Компенсатор гідравлічного удару

Компенсатор гідравлічного удару, який виконаний у вигляді циліндрового жорсткого корпусу більшого діаметра з приєднаними до його торців штуцерами, заповненого вкладишами з пружного матеріалу у ви гляді кульок з мастилобензостійкої гуми або у вигляді іншої опуклої форми, що виключає наявність плоских фрагментів на поверхні, 3 34923 ментів встановлені до і після клапана і можуть мати різну величину перфорації, а кут нахилу пелюсток демпфуючи х пристроїв в початковому положенні може бути менше або рівний куту нахилу заслінок в їх початковому положенні. При виникненні гідроудара, хвиля підвищеного тиску на його фронті розкриває пелюстки демпфірувального елементу, встановленого перед клапаном, долаючи опір пружного елементу. Розкриті перфоровані пелюстки гасять пікові навантаження тиску обуреного середовища. Далі хвиля підвищеного тиску закриває поворотні заслінки клапана, і підвищений тиск у відсіченій зоні перед клапаном продовжує гаситися перфорованими пелюстками, причому фіксація пелюсток в розкритому положенні інтенсифікує процес розсіювання енергії і витрачання енергії потоку на складання пелюсток і переклад їх в істотний стан. Одночасно в зоні за клапаном відбувається рух рідини за інерцією, при цьому за рахунок частини енергії потоку, що проскочила, розкриваються перфоровані пелюстки демпфірувального елементу, встановленого за клапаном, що веде до подальшого розсіювання енергії потоку до прийнятного рівня [див. патент Росії №2031300 з класу F 16 L 55/04 опублікований 20.03.1995p.]. Основним недоліком цього пристрою для гасіння гідравлічного удару, разом з його надмірною складністю і великою номенклатурою мініатюрних деталей, є його висока інерційність, яка обумовлена можливістю проскакування частини енергії потоку через клапан, що неприпустимо для деяких приладів, що встановлюються в гідросистему, особливо лічильників, які встановлюються в паливну систему рідинних двигунів внутрішнього згорання. Відомий також компенсатор гідравлічного удару, який складається з центрального перфорованого трубопроводу, о хопленого пружною мембраною, з приєднувальними патрубками або штуцерами і охоплюючої його демпфірувальної камери, яка виконана у вигляді циліндрової трубки з еластичного матеріалу, о хопленої жорстким корпусом більшого діаметру, заповненого в кільцевому просторі між ним і трубкою, вкладишами з пружного матеріалу, виконаними у вигляді кілець з розподіленими по їх поверхні виїмками у вигляді кільцевих, або радіальних, або спіральних канавок або поглиблень довільної форми та/або за їх обсягом порожнинами у вигляді подовжніх або радіальних проточок, а також вкладиші розділені кільцями меншого діаметру, утворюючих кільцеві канавки. При різкому підвищенні тиску робочої рідини, вона, через перфораційні отвори в трубопроводі, розриває пружну мембрану, і хвиля тиску гаситься за рахунок дисипації енергії на перфораційних отворах, а також внаслідок податливості трубки і вкладиша з пружного матеріалу, який під впливом хвилі тиску видавлюється у виїмки або порожнини [див. патент Росії №2144641 з класу F 16 L 55/04 опублікований 20.01.2000р.]. Основним недоліком відомого компенсатора гідравлічного удару є одноразовість його використання з-за розриву мембрани внаслідок тиску середовища у момент гасіння гідравлічного удару 4 значної сили. Ще одним недоліком цього компенсатора гідравлічного удару є неефективність використання його окремих частин, зокрема, вкладишів, при невеликій силі гідравлічного удару, оскільки в цьому випадку мембрана не розривається і доступ до вкладишів відсутній. Третім недоліком відомого компенсатора гідравлічного удару слід вважати нетехнологічність виготовлення його конструкції. Цей недолік обумовлений необхідністю використання спеціальних ливарних форм для виготовлення вкладишів, які мають нестандартну конструкцію. Крім того, оскільки вкладиші мають різні види канавок і виїмок, потрібні, відповідно, і різні ливарні форми, а це, у свою чергу, відбивається у гірший бік на собівартості компенсатора. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, являється компенсатор гідравлічного удару для лічильників палива у паливних системах двигунів, який виконаний у вигляді циліндрового жорсткого корпусу більшого діаметра з приєднаними до його торців штуцерами, заповненого вкладишами з пружного матеріалу, а також, всередині корпус роздільний на демпфірувальні камери не менше ніж двома дисками з отвором для проходу робочої рідини, розмір яких дорівнює розміру отворів в штуцерах, при цьому в кожному диску є тільки один отвір на його периферії, виконаний у вигляді сегмента, причому отвори в суміжних дисках розташовані на діаметрально протилежних їх боках для зміни напряму руху потоку робочої рідини, а вкладиші з пружного матеріалу виконані у вигляді кульок з мастилобензойстійкої гуми. У іншому варіанті виконання компенсатора гідравлічного удару, кожний із згаданих дисків має отвори за всією його площею - перфорацію - для проходу робочої рідини, сумарний розмір яких дорівнює розміру отворів в штуцерах. У третьому варіанті виконання компенсатора гідравлічного удару, кожний із згаданих дисків має один отвір в тілі диска для проходу робочої рідини, розмір якого дорівнює розміру отворів в штуцерах. Форма вказаних отворів в дисках може бути будь-якою - круглою, квадратною, щілинною, овальною, довільною. Вкладиші з пружного матеріалу можуть мати і іншу довільну опуклу криволінійну форму, що виключає наявність плоских фрагментів на поверхні. Перший варіант виконання компенсатора забезпечує послідовне проходження робочою рідиною всіх порожнин демпфірувальних камер із зміною напряму потоку робочої рідини в кожній камері, другий варіант - паралельне протікання робочої рідини множинними потоками, третій варіант, залежно від розташування отвору (по центру диска або із зсувом від центру) - змішане проходження робочою рідиною всіх порожнин демпфірувальних камер з частковою або повною зміною напряму потоку робочої рідини в кожній камері. Завдяки зміні напряму руху потоку робочої рідини, вона постійно взаємодіє з пружними вкладишами, якими заповнена кожна демпфірувальна камера. У разі появи гідравлічного удару, хвиля тиску гаситься за рахунок дисипації енергії на отворах, а також внаслідок пружного стиснення вкладишів. Регулювання діа 5 34923 пазону частот хвиль, що гасяться, і ступеня зниження їх амплітуди досягається варіюванням розмірами пружних кульок і їх жорсткості. Виконання вкладишів у вигляді пружних кульок гранично спрощує їх конструкцію і технологію виготовлення. Ще більшою мірою спрощується технологія виготовлення вкладишів довільної форми [див. патент України №24312 U з класу F 16 L 55/04 опублікований 25.06.2007p.]. Основним і, майже єдиним, недоліком цього відомого компенсатора гідравлічного удару для лічильників палива у паливних системах двигунів є неефективне застосування його корпусу. Цей недолік пояснюється тим, що корпус виконує лише функцію обмежувача, тобто запобігає розтіканню робочої рідини, але його жорсткість ніяким чином не сприяє гасінню гідравлічного удару. Навіть, навпаки, хвиля підвищеного тиску, зіштовхнувшись із внутрішньою поверхнею корпусу, відбивається від нього без будь-якого зменшення своєї енергії. Через цю обставину, порожнину компенсатора треба збільшувати , що призводить до збільшення загального розміру компенсатора. В основу корисної моделі поставлено завдання підвищення ефективності гасіння гідравлічного удару з одночасним зменшенням габаритних розмірів компенсатора за рахунок надання його внутрішній порожнині пружних властивостей шляхом плакіровки корпуса в середині пружнім мастилобензостійким матеріалом. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у відомому компенсаторі гідравлічного удару для лічильників палива у паливних системах двигунів, який виконаний у вигляді циліндрового жорсткого корпусу більшого діаметра з приєднаними до його торців штуцерами, заповненого вкладишами з пружного матеріалу у ви гляді кульок з мастилобензойстійкої гуми, або у вигляді іншої опуклої форми, що виключає наявність плоских фрагментів на поверхні, а також, всередині корпус розділений на демпфірувальні камери не менше ніж двома дисками з отвором для проходу робочої рідини, розмір якого дорівнює розміру отворів в штуцерах, при цьому в кожному диску є тільки один отвір на його периферії, виконаний у вигляді сегмента, причому отвори в суміжних дисках розташовані на діаметрально протилежних їх боках для зміни напряму руху потоку робочої рідини, згідно пропозиції, внутрішня поверхня корпусу плакірована шаром пружного матеріалу, аналогічного за технікофізичними властивостями, матеріалу пружних вкладишів. Таке плакірування стінок порожнини корпусу надає йому додаткових пружних властивостей. Отже, корпус, при такому виконанні, приймає учать у гасінні енергії гідравлічного удару, що дозволяє зменшити кількість вкладишів, і, відповідно зменшити габаритні розміри самогокомпенсатора. При цьому не має значення варіант виконання компенсатора, зокрема, конструктивних особливостей його дисків, оскільки від цього функціональні властивості корпусу компенсатора не змінюються. Сутність корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображений поздовжній переріз запропонованого компенсатора 6 гідравлічного удару. Запропонований компенсатор гідравлічного удару складається з циліндрового жорсткого корпусу 1 великого діаметру з приєднаними до його торців штуцерами 2. Корпус 1 може бути і не циліндровим, проте циліндрова його форма найбільш технологічна у виготовленні. Всередині корпус 1 заповнений вкладишами 3 з пружного матеріалу, виконаних, наприклад, у вигляді кульок з мастилобензойстійкої гуми. Всередині корпус 1 також роздільний на демпфуючі камери 4 не менше двома дисками 5 з отвором 6 для проходу робочої рідини. Розмір отворів 6 в дисках 5 дорівнюється розміру отворів 7 в штуцерах 2. У кожному диску 5 є тільки один отвір 6 на його периферії, виконаний у вигляді сегменту. Отвори 6 в суміжних дисках 5 розташовані на діаметрально протилежних їх боках для зміни напряму руху потоку робочої рідини. Внутрішня поверхня корпусу 1 плакірована шаром пружного матеріалу 8, аналогічного за своїми техніко-фізичними властивостями, матеріалу пружних вкладишів 3. Таке виконання корпусу 1 розповсюджується на всі варіанти виконання дисків компенсатора, перелічених у компенсаторі, який прийнятий за прототип. Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з принципом роботи запропонованого компенсатора гідравлічного удару. При сталому режимі руху робочої рідини в гідросистемі, вона під тиском потрапляє через штуцер 2 в жорсткий циліндровий корпус 1 і розосереджується в першій демпфуючій камері 4. Далі, ударяючись об перший диск 5 (глуха перешкода), робоча рідина змінює свій напрям руху і потрапляє через отвір 6 в другу демпфуючу камеру 4, де знов розосереджується. Потім робоча рідина, ударяючись об другий диск 5, знов змінює свій напрям руху і потрапляє через отвір 6 в третю демпфуючу камеру 4, де знов розосереджується і, в міру просування, потрапляє в отвір 7 штуцера 2 і повертається в гідросистему. В процесі руху в корпусі 1, робоча рідина в кожній демпфуючій камері 4, омиваючи вкладиші 3, постійно і багато разів змінює свій напрям руху. При виникненні гідравлічного удару, хвиля підвищеного тиску, в першу чергу, стикається з першою демпфуючою камерою 4, де частково (пікові навантаження) гаситься за рахунок дисипації енергії в розширеній частині корпусу 1. Далі, частина неврівноваженого потоку робочої рідини, що проскочила, стикається з вкладишами 3 та з шаром пружного матеріалу 8, які, завдяки своїй податливості (пружності), розсіюють хвилю енергії ще в більшій мірі. При подальшому просування потоку рідини по компенсатору, через багаторазову зміну напрямку та дії вкладишів, її тиск вирівнюється до прийнятного рівня. Таким чином, запропонований компенсатор дозволяє повністю погасити гідравлічний удар за рахунок одночасної дії трьох чинників, а саме: дисипації енергії при переході з однієї камери 4 в іншу, багатократної зміни потоку протікання робочої рідини і пружності матеріалу вкладишів. Істотна відмінність об'єкту корисної моделі, що 7 34923 заявляється, від раніше відомих полягає в тому, що вн утрішні стінки корпусу компенсатора плакірована пружнім матеріалом, зокрема, маслобензостійкою листовою гумою, фізико-технічні властивості якої, співпадають з матеріалом, з якого виконані вкладиші. Вказана відмінність розширює функціональні можливості корпусу: його вн утрішня поверхня також приймає участь у гасінні гідравлічного удару, що дозволяє зменшити кількість вкладишів, а через це - зменшити габаритні розміри компенсатора без погіршення якості гасіння гідравлічного удару. Жоден з відомих пристроїв такого класу не може володіти відміченими властивостями, оскільки конструктивно їхні корпуси не використовуються у якості елементів гасіння взагалі. Традиційно корпус у компенсаторів виконаний лише для утримання рідини, що перекачується у паливній системі. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - підвищення надійності гасіння гідравлічного удару за рахунок збільшення розміру гасячого тракту; - розширення функціональних можливостей корпусу компенсатора за рахунок виконання ним подвійної функції; - зменшення габаритних розмірів компенсатора за рахунок вилучення зайвої кількості вкладишів. Економічний ефект від використання запропонованого технічного рішення, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок зниження вартості компенсатора гідравлічних ударів, Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 8 внаслідок зменшення його габаритних розмірів, а також за рахунок абсолютної точності обліку витрати палива в двигунах транспортних засобів. Після опису вищезазначеної конструкції компенсатора гідравлічного удару для лічильників палива у паливних системах двигунів транспортних засобів, фахі вцям в даній області техніки повинно бути, наявно, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації і інші варіанти нанесення пружного покриття на внутрішню поверхню корпуса, його товщина, та матеріали, що використовуються, можуть змінюватися у різному співвідношенні і, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму даного технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що вн утрішня поверхня корпусу вкрита пружнім матеріалом, і саме ця обставина дозволяє надбати компенсатору перераховані і інші переваги. Виготовлення, зміна і використання лише окремих ділянок корпусу з пружними властивостями, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих ви ще, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інше подібно описаній конструкція компенсатору вже не вимагатиме будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому і не може вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601