Демпфирующее устройство для манометрических приборов
Заявляемое в качестве полезной модели демпфирующее устройство относится к измерительной технике и предназначено для защиты манометра от пульсации давления при измерениях среднего статического давления пульсирующих потоков жидкости. Сущность полезной модели заключается в том, что клапаны выполнены нормально закрытыми в виде подпружиненных относительно друг друга шариков, а на поверхностях клапанов и седел выполнены дроссельные канавки, обеспечивающие проход и дросселирование потока жидкости по поверхности их взаимного контакта. Использование нормально закрытых шариковых клапанов позволяет получить их контакт с седлами, близкий к линейному, исключить трущиеся детали и жесткую связь между клапанами. Благодаря этому устраняется возможность заклинивания клапанов и влияние несоосности и перекосов деталей на стабильность демпфирования, улучшается самоочистка клапанов, а в целом - повышается надежность демпфирующего устройства при работе на загрязненной жидкости. В предлагаемом в качестве полезной модели демпфирующем устройстве исключены все детали, требующие высокой точности и чистоты обработки (кроме шариковых клапанов, которые являются изделиями массового производства), а также не требуется регулировок при сборке. Это позволило снизить стоимость изготовления в 2 раза.
Заявляемое в качестве полезной модели изобретение относится к устройствам для сглаживания пульсаций давления жидкостей и газов, а также к предохранительным устройствам и может найти применение в приборах для измерения средних значений пульсирующих давлений в условиях гидроударных перегрузок.
Известны демпфирующие и защитные устройства, содержащие дросселирующие и подпружиненные предохранительные элементы (а.с. 301586).
Недостатком данных устройств является значительная инерционность их подвижных запорных узлов. Кроме того, наличие значительных перепадов давления и возможность попадания твердых частиц между седлом и клапаном могут привести к аварийному режиму работы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому в качестве полезной модели изобретению является устройство для защиты манометрических приборов от резких изменений давления, содержащее корпус, в котором установлены шайбы с язычковыми клапанами, перекрывающими дросселирующие отверстия (а.с. 303545).
Недостатком данного устройства является малая эффективность, особенно при установке его на входе в измерительный прибор с малым приведенным объемом рабочей полости (с малой объемной податливостью). Это связано с тем, что демпфирующий и предохранительный элементы выполнены раздельно. Поэтому при резком увеличении давления реализуются малые скорости истечения среды и язычковый клапан лишь обтекается средой без возникновения достаточного для его закрытия перепада давления. Основной перепад давления срабатывается на дросселирующем элементе. При установке этого устройства на входе в измерительный прибор с большим приведенным объемом рабочей полости снижается его надежность.
В этом случае, при резком возрастании давления, тонкий язычковый клапан закрывается и вминается в дросселирующее отверстие. Кроме того, при значительном сопротивлении дросселирующих элементов, диаметры отверстий последовательно установленных шайб будут малы, что повышает вероятность засорения дросселирующего элемента и усложняет его очистку.
Задачей полезной модели является увеличение диапазона работы и повышение надежности.
Поставленная задача достигается за счет того, что дросселирующий элемент выполнен в виде двух соосно расположенных одинаковых пружин с витками прямоугольного сечения, одни торцы которых закреплены соответственно на входном и выходном штуцерах, а другие разделены подвижной перегородкой с отверстиями, ход которой с двух сторон ограничен упорами.
На чертеже изображено демпфирующее устройство в разрезе.
Устройство состоит из корпуса 1, в который установлены входной 2 и выходной 3 штуцеры. Внутри корпуса 1 между ними установлены с поджатием соосно друг другу две одинаковые пружины 4 и 5, по торцам разделенные перегородкой 6, имеющей по краю осевые отверстия для протока жидкости. Для ограничения хода перегородки с одной стороны в корпусе 1 выполнен уступ 7, а с другой стороны установлено стопорное кольцо 8.
Демпфирующее устройство для манометрических приборов работает следующим образом.
При стационарном режиме работы, когда среднее давление в полости 6 равно среднему давлению в контролируемой полости а, измерительный прибор сообщается с источником давления через дросселирующий элемент в виде пружин 4 и 5 и отверстия в перегородке 6. В щелях дросселирующего элемента происходит гашение пульсаций контролируемого давления. При резком возрастании среднего давления (из-за значительного сопротивления дросселирующего элемента), появляется перепад давления между полостями а и б. Под действием этого перепада давления перегородка 6 перемещается до упора в уступ 7 корпуса 1 и сжимает пружину 5. При этом зазор между витками пружины 5 уменьшается, а между витками пружины 4 увеличивается.
При резком уменьшении зазора между витками пружины 5, происходит значительное увеличение сопротивления дросселирующего элемента, что предохраняет измерительный прибор от поломки. При увеличении зазора между витками пружины 4 произойдет ее самоочистка. Если в момент повышения давления между витками пружины 5 окажется твердая частица, это не окажет существенного влияния на общее сопротивление дросселирующего элемента, так как остальные витки дополнительно сожмутся и суммарная площадь проходного сечения останется прежней.
После выравнивания давлений в полости а и б под действием упругости пружины 5 перегородка 6 возвращается в исходное положение. При резком спаде среднего давления перегородка 6 перемещается до упора в стопорное кольцо 8 и сжимает пружину 4. При этом зазор между витками пружины 5 увеличивается. Дальнейшая работа устройства аналогична работе его при возрастании давления.
Экономический эффект от применения предлагаемого демпфирующего устройства для манометрических приборов достигается за счет расширения области применения, повышения надежности на 20-30% и увеличения ресурса дросселирующего элемента.
Демпфирующее устройство для манометрических приборов, содержащее корпус, в котором установлен перекрывающийся дросселирующий элемент, входной и выходной штуцера, отличающееся тем, что дросселирующий элемент выполнен в виде двух соосно расположенных одинаковых пружин, одни торцы которых закреплены соответственно в входном и выходном штуцерах, а другие разделены подвижной перегородкой с отверстиями, ход которой с двух сторон ограничен упорами.
