Гаситель пульсацій тиску рідини в трубопроводі

1. Гаситель пульсацій тиску рідини в трубопроводі, що містить центральну трубу, розміщену в корпусі, перегородку, яка встановлена перпендикулярно осі центральної труби і розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, утворені центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполу C2 1 3 82336 1989, с.15], що містить центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, пружні блоки, які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки, у якому пружні блоки виконано у вигляді підпружинених поршнів. При виконанні пружних блоків у ви гляді поршня закріпленого на пружині (гасить пульсації тиску у високому діапазоні частот), у процесі роботи може виникнути перекіс, викликаний несиметричною дією сил з боку пружини, що у свою чергу викликає збільшення сили тертя. Це знижує чутливість системи до зміни параметрів рідини, а саме до пульсацій тиску в гідравлічній системі, а в окремих випадках це може призвести до заклинювання поршня. Крім того наявність навіть малих радіальних зазорів між центральною трубою та поршнем, закріпленим на пружині, призведе до того, що порожнина за поршнем буде заповнена рідиною, жорсткість якої в декілька разів перевищує жорсткість пружини, що ставить взагалі під сумнів працездатність такої конструкції. Усе це є недоліками цього гасителя пульсацій тиску. В основу винаходу поставлена технічна задача підвищення ефективності функціонування пристрою за рахунок розширення діапазону гасимих частот пульсацій тиску рідини, зменшення габаритів шля хом з'єднання між собою проточних порожнин звуженими патрубками, що розташовані на перегородці з боку надходження рідини, і виконання пружних блоків зі змінною жорсткістю. Ця задача вирішена таким чином. У гасителя пульсацій тиску рідини в трубопроводі, що містить центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, пружні блоки, які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки, згідно винаходу, проточні порожнини з'єднані між собою звуженими патрубками, що встановлені в перегородці, а кожен з пружних блоків виконано зі змінною жорсткістю. Зміна жорсткості пружних блоків відбувається за рахунок: - розміщення один в одному дво х (трьох) сильфонів, при відсутності тиску дно зовнішнього сильфона не торкається внутрішнього - жорсткість пружного блока дорівнює жорсткості зовнішнього сильфона, при збільшені тиску дно зовнішнього сильфон "сідає" на дно внутрішнього сильфона жорсткість пружного блок/і дорівнює сумарній жорсткості двох сильфонів; - сильфона, в середині якого розміщена пружина змінної жорсткості, спершу , працює тільки сильфон, при збільшені тиску дно сильфона "сі 4 дає" на пружину - працює змінна жорсткість сильфон та пружина змінної жорсткості; - сильфона, в середині якого розміщено пружинний блок - працює аналогічно як і сильфона в середині якого розміщена пружина змінної жорсткості. Крім того, таке конструктивне рішення гасителя пульсацій тиску рідини дозволить значно зменшити його габарити у порівняні з існуючими, легко вбудовувати його у системи видобування нафти. На Фіг.1. зображена схема гасителя пульсацій тиску рідини в трубопроводі, а на Фіг.2. його вид зі сторони порожнини 8. Гаситель пульсацій тиску рідини в трубопроводі містить корпус 1 з вхідним 2 і вихідним 3 патрубками, центральну тр убу 4 з отворами 5 і 6, виконаними зі сторін вхідного 2 і вихідного 3 патрубків, і яка поділена перегородкою 10, що встановлена перпендикулярно осі центральної труби 4, з обох сторін якої розміщені пружні блоки зі змінною жорсткістю 7 (сильфони), крім того гаситель пульсацій тиску містить щонайменш дві, 8 і 9, проточні порожнини, які утворені корпусом 1, центральною трубою 4 та перегородкою 10, встановленою під прямим кутом між ними, і у якій зі сторони вхідного патрубка 2 встановлено щонайменше чотири короткі звужені патрубки 11, які з'єднують між собою проточні порожнини 8 і 9, проточна порожнина 8 через отвори 5, а проточна порожнина 9 через отвори 6 з'єднані з центральною трубою 4. Працює гаситель пульсацій тиску рідини в трубопроводі наступним чином. Після насоса рідина з частотою пульсацій тиску, кратній частоті обертання приводного електродвигуна помноженої на кількість робочих органів насоса, подається у вхідний патрубок 2 гасителя пульсацій тиску і далі в центральну трубу 4. Через отвори 5 центральної труби 4 рідина потрапляє в проточну порожнину 8, в якій частина акустичної енергії від насоса накопичується, і потім ця ж частка енергії повертається назад до насоса, завдяки чому відбувається часткове гасіння пульсацій тиску в проточній порожнині 8. При проході рідиною крізь короткі звужені патрубки 11 знову відбувається часткове гасіння пульсацій тиску, тепер за рахунок інерційного ©пору каналів патрубків 11. З каналів патрубків 11 рідина потрапляє в проточну порожнину 9, в якій знову відбувається часткове гасіння пульсацій тиску, аналогічно як і у проточній порожнині 8. З проточної порожнини 9 рідина через, отвори 6, центральну трубу 4 потрапляє в вихідний патрубок 3. Таким чином, зменшення пульсацій тиску на виході з гасителя досягається за рахунок одночасного прояву акумулюючих властивостей проточних порожнин 8 і 9 і інерційних властивостей коротких звужених патрубків 11. Крім того, при пульсуючій течії рідини в проточних порожнинах 8 і 9 гасителя і з'єднуючих їх отворів 5 і 6 і патрубків 11, виникає інерційний перепад тисків, що змінюється за періодичним законом. Під дією цього перепаду тисків коливаються пружні блоки 7, генеруючи за рахунок свого руху ви трату, що змінюється також за періодичним законом. Тому що проточні порожнини 8 і 9 із патрубками 11 і центральною трубою 4 мають 5 інерційний опір, а блок 7 - пружній, їхнє паралельне з'єднання являє коливальний контур, у якому змінна складова витрати, через центральну трубку 4, як з одної стороні, так із другої, зрушені стосовно витрати, що генерується, за рахунок руху пружного елементу 7, на 180°. В області часто т близьких до резонансної частоти контура обидві складові витрати стають рівними, і величина змінної витрати за гасителем дорівнює нулю, тобто гаситель має нескінченно великий акустичний опір. Постійна складова витрати рідини з малими гідравлічними втратами проходить через отвори 5 і 6 проточні порожнини 8 і 9, патрубки 11 в вихідний патрубок 3. При зміні чи величини тиску в системі, чи амплітуди його пульсацій, що пов'язане зі зміною навантаження в гідравлічній системі, або миттєвому збільшенню нерозчиненого повітря у рідині, яка надходить до насосу, відбувається зміна жорсткості пружного елемента 7 за рахунок його переміщення, що забезпечує автоматичне підстроювання коливального контурі (центральна труба 4 - пружній елемент 7) до змінних параметрів гідравлічної системи. Таке сполучення дозволяє розширити область застосування за рахунок з'єднання в одному корпусі фільтра низьких частот (проточна порожнина із звуженими патрубками) і паралельного резонансного контура (проточна порожнина із центральною трубою, в якій установлені пружні елементи із змінною жорсткістю) - забезпечуючи автоматичне підстроювання в діапазоні високих частот до зміни тиску у гідравлічній системі, а також дозволяє розширити ефективну область гасіння пульсацій 82336 6 тиску рідини. Запропонований гаситель гасить пульсації тиску ефективно працює як у низькому, так і високому діапазоні частот. На Фіг.3 та Фіг.4 зображені схемні реалізації пружних блоків зі змінною жорсткістю. Фіг.3 - пружний блок зі змінною жорсткістю, за рахунок розміщення один в одному двох сильфонів, сильфона 7 та сильфона 12. Фіг.4 - пружний блок зі змінною жорсткістю, за рахунок сильфона 7, в середині якого розміщена пружина змінної жорсткості 13. Зміна жорсткості пружних блоків відбувається за рахунок : - розміщення один в одному дво х (трьох) сильфонів, при відсутності тиску дно зовнішнього сильфона не торкається внутрішнього - жорсткість пружного блока дорівнює жорсткість зовнішнього сильфона, при збільшені тиску дно зовнішнього сильфона "сідає" на дно внутрішнього сильфона жорсткість пружного блока дорівнює сумарній жорсткості двох сильфонів; - сильфона, в середині якого розміщена пружина змінної жорсткості, спершу працює тільки сильфон, при збільшені тиску дно сильфона "сідає" на пружину - працює змінна жорсткість сильфон - пружина змінної жорсткості; - сильфона, в середині якого розміщено пружинний блок - працює аналогічно як і сильфон в середині якого розміщена пружина змінної жорсткості. Крім того, таке конструктивне рішення гасителя пульсацій тиску дозволить значно зменшити його габарити, у порівняні з існуючими, легко вбудовува ти його у системи нафтовидобування. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 82336 8 Підписне Тираж 26 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