устройство гасителя гидравлического удара

Формула изобретения

Устройство гасителя гидравлического удара с упругим рабочим органом в виде эластичного шланга, заполненного воздухом, отличающееся тем, что эластичный шланг полностью расположен по дну трубопровода, закреплен первым по течению воды концом к трубопроводу, а второй конец положен свободно, при этом оба конца эластичного шланга закрыты пробками.

Описание изобретения к патенту

Устройство предназначено для защиты трубопроводов, транспортирующих жидкости, от гидравлического удара.

Известна воздушно-гидравлическая колона с переходным патрубком, предлагаемая для гашения гидравлического удара. См. А.М. Курганов, Н.Ф. Федоров. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник. - Л.: Стройиздат, 1966, стр. 125.

Воздушно-гидравлическая колонна в виде высокого колпака установлена выше трубопровода и соединена с ним патрубком.

Известен гаситель гидравлического удара с рабочим органом в виде торов, заполненных воздухом. Торы погружены в воду, находящуюся в корпусе гасителя. См. указанный справочник под редакцией А.М. Курганова, Н.Ф. Федорова, стр. 125-126.

Недостатки указанных устройств - весьма низкая эффективность гашения гидроудара и их замерзаемость на трубопроводах надземной прокладки.

Гаситель гидравлического удара по заявке 99115815/06 (016596) имеет упругий шланг, расположенный по сечению трубопровода и далее на его дне вдоль трубопровода. Коробка устройства расположена в верхней части трубы.

С целью упрощения конструкции, сокращения строительных затрат и снижения гидравлических сопротивлений предлагается гаситель гидравлического удара с эластичным шлангом, полностью расположенным по дну трубопровода, закрепленным первым по течению воды концом к трубопроводу со свободным вторым концом, при этом оба конца шланга закрыты пробками.

В отличие от гасителя гидравлического удара по заявке 99115815/06 (016596) в устройстве нет коробки в верхней части трубопровода и вертикально расположенных трубки и шланга.

Предлагаемое устройство показано на чертеже, разрез.

По дну трубопровода 1, имеющего люк 2, расположен эластичный шланг 3. В своем начале (считая по направлению движения воды) шланг закрыт пробкой 4 и закреплен к трубопроводу болтом 5. В конце шланг закрыт пробкой 6. Длина шланга принимается на порядок больше диаметра трубопровода.

Устройство работает следующим образом. При внезапной остановке насосов, при быстром закрытии запорных устройств, устанавливаемых на трубопроводах (задвижка, кран, обратный клапан), может возникнуть гидравлический удар. При этом жидкость, находящаяся в трубопроводе, будет совершать колебательные движения, которые в силу гидравлических сопротивлений, поглощающих начальную энергию жидкости на преодоление трения, будут затухающими.

Величина скорости распространения ударной волны зависит от материала трубы, ее диаметра и толщины стенок и определится по формуле Жуковского



где К - модуль упругости жидкости;

- плотность жидкости;

Е - модуль упругости материала трубы;

d - внутренний диаметр трубы;

- толщина стенок трубы.

Как пример, напишем значения Е для материала труб, МПа:

Сталь - 210000

Чугун - 100000

Резина - 2

Из формулы для определения скорости распространения ударной волны видно, что на эту величину влияет модуль упругости материала труб. Чем ниже величина Е, тем меньше С.

Для стальных и чугунных труб модуль упругости имеет определенную величину, которую практически нельзя изменить. Но можно в трубопровод положить резиновый шланг, заполненный воздухом. Такая мера будет снижать скорость распространения ударной волны (следовательно, и силу гидравлического удара), как если бы изменили модуль упругости материала труб.

Незамерзаемость устройства, отсутствие тепловых потерь от его установки обеспечивается расположением устройства полностью по дну трубопровода.

От гидравлических ударов в водопроводных системах разрушаются трубопроводы, трубопроводная арматура, насосы, что приводит к срывам водоснабжения промышленных и гражданских объектов.

Предлагаемый гаситель гидравлических ударов эффективен в работе, вместе с тем конструктивно прост, не требует больших затрат и сложного станочного оборудования для изготовления. Устройства можно применить как на действующих, так и на строящихся водопроводах.