Регулятор расхода жидкости для высоконапорных гидравлических магистралей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27I044

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства;¹

Заявлено 08.!.1968 (№ 1209343/18-10) Кл. 42е, 23/55

84а, 9/06 с присоединением заявки ¹

МПК G 05d 7/00

Е 02b

УДК 62.543.2 (088.8) Приоритет

Опубликовано 12,V.1970. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 12Х111.1970

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ЖИДКОСТИ ДЛЯ ВЫСОКОНАПОРНЫХ

ГИДРАВЛ ИЧЕСКИХ МАГИСТРАЛЕЙ

Изобретение относится к регулирующим устройствам и предназначено для,использования в напорных деривациях гидроэлектростанций, а также на магистральных трубопроводах (для пропуска воды, нефти и др. жидкостей), на которых возможны большие эксплуатационные или аварийные расходы при высоких скоростях течения.

При аварийном раскрытии напорной деривации или разрыве трубопровода вследствие резкого уменьшения гидравлических сопротивлений системы значительно возрастают скорости течения жидкости. При этом аварийные скорости могут быть настолько велики, что маневрирование аварийными затворами крайне затруднено и связано с определенной долей риска. Так, дисковый затвор вследствие оольшого гидродинамического момента может быстро захлопнуться, в результате чего возникнет прямой гидравлический удар и новые аварийные разрывы трубопровода.

Известные постоянные гидравлические сопротивления имеют значительную потерю напора при эксплуатации трубопроводов (или деривации), что приводит к уменьшению выработки электроэнергии на ГЭС и увеличению мощности насосных установок, перекачивающих жидкости по трубопроводам.

С целью уменьшечия эксплуатационных потерь и облегчения маневрирования аварийными затворами в предлагаемом регуляторе расхода гидравлическая магистраль снабжена глухой вихревой камерой, выполненной в виде горизонтально расположенного полого цилпнд5 ра с донным выпуском, на входе в которую в горизонтальных направляющих установлен плоский затвор.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства. Регулятор представля10 ет собой камеру 1, выполненную в виде местного тупикового расширения трубопровода 2.

Камера 1 с помощью изогнутого колена 8 соединена с продолжением трубопровода 4. На входе в камеру по горизонтальным пазам пе15 ремещается плоский затвор 5, являющийся аварийным затвором. B плоскости потолка камеры 1 над входом в изогнутое колено помещается клапан 0 для впуска воздуха, открывающийся при понижении давления внутри ка20 меры 1. Торцовая стенка камеры представляет собой полуокружность, соосную с отверстием входа в колено 8. Оси камеры 1 и трубопровода 2 совмещены.

Работа автоматического вихревого регуля25 тора расхода происходит следующим образом.

При аварийном разрыве трубопровода 4 и резком увеличении скоростей течения приводится в действие привод аварийного затвора 5, вследствие чего затвор начинает перекрывать

30 вход в камеру 1. При этом, когда вход пере271044

Подписное

Тираж 480

Заказ 2205/5

Ц1 II II (ИИ

Типография, пр. Сапунова, 2 крыт лишь частично, вследствие асимметрии подхода жидкости над отверстием колена 3 в камере 1 создается .интенсивная вихревая воронка, увеличивающая гидравлическое сопротивление на входе в колено.

Дальнейшее перемещение аварийного затвора 5 увеличивает асимметрию подвода жидкости и интенсивность вихревой воронки, а с ней и величину гидравлического сопротивления.

Таким образом, при перемещении затвора интенсивность воронки быстро, возрастает, в связи с чем увеличивается:коэффициент сопротивления, входящий в формулу Вейсбаха для определения потерь напора в местных сопротивлениях.

Одновременно с ростом сопротивления, обусловленного увеличением интенсивности вихревой воронки, растет также сопротивление, вызываемое сужением (дросселированием) затвором площади входного сечения, Эти сопротивления складываются, ускоряя процесс снижения аварийных, скоростей течения.

Таким образом, вихревой регулятор расхода, создавая автоматически вихревую воронку над,входом в .изогнутое колено, значительно разгружает аварийный затвор, облегчая усло,вия аварийного перекрытия трубопровода.

Вихревая воронка, снижая давление в камере 1 над входом в колено 8, открывает клапан б для впуска воздуха и устранения вакуума, если последний образуется.

В случае, когда необходимо перекрыть деривационный туннель гидростанции большого диаметра (до IO и более метров), конструкция а|втоматического вихревого регулятора расхода может быть видоизменена.

Входное сечение может быть разделено бычками на два или несколько пролетов.

В этом случае аварийные затворы могут быть выполнены в привычном исполнении, с посадкой сверху вниз. Один из плоских аварийных затворов может быть заменен диско5 вым, размещенным в продолжении деривации.

При этом дисковьш затвор перекрывает сечение водовода при значительно уменьшенных скоростях течения вследствие вихревой воронки, возникшей после опускания плоского ава10 рийного затвора, расположенного на входе в камеру (вначале опускается плоский затвор, а через некоторое время начинает закрываться дисковый).

Предлагаемый автоматический вихревой ре15 гулятор расхода может быть использован также и для эксплуатационного закрытия;водовода с целью облегчения работы эксплуагационHbIx затворов, если при нормальном режиме работы в водоводе скорости течения достаточ20 но велики и затрудняют работу затворов. Помимо сказанного, рег;лятор может быть успешно использован для частичных перекрытий сечения водовода.

25 Предмет изобретения

Регулятор расхода жидкости для высоконапорных гидравлических магистралей, содержащий плоский затвор, отличающийся тем, 30 что, с целью снижения гидродинамической нагрузки на затвор при разрыве трубопровода или аварийных скоростях потока, гидравлическая магистраль снабжена глухой вихревой камерой, выполненной в виде горизонтально

35 распсложенного полого цилиндра с донным выпуском, на входе в которую в горизонтальных направляющих установлен плоский затвор.