Гаситель пульсацій тиску рідини

Реферат: Гаситель пульсацій тиску рідини містить корпус, вхідний та вихідний парубки, центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені корпусом, центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, звужені патрубки, які з'єднують між собою проточні порожнини, утворені центральною трубою, корпусом та перегородкою, пружні блоки, виконані у вигляді сильфонів або розміщених меншою мірою в одному із сильфонів, і які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки, причому всередині центральної труби зі сторони основи сильфонів, за його гофрами, розміщені кільця, внутрішній діаметр яких менше зовнішнього діаметра сильфону, а відстань між ними і першими гофрами сильфонів більше максимального робочого хода гофру сильфону, а отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, розміщені між перегородкою та вищезгаданими кільцями. UA 83801 U (12) UA 83801 U UA 83801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до гідравлічних систем машин різного технологічного призначення, і може бути використана для гасіння пульсацій тиску робочої рідині. Відомий гідравлічний демпфер [А. с. СССР, №391346, М. Кл. F16L 55/04, 25.07.73 Бюл. № 31], що містить корпус із центральною трубкою й дроселюючий елемент, у якому для підвищення ефективності гасіння коливань рідини й зменшення габаритів демпфера, у корпусі паралельно центральній трубі, з дроселюючим елементом, вмонтовані пружні елементи, у кожному з яких встановлена непроникна перегородка. Недоліком цього гідравлічного демпфера є те, що гасяться тільки високочастотні пульсації, а також нема автоматичного підстроювання до змін пульсацій рідини, крім того, цей пристрій має складну конструкцію, великі габарити. Відомий також гаситель коливань рідини [А. с. СССР, № 394621, М. Кл. F16L 55/04, 22.08.73 Бюл. №34], що містить корпус, внутрішній об'єм якого розділений непроникною стінкою на дві порожнини, що сполучаються між собою через циліндричну трубу, в якій з метою зниження граничної частоти гасіння пульсацій рідини, при одночасному збереженні габаритів і ваги гасителя, розділова непроникна стінка між його порожнинами виконана пружною. До недоліків цього пристрою належить вузький діапазон гасимих частот коливань рідини, тому що пружний елемент із постійною жорсткістю (сильфон), не забезпечує автоматичного підстроювання своєї амплітуди коливань до змін тиску в гідравлічній системі, що змінюється при зміні навантаження та спрацювання гідравлічної апаратури та виконавчих механізмів, крім того, він має більші габарити та складну конструкцію. Є також відомий гаситель пульсацій тиску рідини, типу паралельного резонансного контуру (Шорин В.П. Устранение колебаний в авиационных трубопроводах. - М.: Машиностроение, 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. Особливістю даного гасителя є виконання пружних блоків у вигляді поршнів, закріплених на пружинах, гасять пульсації тиску у високому діапазоні частот. У процесі роботи такого гасителя може виникнути перекіс поршнів, викликаний несиметричною дією сил з боку пружини, що у свою чергу викликає збільшення сили тертя. Це знижує чутливість системи до зміни пульсації рідини, а в окремих випадках це може призвести до заклинювання поршню. 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. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є гаситель пульсацій тиску рідини, що містить вхідний та вихідний парубки, центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені корпусом, центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, звужені патрубки, які з'єднують між собою проточні порожнини, утворені центральною трубою, корпусом та перегородкою, пружні блоки, виконані у вигляді сильфонів або розміщених один в одному двох (трьох) сильфонів, і які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки [Патент 82336 Україна, МПК F16L 55/04. 10.04.2006. Бюл. № 7]. Особливістю даного гасителя є виконання пружних блоків у вигляді сильфонів або розміщених один в одному двох (трьох) сильфонів, або розміщеної у сильфоні пружини. Недоліком даного гасителя є нездатність забезпечити високий коефіцієнт гасіння пульсацій тиску у широкому діапазоні зміни витрати і тиску в гідравлічній системі, та підстроювання до їх зміни, великі габарити. Це обумовлено тим, що підстроювання до зміни витрати і тиску в гідравлічній системі в цьому гасителі відбувається за рахунок зміни об'єму проточних порожнин, які утворені центральною трубою та перегородкою, що позначається на його габаритах. В основу корисної моделі поставлено задачу на створення гасителя пульсацій тиску, у якому завдяки новому конструктивному виконанні проточних порожнин, утворених центральною трубою та пружними блоками, виконаними у вигляді сильфонів, а саме розміщені всередині центральної труби зі сторони основи сильфонів, за його гофрами, кільця, внутрішній діаметр яких менше зовнішнього діаметра сильфона, а відстань між ними і першим гофром сильфона 1 UA 83801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 більше максимального робочого хода його гофру, та виконані в центральній трубі між перегородкою та вищезгаданими кільцями отворів, які сполучають ці проточні порожнини з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом. Це дозволяє створити регульовані гідравлічні опори, за рахунок чого забезпечується високий коефіцієнт гасіння пульсацій тиску у широкому діапазоні зміни витрати і тиску в гідравлічній системі та підстроювання до їх зміни, зменшуються габарити гасителя. Поставлена задача вирішується тим, що в гаситель пульсацій тиску рідини, що містить корпус, вхідний та вихідний парубки, центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені корпусом, центральною трубою та перегородкою, звужені патрубки, які з'єднують між собою проточні порожнини, утворені центральною трубою, корпусом та перегородкою, пружні блоки, виконані у вигляді сильфонів або розміщених один в одному двох (трьох) сильфонів, і які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки, всередині центральної труби зі сторони основи сильфонів, за його гофрами, розміщені кільця, внутрішній діаметр яких менше зовнішніх діаметрів сильфонів, а відстань між кільцями і першими гофрами сильфонів більше максимального робочого хода гофру сильфонів, та утворюють регульовані гідравлічні опори, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, розміщені між перегородкою та вищезгаданими кільцями. Така конструкція гасителя, на відміну від найближчого аналога, дозволяє змінювати гідравлічні опори між проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, величина якого залежить від середнього значення та пульсацій тиску, внутрішнього діаметра кілець, зовнішнього діаметра та жорсткістю сильфона, відстанню між кільцями та першими гофрами сильфонів. Це дозволяє забезпечити автоматичне підстроювання гасителя до зміни витрати і тиску в гідравлічній системі, та забезпечити високий коефіцієнт гасіння пульсацій тиску, зменшити його габарити. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено: Фіг. 1 - схема гасителя пульсацій тиску рідини, фіг. 2, його вид зі сторони порожнини 5. Гаситель пульсацій тиску рідини містить корпус 1 з вхідним 3 і вихідним 15 патрубками, центральну трубу 4 що розміщена в корпусі 1, перегородку 10, встановлену перпендикулярно осі центральної труби 4, яка розділяє корпус 1 та центральну трубу 4 на частини, проточні порожнини, які утворені корпусом, центральною трубою та перегородкою - 2, 5, 14, 16, щонайменше чотири звужені патрубки 9, які з'єднують між собою проточні порожнини 5, 14 утворені центральною трубою 4, корпусом 1 та перегородкою 10, пружні блоки, виконані, наприклад, у вигляді сильфонів 6, 13, які встановлені в центральній трубі 4 по обидві сторони перегородки 10, кільця 7, 12, що розміщені всередині центральної труби 4 зі сторони основи сильфонів 6, 13, за його гофрами, внутрішній діаметр яких менше зовнішніх діаметрів сильфонів 6, 13, а відстань між ними і першими гофрами сильфонів 6, 13 більше максимального робочого хода гофру сильфона і які утворюють регульовані опори, щонайменше по чотири, з кожної сторони перегородки 10, отворів 8, 11, які виконані в центральній трубі 4 і розміщені між перегородкою 10 та кільцями 7, 12 і сполучають центральну трубу 4 з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою 4 та корпусом 1-5, 14. Гаситель пульсацій тиску рідини працює наступним чином. Після насосу робоча рідина з частотою пульсацій тиску, кратній частоті обертання приводного електродвигуна помноженої на кількість робочих органів насосу, подається у вхідний патрубок 3 гасителя пульсацій тиску і далі в порожнину 2. В проточній порожнині 2, частина акустичної енергії від насосу накопичується, і потім ця ж частка енергії повертається назад до насосу, завдяки чому відбувається часткове гашення пульсацій тиску рідини. З порожнини 2 робоча рідина проходить через регульований опір - кільцеву щілину між першим гофром сильфона 6 та кільцем 7, величина якого змінюється разом з зміною тиску в центральній трубі 4, отвори 8 в проточну порожнину 5, утворену центральною трубою 4 та корпусом 1. При проходженні робочої рідини через регульований опір відбувається часткове гашення пульсацій тиску та підстроювання параметрів гасителя до зміни витрати і тиску в гідравлічній системі. В проточній порожнині 8, частина акустичної енергії знову накопичується, і потім повертається назад до порожнини 5, відбувається часткове гашення пульсацій тиску рідини. При проході рідини крізь короткі звужені патрубки 9, знову відбувається часткове гашення пульсацій тиску, тепер за рахунок інерційного опору каналів патрубків 9. З каналів патрубків 9 робоча рідина потрапляє в проточну порожнину 14, в якій знову відбувається часткове гашення пульсацій тиску, аналогічно як і у проточній порожнині 5. З проточної порожнини 14 робоча рідина через регульований опір - кільцеву щілину між першим 2 UA 83801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 гофром сильфона 13 та кільцем 12, потрапляє в порожнину 16, в якій відбувається часткове гашення пульсацій тиску, аналогічно як і у проточній порожнині 2. З порожнини 16 робоча рідина потрапляє у вихідний патрубок 15 і далі в гідравлічну систему. Таким чином, зменшення пульсацій тиску на виході з гасителя досягається за рахунок одночасного прояву акумулюючих властивостей проточних порожнин 2, 5, 14, 16 і інерційних властивостей коротких звужених патрубків 10 та регульованих опорів, утворених кільцевими щілинами між першими гофрами сильфонів 6 і 13 та кільцями 7 та 12. Крім того, при пульсуючій течії рідини в проточних порожнинах 2 і 16 гасителя і з'єднуючих їх регульованих опорів, утворених кільцевими щілинами між першими гофрами сильфонів 6 і 13 та кільцями 7 та 12, виникає інерційний перепад тисків, що змінюється за періодичним законом. Під дією цього перепаду тисків коливаються сильфони 6 і 13, генеруючи за рахунок свого руху витрату, що змінюється також за періодичним законом. Тому що проточні порожнини 2 і 16 із регульованими опорами, утвореними кільцевими щілинами між першими гофрами сильфонів 6 і 13 та кільцями 7 та 12, мають інерційний опір, а сильфони 6 і 13 - 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 сильфонів 6 і o 13, на 180 .В області частот, близьких до резонансної частоти контуру, обидві складові витрати стають рівними, і величина змінної витрати за гасителем дорівнює нулю, тобто гаситель має нескінченно великий акустичний опір. Постійна складова витрати робочої рідини проходить через проточні порожнини 2, 5, 14 і 16, регульовані опори, утворених кільцевими щілинами між першими гофрами сильфонів 6 і 13 та кільцями 7 та 12, патрубки 10 в вихідний патрубок 15. 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 робочій рідині, яка надходить до насосу, відбувається зміна жорсткості сильфонів 6, 13 за рахунок його переміщення, що забезпечує автоматичне підстроювання коливального контуру (центральна труба 4 - сильфони 6, 13) до змінних параметрів гідравлічної системи. Таке сполучення дозволяє розширити область застосування за рахунок з'єднання в одному корпусі фільтра низьких частот (проточні порожнини із регульованими опорами та звуженими патрубками) і паралельного резонансного контуру (проточні порожнини із центральною трубою, в якій установлені сильфони) - забезпечуючи автоматичне підстроювання в діапазоні високих частот до зміни тиску у гідравлічній системі, а також дозволяє розширити ефективну область гасіння пульсацій тиску робочої рідини, зменшити його габарити. Запропонований гаситель гасить пульсації тиску ефективно працює як у низькому, так і високому діапазоні частот. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Гаситель пульсацій тиску рідини, що містить корпус, вхідний та вихідний парубки, центральну трубу, що розміщена в корпусі, перегородку, встановлену перпендикулярно осі центральної труби, яка розділяє корпус та центральну трубу на частини, проточні порожнини, які утворені корпусом, центральною трубою та перегородкою, отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, звужені патрубки, які з'єднують між собою проточні порожнини, утворені центральною трубою, корпусом та перегородкою, пружні блоки, виконані у вигляді сильфонів або розміщених за меншою мірою в одному із сильфонів, і які встановлені в центральній трубі по обидві сторони перегородки, який відрізняється тим, що всередині центральної труби зі сторони основи сильфонів, за його гофрами, розміщені кільця, внутрішній діаметр яких менше зовнішнього діаметра сильфону, а відстань між ними і першими гофрами сильфонів більше максимального робочого хода гофру сильфону, а отвори, які виконані в центральній трубі та сполучають центральну трубу з проточними порожнинами, утвореними центральною трубою та корпусом, розміщені між перегородкою та вищезгаданими кільцями. 3 UA 83801 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4