline pressure stabilization apparatus |
| WO2012099492A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Pestunov Vitaly Alfredovich | Pressure stabilizer |
-
2013
- 2013-09-30 WO PCT/RU2013/000857 patent/WO2015016737A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249751C1 (en) * | 2003-10-13 | 2005-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" | Pressure stabilizer |
| US7874317B1 (en) * | 2007-05-18 | 2011-01-25 | Vadim Gennadyevich Kulikov | Micro pipeline pressure stabilization apparatus |
| WO2012099492A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Pestunov Vitaly Alfredovich | Pressure stabilizer |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105570598A (en) * | 2016-03-08 | 2016-05-11 | 兰州理工大学 | Pipe rectifying device |
| CN106931268A (en) * | 2016-05-13 | 2017-07-07 | 山东科技大学 | A kind of gas curtain type drive device for suppressing deep sea vertical pipe vortex-induced vibration |
| CN106499905A (en) * | 2016-11-25 | 2017-03-15 | 中国核动力研究设计院 | A kind of vehicle repair major water hammer alleviation device for being arranged on pipeline and container link position |
| CN106402479A (en) * | 2016-12-14 | 2017-02-15 | 国网福建省电力有限公司 | Water hammer eliminating device for hydropower station fire pump |
| GB2570386A (en) * | 2017-12-01 | 2019-07-24 | Safran Aircraft Engines | Accumulator integrated into a fuel pipe |
| US10731784B2 (en) | 2017-12-01 | 2020-08-04 | Safran Aircraft Engines | Accumulator integrated into a fuel line |
| GB2570386B (en) * | 2017-12-01 | 2022-04-06 | Safran Aircraft Engines | Accumulator integrated into a fuel pipe |
| CN108679348A (en) * | 2018-07-02 | 2018-10-19 | 西双版纳海邦矿业技术咨询服务有限公司 | A kind of ore slurry pipeline corner structure |
| CN108679348B (en) * | 2018-07-02 | 2023-10-20 | 西双版纳海邦科技(集团)有限公司 | Ore pulp pipeline corner structure |
| CN111442154A (en) * | 2020-04-03 | 2020-07-24 | 杭州航民江东热电有限公司 | Circulating device for cleaning pipeline |
| CN112066260A (en) * | 2020-07-21 | 2020-12-11 | 安徽红星阀门有限公司 | Pressure tank |
| CN113820044A (en) * | 2021-11-25 | 2021-12-21 | 东营昱辰技术有限公司 | Temperature transmitter capable of preventing water hammer impact |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015016737A1 (en) | Apparatus for self-damping of water hammer pulses in main pipelines | |
| RU2531483C1 (en) | Self-killing of shock pulses of transferred medium in main pipeline | |
| US20170220053A1 (en) | Hybrid high integrity pressure protection systems and valves | |
| EP3538808B1 (en) | Combination gas pulsation dampener, cross and strainer | |
| RU135427U1 (en) | DEVICE FOR SELF-EXTINGUISHING HYDRAULIC IMPULSES IN MAIN PIPELINES | |
| US3331399A (en) | Accumulator | |
| KR101342725B1 (en) | Apparatus to reduce vibration of piping | |
| RU136523U1 (en) | DISPOSABLE SELF-LIQUIDATOR OF WORKING HYDRAULIC IMPULSE PULSES IN MAIN PIPELINES | |
| RU138548U1 (en) | TRANSPORT MEDIA PRESSURE STABILIZER WITH SPLITED PULSE EXTINGUISHERS | |
| CN209084085U (en) | Rubber diaphragm check valve | |
| RU188308U1 (en) | DEVICE FOR EXTINGUISHING PULSATION OF PRESSURE IN PIPELINES | |
| CN105276327A (en) | Pipeline online damping silencer for hydraulic system | |
| RU199543U1 (en) | Liquid water hammer damping device when refueling aircraft | |
| RU2623000C2 (en) | Safety device for damping short pulses of hydraulic impact and pressure pulsations | |
| Abdel-Fatah et al. | Model and protected design of water piping system to minimize the water hammer effect | |
| US7040350B2 (en) | Perforated pulsation dampener and dampening system | |
| CN103292030A (en) | Multi-stage depressurizing blow-down valve | |
| RU2708275C1 (en) | Device for damping hydraulic shocks | |
| Kiesbauer | Control valves for critical applications | |
| RU2505734C2 (en) | Gas pipeline pressure pulsation damper | |
| Kedar et al. | Acoustically induced vibration (AIV) & flow induced vibration (FIV) analysis for the high pressure reducing systems using energy institute guidelines | |
| RU2745025C1 (en) | Universal device for reduction of destructive effect of hydraulic shocks | |
| RU66473U1 (en) | LIQUID FLOW ENERGY EXTINGUISHER | |
| EP0193077A1 (en) | Non-pressurized surge arrestor for use in pipeline systems for dissipating the harmful effects of pressure surges and shock waves | |
| CN203395368U (en) | Multi-stage decompression drain valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13890293 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 27/06/2016) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13890293 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |