Компенсатор гідравлічного удару

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 у ви гляді кульок з мастилобензостійкої гуми, або у вигляді іншої опуклої форми, 3 34924 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 34924 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 низька надійність його роботи через те, що кулька своїм тілом може перекрити отвір або у вихідному штуцері, або у диску у напрямі рушення рідини, яка кульки потоком притискує до отворів. Щоб цього не відбулося, треба занадто збільшувати діаметр кульок, але при цьому погіршуються гасячи властивості компенсатора через зменшення загальної площі поверхонь кульок. Тобто розмір кульок знаходиться у прямій залежності від діаметрів отворів у штуцерах та у дисках. В основу корисної моделі поставлено завдання підвищення надійності та ефективності гасіння гідравлічного удару за рахунок виключення можливості перекриття отворів для течії рідини кульками незалежно від їх розміру шляхом розбивання суцільності вказаних отворів у штуцерах та дисках на безліч малих за розміром. 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, отвори у штуцерах перекрити сіткою, а також аналогічні сітки розташовані з обох боків дисків. Деяке ускладнення конструкції компенсатора за рахунок оснащення його сітками, повністю компенсується надійністю його роботи, а також підвищенням універсальності (двобічне вкриття сітками дисків та штуцерів, робить незалежним, яким боком вставляти компенсатор у паливну систему) та підвищенням функціональних властивостей, зокрема, підвищенням ефективності гасіння гідравлічного удару через збільшення кількості кульок малого діаметру. Сутність корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображений поздовжній переріз запропонованого компенсатора гідравлічного удару. Запропонований компенсатор гідравлічного удару складається з циліндрового жорсткого кор 6 пусу 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. Отвори у штуцерах 2 перекрити сіткою 8, наприклад, металевою. З обох боків від дисків 5 у корпусі 1 встановлені також металеві сітки 9. Наявність сіток 8 і 9 запобігає проникненню вкладишів 3 у отвори 6 і 7 відповідно. Самі сітки 8 і 9 також сприяють гасінню гідравлічного удару за рахунок дисипації потоку рідини, що ще в більшій мірі підвищує споживчі властивості компенсатора та, через те, можна зменшити його габаритні розміри. Зменшенню розмірів компенсатора також сприяє зменшення розмірів вкладишів 3, оскільки при цьому їхня сумарна площа поверхні, що контактує з потоком рідини, збільшується. 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 проті 7 34924 кання робочої рідини і пружності матеріалу вкладишів. Істотна відмінність об'єкту корисної моделі, що заявляється, від раніше відомих полягає в тому, що отвори у штуцерах вкрити сітками, а також вкрити сітками отвори у дисках, причому з двох їхні х боків. Вказана відмінність, по-перше, виключає можливість перекриття вказаних отворів вкладишами, а, по -друге, дозволяє зменшити розмір вкладишів та зробити компенсатор нечутливим до того, яким боком його включати у паливну систему. Оскільки сітки також приймають участь у гасінні гідравлічного удару, загальні габарити компенсатора можуть бути зменшеними. Жоден з відомих пристроїв такого класу не може володіти відміченими властивостями, вони комплексно не наділені засобами, що попереджують зміну умов проходження робочої рідини через числення отвори, які зустрічаються майже у кожній конструкції компенсаторів. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - підвищення надійності гасіння гідравлічного удару за рахунок виключення можливості перекриття отворів вкладишами; - розширення функціональних можливостей компенсатора за рахунок включення у процес гасіння сіток; - зменшення габаритних розмірів компенсатора за рахунок зменшення розмірів вкладишів або збільшення їх загальної сумарної площі; - універсальність компенсатора за рахунок вкриття дисків сітками з обох боків. Економічний ефект від використання запропо Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 8 нованого технічного рішення, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок зниження вартості компенсатора гідравлічних ударів, 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 використання сіток, їх товщина, матеріал, 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 кожен отвір, що є у компенсаторі вкритий сіткою, і саме ця обставина дозволяє надбати компенсатору перераховані і інші переваги. Вкриття лише окремих отворів сітками, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, 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 о хоронними 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