RU2577681C1 - Hydraulic ram - Google Patents

Hydraulic ram Download PDF

Info

Publication number
RU2577681C1
RU2577681C1 RU2014145177/06A RU2014145177A RU2577681C1 RU 2577681 C1 RU2577681 C1 RU 2577681C1 RU 2014145177/06 A RU2014145177/06 A RU 2014145177/06A RU 2014145177 A RU2014145177 A RU 2014145177A RU 2577681 C1 RU2577681 C1 RU 2577681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
valve
rod
lever
float
Prior art date
Application number
RU2014145177/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Голубенко
Original Assignee
Михаил Иванович Голубенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Иванович Голубенко filed Critical Михаил Иванович Голубенко
Priority to RU2014145177/06A priority Critical patent/RU2577681C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2577681C1 publication Critical patent/RU2577681C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Float Valves (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to a water-lifting devices. Hydraulic ram comprises pressure line 1 with feed pipeline 2 with impact chamber 3 in end part. Inside chamber at outlet there is hammer valve 4. Air cap 11 with pipeline 2 has a check valve 10. Pipeline 2 is connected to storage chamber 21 with siphon 22. Float 18 is arranged in chamber 21 and is equipped with load 19 with variable mass. RAM comprises three-shouldered hinged-lever mechanism, first arm 14 which is pivotally connected with first horizontal axis of rotation 13. Valve 4 is connected with axis 13 to contact in extreme positions. Second arm is made in the form of rod 15 rigidly connected with lever 16 articulated with rod 17. Rod 17 with valve 27 are located in T-shaped additional Chamber 26. Upper part of the chamber 26 is made in form of a cap 28, and lower-neck-like 29. Cap 28 has guides in form of inlet and outlet 31 32 holes for rod 17. Siphon 22 is connected with discharge pipeline outlet pipe 23. To pipe 23 by means of flexible pipe 24 is charging tube 25, an output end of which is made in form of T-shaped additional chamber 26.
EFFECT: invention is aimed at control of operation, higher reliability, higher efficiency.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водоподъемным устройствам, использующим потенциальную энергию воды, так как устанавливаются ниже водоисточника, и может применяться в общехозяйственных системах подъема воды.The invention relates to water-lifting devices using the potential energy of water, since they are installed below the water source, and can be used in general systems for raising water.

Известен гидротаран, содержащий рабочую камеру с ударным и нагнетательным клапанами, воздушный колпак с нагнетательным патрубком и сливной трубой, сообщенный с резервуаром, дополнительная емкость подсоединена к нагнетательному патрубку и резервуар через обратные клапаны (авторское свидетельство SU №1121512, кл. F04F 7/02 от 30.10.1984).Known hydraulic ram containing a working chamber with shock and discharge valves, an air cap with a discharge pipe and a drain pipe in communication with the tank, an additional tank is connected to the discharge pipe and the tank through check valves (copyright certificate SU No. 11151512, class F04F 7/02 from 10/30/1984).

Недостатком гидротарана является работа пружины с поршнем в агрессивной воде, что снижает надежность, так как частота закрывания ударного клапана зависит от регулирования сжатия и натяжения пружины с помощью работы поршня, а следовательно, часть энергии непроизводительно также теряется на сопротивление движению воды в рабочей камере до тарана и обратно. Кроме того, ненадежность в работе пружины для возвращения поршня в том, что упругость ее теряется в продолжительности по времени, возможна поломка, т.е. усталость материала пружины. Износ движения поршня увеличивается, в результате гарантированные зазоры также увеличиваются, а следовательно, уменьшается сила его удара в трубе, возможно заклинивание при движении в воде. При этом высота подсоса в дополнительную емкость не может быть выше расчетного значения для определенного расстояния (перепада) между ударным клапаном и уровнем расходного резервуара, так как наполнение его происходит достаточно медленно, что недостаточно увеличивает производительность гидротарана. В свою очередь это не позволяет получить требуемую подачу воды на более высокие участки для разных расходов воды.The disadvantage of a ram is the work of a spring with a piston in aggressive water, which reduces reliability, since the frequency of closing the shock valve depends on the regulation of compression and tension of the spring using the piston, and therefore, part of the energy is also unproductive for the resistance to movement of water in the working chamber before the ram and back. In addition, the unreliability of the spring for returning the piston is that its elasticity is lost in time, a breakage is possible, i.e. fatigue of the spring material. Depreciation of the piston movement increases, as a result, the guaranteed clearances also increase, and therefore, the force of its impact in the pipe decreases, jamming is possible when moving in water. At the same time, the height of the suction into the additional tank cannot be higher than the calculated value for a certain distance (difference) between the shock valve and the level of the flow tank, since it is filled slowly enough, which does not sufficiently increase the productivity of the ram. In turn, this does not allow to obtain the required water supply to higher sections for different water flows.

Известен воздушный колпак гидротарана, содержащий корпус с воздушной и жидкостной полостями, впускным клапаном и штуцером напорной магистрали, поршень, разделяющий корпус на воздушную и жидкостную полости и жестко закрепленный подпружиненным штоком, на котором установлен ограничитель хода (авторское свидетельство SU №1224464, кл. F04F 7/02, от 15.04.1986).Known air cap hydraulic ram containing a housing with air and liquid cavities, an inlet valve and a pressure pipe fitting, a piston separating the housing into air and liquid cavities and rigidly mounted by a spring-loaded rod on which a travel stop is installed (copyright certificate SU No. 1224464, class F04F 7/02, 04/15/1986).

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность из-за непроизводительной затраты энергии на сложное управление положением ударного клапана, определяемой высотным положением в корпусе и зависящей от веса клапана, то есть для подъема на определенную часть высоты нужно затратить большую энергию потока. При этом часть энергии непроизводительно теряется на сопротивление в корпусе, при достаточно большом его весе. Кроме того, воздушный колпак, снабженный поршнем, требует дополнительных усилий на подъем поршня в корпусе, что требует максимального усилия давления в трубопроводе, т.е. часть энергии непроизводительно теряется при гидравлическом ударе для подъема с горизонта в корпусе воздушного колпака. Поэтому дополнительно и предлагается искусственная подзарядка компрессора через винтовую пробку в крышке, что приводит к удорожанию эксплуатации гидравлического тарана.A disadvantage of the known device is its low efficiency due to the unproductive energy consumption for the complicated control of the position of the shock valve, which is determined by the height position in the body and depends on the weight of the valve, that is, a large flow energy must be spent to lift to a certain part of the height. At the same time, part of the energy is unproductively lost on resistance in the case, with a sufficiently large weight. In addition, an air cap equipped with a piston requires additional efforts to lift the piston in the housing, which requires maximum pressure in the pipeline, i.e. part of the energy is unproductively lost during water hammer for lifting from the horizon in the air cap case. Therefore, in addition, it is proposed that the compressor be recharged artificially through a screw plug in the lid, which makes the operation of a hydraulic ram more expensive.

Известна гидротаранная установка, содержащая рабочую камеру, установленные на ней ударный и напорный клапаны, воздушный колпак и питательный и приемный резервуары, соединенные трубопроводами с рабочей камерой, при этом ударный клапан выполнен поворотного типа и снабжен гидроприводом с линией питания, на которой установлены мембранные гидроцилиндры, трехкамерный управляемый клапан и пусковой вентиль, причем гидроцилиндры соединены с одной стороны с питательным и приемным резервуарами, а с другой - с крайними камерами трехкамерного клапана с линией питания. Кроме того, в питательном резервуаре на входе в питательный трубопровод установлена поплавковая заслонка (авторское свидетельство SU №1420249, кл. F04F 7/02, от 30.08.1988).Known hydraulic ram containing a working chamber, mounted on it shock and pressure valves, an air cap and a supply and receiving tanks connected by pipelines to the working chamber, while the shock valve is made of a rotary type and is equipped with a hydraulic actuator with a power line on which membrane hydraulic cylinders are installed, a three-chamber controlled valve and a starting valve, the hydraulic cylinders being connected on the one hand to the feed and receiving tanks, and on the other, to the extreme chambers of the three-chamber valve Pan with a power line. In addition, a float valve is installed in the feed tank at the inlet to the feed pipe (copyright certificate SU No. 1420249, class F04F 7/02, dated 08.30.1988).

Недостатком известного устройства является то, что в гидроцилиндрах с двухсторонним действием при подключении гидролиний возникают трудности получения заданных усилий и заданной скорости при движении изменяющегося течения жидкости в линии питания и тем самым управления ударным клапаном, возникает момент запаздывания процесса сработки тарана. При двухтактной работе ударного клапана поворотного типа жидкость должна выдавливаться из линии питания, а излишки ее выходят в атмосферу. Конструкция ударного клапана в целом сложна. Частота закрывания (открывания) ударного клапана зависит от количества жидкости в линии питания с изменением направления течения в гидроприводе, часть которой теряется на слив, что в конечном итоге влияет на четкость управления ударным клапаном в работе. В такой гидротаранной установке необходимо обеспечить работу трехмерного клапана за счет высоты подъема приемного резервуара над питательным, поэтому высота подъема не может быть понижена более расчетного значения (перепада), что сказывается на работе в целом для ударного клапана, т.е. необходимо поднять определенную часть воды на горизонт напорного резервуара, а затем использовать разницу уровней с нижним резервуаром - требуется дополнительная затрата энергии. Кроме того, имеет место большой сброс из-за длительности отключения из работы поворотного ударного клапана, снабженного гидроприводом с линией питания.A disadvantage of the known device is that in hydraulic cylinders with two-sided action, when connecting hydraulic lines, it becomes difficult to obtain a predetermined force and a predetermined speed when moving a changing fluid flow in the supply line and thereby controlling the shock valve, there is a time lag of the ramming process. During push-pull operation of a rotary-type shock valve, fluid must be squeezed out of the supply line, and its excess is released into the atmosphere. The design of the shock valve is generally complex. The frequency of closing (opening) the shock valve depends on the amount of fluid in the supply line with a change in the direction of the flow in the hydraulic drive, part of which is lost to drain, which ultimately affects the clarity of the control of the shock valve in operation. In such a hydraulic ram installation, it is necessary to ensure the operation of the three-dimensional valve due to the lift height of the receiving tank above the nutrient one, therefore, the lift height cannot be lower than the calculated value (differential), which affects the work as a whole for the shock valve, i.e. it is necessary to raise a certain part of the water to the horizon of the pressure tank, and then use the level difference with the lower tank - additional energy is required. In addition, there is a large discharge due to the duration of shutdown of the rotary shock valve equipped with a hydraulic actuator with a power line.

Известен аналог (прототип) заявленного изобретения как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный аналог представляет собой гидравлический таран, содержащий трубопровод с камерой, являющейся ее продолжением, имеющий круглую форму поперечного сечения равного с ним диаметра, ударный и нагнетательный клапаны, воздушный колпак с нагнетательным трубопроводом, при этом ударный клапан содержит гидравлический привод, механизм управления и выполнен в виде дроссельного клапана, ось шарнира клапана расположена в трубопроводе, а нагнетательный клапан имеет седло выше питающего трубопровода и дополнительно содержит камеру с перегородкой, сообщенную с отводящим трубопроводом (патент RU №2489605, кл. F04F 7/02, от 10.08.2013).Known analogue (prototype) of the claimed invention as the closest to him in the aggregate of essential features. This analogue is a hydraulic ram containing a pipeline with a chamber, which is its continuation, having a round cross-sectional shape of an equal diameter with it, shock and discharge valves, an air cap with a discharge pipe, while the shock valve contains a hydraulic actuator, a control mechanism, and is made in the form of a throttle valve, the axis of the hinge of the valve is located in the pipeline, and the discharge valve has a seat above the supply pipe and additionally contains a chamber with a partition Coy, communicated with the discharge pipe (patent RU No. 2489605, CL F04F 7/02, from 10.08.2013).

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность и быстродействие из-за гидравлического сопротивления, вызванные поршневым серводвигателем, связанным рычагом с ударным клапаном; в момент срабатывания ударного клапана происходит заметная инерционность действия, способствующая замедленному поступлению воды не только в воздушный колпак, но и к выпускной части питающего трубопровода в камеру управления, что увеличивает инерционность повторного периода разгона потока и снижает производительность тарана. Это связано также с тем, что ударный клапан и регулирующая камера расположены по одну сторону подающего трубопровода на горизонтальном участке достаточной длины подающего трубопровода. Кроме того, имеет место большой сброс жидкости из-за длительности времени переключения поршневого серводвигателя (запаздывание при повторном периоде разгона потока).The disadvantage of this device is the lack of efficiency and speed due to hydraulic resistance caused by a piston servomotor connected by a lever with a shock valve; at the moment of the actuation of the shock valve, a noticeable inertia of action occurs, contributing to the slowed-down flow of water not only into the air cap, but also to the outlet of the supply pipe to the control chamber, which increases the inertia of the repeated period of the acceleration of the flow and reduces the ramming performance. This is also due to the fact that the shock valve and the control chamber are located on one side of the supply pipe in a horizontal section of a sufficient length of the supply pipe. In addition, there is a large discharge of fluid due to the length of the switching time of the piston servomotor (delayed during a repeated period of flow acceleration).

Технический результат направлен на регулирование работы, увеличение надежности, повышение КПД гидротарана.The technical result is aimed at regulating the work, increasing reliability, increasing the efficiency of the ram.

Технический результат достигается тем, что гидравлический таран, содержащий питающий трубопровод с камерой, являющейся ее продолжением, имеющий круглую форму поперечного сечения равного с ним диаметра, ударный и нагнетательный клапаны, воздушный колпак с нагнетательным трубопроводом, согласно изобретению снабжен камерой накопления с дополнительной камерой и содержит трехплечий шарнирно-рычажный механизм, первое плечо которого шарнирно соединено с первой горизонтальной осью вращения, с которой связан ударный клапан, снабженный регулируемыми ограничителями степени открытия в крайних положениях, размещенными на выходе питающего трубопровода, причем рычаг с горизонтальной осью соединен шарнирно со вторым плечом в виде штока, соединенного шарнирно с поплавком и установленного в камере накопления с возможностью ее периодического заполнения водой из питающего трубопровода, а шток в средней части поплавкового привода жестко соединен посредством третьего плеча в виде рычага с шарниром со штоком в направляющих, размещенных в дополнительной камере с ударным клапаном, а ее выходная часть соединена с сифоном посредством гибкой вставки.The technical result is achieved in that a hydraulic ram containing a supply pipe with a camera, which is its continuation, having a round cross-sectional shape of an equal diameter with it, shock and discharge valves, an air cap with a discharge pipe, according to the invention is equipped with an accumulation chamber with an additional camera and contains a three-arm pivot-lever mechanism, the first shoulder of which is pivotally connected to the first horizontal axis of rotation, to which the shock valve, equipped with an adjustable adjustable limiters of the degree of opening in extreme positions located at the outlet of the supply pipe, the lever with a horizontal axis pivotally connected to the second shoulder in the form of a rod pivotally connected to the float and installed in the accumulation chamber with the possibility of periodic filling with water from the supply pipe, and the rod in the middle part of the float actuator is rigidly connected by means of a third shoulder in the form of a lever with a hinge with a rod in guides placed in an additional chamber with a shock valve, and e output part is connected to the siphon via a flexible insert.

Кроме того, рычаг, связывающий поплавок и ударный клапан в дополнительной камере, размещен в верхней ее части.In addition, the lever connecting the float and shock valve in the additional chamber is located in its upper part.

Наличие расположения на выходе питающего трубопровода регулируемого ударного клапана и гидравлически связанного с ним посредством поплавкового привода, кинематическая связь которого влияет на зарядку сифона, способствует управлению накопления заданного количества воды в камере, что необходимо для создания возникновения пика давления в рабочей камере (в полости) - гидравлический удар, под давлением которого вода поступает в воздушный колпак. Ударный клапан препятствует полному сбросу воды в накопительную камеру, поток останавливается, вызывает прямой гидравлический удар в питающем трубопроводе, создавая избыточное давление. Одновременно, в этот период, заполненная водой камера накопления за счет повышения уровня при помощи поплавка через шток поднимает рычаг ударного клапана вверх на оси вращения, последний контактирует с нижним регулируемым ограничителем и закрывает выпускное отверстие питающего трубопровода. Благодаря этому поплавок всплывает, обеспечивает автоматически, благодаря рычагу со штоком в направляющих, открытие клапана в дополнительной камере впускного отверстия, обеспечивая забор воды зарядной трубой. После включения в работу сифона зарядной трубой происходит увеличение производительности сифонного водовыпуска. Уровень воды в камере накопления понижается, поплавок, опускаясь посредством жесткого рычага, давит на шток в дополнительной камере, и клапан закрывает вход для подачи воды в зарядную трубу, что приводит сифон к выключению из работы (происходит срыв вакуума). Вследствие быстрого освобождения камеры накопления от воды, поплавок опускается вниз, шток давит на рычаг, и посредством шарнира ударный клапан открывает выпускное отверстие питающего трубопровода. С этого момента камера вновь заполняется водой, обеспечивая заданный уровень воды в ней. Затем начинается новый цикл гидроудара в камере питающего трубопровода. Уровень воды в накопительной камере устанавливается на расчетной отметке, так как величина этой отметки, положение клапана в дополнительной камере, производительность сифона, положение поплавкового привода и регулируемого ударного клапана при помощи верхнего и нижнего ограничителей взаимозависимы. Все узлы начинают работать совместно, обеспечивая впуск необходимого количества воды в камеру возникновения остановки потока, вызывая прямой гидравлический удар в питающем трубопроводе, создавая избыточное давление, чем достигается повышение КПД гидротарана.The presence at the outlet of the supply pipe of an adjustable shock valve and hydraulically connected to it by means of a float actuator, the kinematic connection of which affects the charging of the siphon, helps to control the accumulation of a given amount of water in the chamber, which is necessary to create a pressure peak in the working chamber (in the cavity) - water hammer, under the pressure of which water enters the air cap. The shock valve prevents the complete discharge of water into the storage chamber, the flow stops, causing a direct hydraulic shock in the supply pipe, creating excessive pressure. At the same time, during this period, the accumulation chamber filled with water, by raising the level with a float, lifts the shock valve lever upward on the axis of rotation through the rod, the latter contacts the lower adjustable limiter and closes the outlet of the supply pipe. Due to this, the float pops up, automatically, thanks to the lever with the rod in the guides, opens the valve in the additional chamber of the inlet, ensuring the intake of water by the charging pipe. After the siphon is turned on by the charging tube, the productivity of the siphon outlet increases. The water level in the accumulation chamber decreases, the float, lowering by means of a rigid lever, presses on the rod in the additional chamber, and the valve closes the inlet for supplying water to the charging tube, which causes the siphon to shut down from operation (vacuum breaks down). Due to the quick release of the accumulation chamber from water, the float drops down, the rod presses on the lever, and by means of a hinge, the shock valve opens the outlet of the supply pipe. From this moment, the chamber is again filled with water, providing a given level of water in it. Then begins a new cycle of water hammer in the chamber of the supply pipe. The water level in the storage chamber is set at the calculated mark, since the magnitude of this mark, the position of the valve in the additional chamber, the capacity of the siphon, the position of the float actuator and the adjustable shock valve using the upper and lower limiters are interdependent. All nodes begin to work together, providing the necessary amount of water inlet to the flow stopping chamber, causing a direct hydraulic shock in the supply pipe, creating excessive pressure, thereby increasing the efficiency of the ram.

Таран имеет приспособления в виде регулировочных ограничителей для положения степени как закрытия, так и открытия ударного клапана, гидравлически связанного с поплавковым приводом, благодаря удачному техническому решению расположения всего устройства, а это экономит воду на сброс и дает возможность надежно работать гидротарану, т.е. обеспечивается его работоспособность.The ram has devices in the form of adjusting limiters for the position of the degree of both closing and opening of the shock valve hydraulically connected to the float actuator, due to the successful technical solution of the location of the entire device, which saves water for discharge and makes it possible to operate the ram securely, i.e. its performance is ensured.

Совместная работа узлов повышает эксплуатационную надежность, а исполнительный механизм устройства в виде дополнительной камеры, имеющий относительно небольшие размеры, обеспечивает эффективное сопряжение с системой поплавкового привода, связанного с исполнительным механизмом в виде ударного клапана, позволяет уменьшить время цикла работы тарана и увеличить частоту циклов и быстродействие.The joint operation of the nodes increases operational reliability, and the actuator of the device in the form of an additional camera, which has a relatively small size, provides effective interfacing with the float actuator system associated with the actuator in the form of a shock valve, which reduces the ram cycle time and increases the cycle frequency and speed .

На чертеже представлена принципиальная схема гидравлического тарана, вертикальный разрез.The drawing shows a schematic diagram of a hydraulic ram, vertical section.

Гидравлический таран содержит напорную магистраль трубопровода 1, соединенного с питающим трубопроводом 2, в концевой части которого расположена ударная камера 3, имеющая круглую форму поперечного сечения, внутри которой на выходе установлен ударный клапан 4, перекрывающий водопропускное отверстие 5, соприкасаясь изнутри с наклонными и регулируемыми ограничителями степени открытия 6 и 7. В верхней части камеры 3 имеется патрубок 8, который жестко заделан в плоское опорное седло 9 с отверстием, перекрываемым сверху армированным эластичным нагнетательным клапаном 10 (обратным), расположенным внутри воздушного колпака 11, имеющего нагнетательный трубопровод 12.The hydraulic ram contains a pressure line of the pipeline 1 connected to the supply pipe 2, in the end part of which there is a shock chamber 3 having a circular cross-sectional shape, inside of which an outlet valve 4 is installed at the outlet, blocking the culvert hole 5, in contact with inclined and adjustable stops opening degrees 6 and 7. In the upper part of the chamber 3 there is a nozzle 8, which is rigidly sealed in a flat supporting saddle 9 with a hole overlapped from above by reinforced elastic the solenoid valve 10 (check) located inside the air cap 11 having a discharge pipe 12.

Ударный клапан 4 связан с первой горизонтальной осью 13 вращения и с трехплечим шарнирно-рычажным механизмом, состоящим из плеч 14-16, шарнирно представляющих три стороны параллелограмма. Первое плечо 14 в виде рычага шарнирно соединено с первой горизонтальной осью 13 вращения. Второе плечо в виде штока 15 жестко соединено с третьим плечом в виде рычага 16, шарнирно соединенного со штоком 17. На штоке 15 закреплен поплавок 18 с изменяемой массой груза 19 на штоке с верхней стороны поплавка 18, причем рычаг 16 жестко закреплен в средней части к штоку 15, который размещен между направляющими 20. Поплавок 18 расположен в камере 21 накопления, в которой размещен и сифон 22 с выходной трубой 23. К трубе 23 посредством гибкого трубопровода 24 подсоединена зарядная труба 25, выходной конец которой выполнен в виде Т-образной дополнительной камеры 26 и снабжен клапаном 27 (вариант выполнения возможен поплавковым клапаном) с направляющим штоком 17. Верхняя часть Т-образной камеры 26 выполнена в виде колпака 28, а нижняя - в виде горловины 29, которая оборудована каркасом 30, например, в виде сетки из прутьев с крупными ячейками, образующих форму усеченного конуса. Колпак 28 имеет входное 31 и выходное 32 отверстия, в которые помещен шток 17 клапана 27.The shock valve 4 is connected with the first horizontal axis 13 of rotation and with a three-arm pivot-lever mechanism, consisting of arms 14-16, pivotally representing the three sides of the parallelogram. The first shoulder 14 in the form of a lever is pivotally connected to the first horizontal axis of rotation 13. The second shoulder in the form of a rod 15 is rigidly connected to the third shoulder in the form of a lever 16, pivotally connected to the rod 17. On the rod 15 is fixed float 18 with a variable mass of cargo 19 on the rod from the upper side of the float 18, and the lever 16 is rigidly fixed in the middle part to the rod 15, which is placed between the guides 20. The float 18 is located in the accumulation chamber 21, which also contains a siphon 22 with an outlet pipe 23. A charging tube 25 is connected to the pipe 23 by means of a flexible pipe 24, the output end of which is made in the form of a T-shaped additional to measures 26 and is equipped with a valve 27 (an embodiment is possible with a float valve) with a guide rod 17. The upper part of the T-shaped chamber 26 is made in the form of a cap 28, and the lower part is in the form of a neck 29, which is equipped with a frame 30, for example, in the form of a grid of rods with large cells forming the shape of a truncated cone. The cap 28 has an inlet 31 and an outlet 32 holes in which the valve stem 17 of the valve 27 is placed.

Гидравлический таран работает следующим образом.Hydraulic ram operates as follows.

Гидротаран устанавливается ниже источника водоснабжения и соединяется с помощью напорной магистрали трубопровода 1 с питающим трубопроводом 2. Для запуска гидротарана в работу настраивают ударный клапан 4, размещенный между регулируемыми ограничителями степени открытия 6 и 7, при этом поплавок 18 с изменяемой массой опущен вниз. В результате чего шарнирно-рычажный механизм воздействует на плечо 15 и ударный клапан 4 на оси 13 откроет выходную часть питающего трубопровода 2. Положение веса поплавка 18 можно регулировать с помощью груза 19 с изменяемой массой. С целью уменьшения усилия на поплавковое устройство в камере 21 система сконструирована таким образом, чтобы суммарное усилие от веса штока 18, рычага 16, штока 17 с клапаном 27 уравновешивалось с регулируемым клапаном 4 от гидродинамического давления потока, набегающего на ударный клапан при поступлении его через питающий трубопровод 2 в камеру наполнения 21. Накопительная камера 21 при открытом ударном клапане 4 принимает до тех пор, пока вода в ней не заполнит камеру 21, поплавок 18 всплывает, поднимает посредством жесткого рычага 16 шток 17 клапана 27 в направляющих штока 17 в виде отверстий 31 и 32 в пространство колпака 28. В этот момент начинается всасывание воды на уровне нижней части горловины 29 в зарядную трубу 25. Одновременно с этим поднятием уровня воды в камере 21 движение передается посредством рычажно-шарнирного механизма на мгновенное закрытие ударного клапана 4, т.е. вызывая его закрытие на выходе питающего трубопровода 2. Поток останавливается, вызывая прямой гидравлический удар в питающем трубопроводе 2, создавая избыточное давление. Часть потока через патрубок 8 беспрепятственно устремляется к отверстию опорного седла 9, открывает нагнетательный клапан 10 и поступает в воздушный колпак 11, сжимает образовавшуюся воздушную подушку и поступает в нагнетательный трубопровод 12 на высоту (h) к потребителю. Патрубок 8 выполнен из стандартного изделия, легко вписывается как соединительное звено плоского опорного седла с круглой поверхностью питающего трубопровода 2.The hydraulic ram is installed below the water supply source and connected via the pressure line of the pipeline 1 to the supply pipeline 2. To start the hydraulic ram, the shock valve 4 is set up between the adjustable limiters of the opening degree 6 and 7, while the variable-weight float 18 is lowered down. As a result, the articulated lever mechanism acts on the shoulder 15 and the shock valve 4 on the axis 13 will open the output part of the supply pipe 2. The position of the weight of the float 18 can be adjusted using a weight 19 with a variable mass. In order to reduce the force on the float device in the chamber 21, the system is designed so that the total force from the weight of the rod 18, the lever 16, the rod 17 with the valve 27 is balanced with the adjustable valve 4 from the hydrodynamic pressure of the flow running onto the shock valve when it enters through the supply valve the pipeline 2 into the filling chamber 21. With the shock valve 4 open, the storage chamber 21 receives until the water in it fills the chamber 21, the float 18 floats up, lifts the valve stem 17 through the rigid lever 16 27 in the guide rails 17 in the form of holes 31 and 32 into the space of the cap 28. At this point, water begins to be sucked at the level of the lower part of the neck 29 into the charging tube 25. At the same time, the movement of the water level in the chamber 21 is transmitted by a lever-articulated mechanism to instant closing of shock valve 4, i.e. causing it to close at the outlet of the supply pipe 2. The flow stops, causing a direct water hammer in the supply pipe 2, creating excessive pressure. Part of the flow through the pipe 8 freely rushes to the hole of the support seat 9, opens the discharge valve 10 and enters the air cap 11, compresses the formed air cushion and enters the discharge pipe 12 to a height (h) to the consumer. The pipe 8 is made of a standard product, it fits easily as a connecting link of a flat supporting saddle with a round surface of the supply pipe 2.

Одновременно также после закрытия ударного клапана 4 и включения в работу сифона 22 зарядной трубы 25, расположенного на отметке, соответствующей критическому положению уровня воды в камере 21, заполнения водой колена сифона 22, сифон 22 резко срабатывает и сбрасывает воду, при этом уровень воды в камере 21 снижается, поплавок 18 опускается вместе с грузом 19, клапан 27 закрывает выпускное отверстие в дополнительной камере 26, происходит срыв вакуума и прекращается движение жидкости через сифон 22, а ударный клапан 4 открывается за счет воздействия на плечо 14 с осью 13 вращения посредством штока 15. Шток 15 зафиксирован в направляющих 20, а рычаг 16 размещен в верхней части Т-образной дополнительной камеры 26. Затем цикл повторяется.At the same time, after closing the shock valve 4 and turning on the siphon 22 of the charging pipe 25, located at the mark corresponding to the critical position of the water level in the chamber 21, filling the knee of the siphon 22 with water, the siphon 22 abruptly responds and discharges water, while the water level in the chamber 21 is reduced, the float 18 is lowered together with the load 19, the valve 27 closes the outlet in the additional chamber 26, the vacuum is broken and the movement of the liquid through the siphon 22 is stopped, and the shock valve 4 is opened due to the impact on the shoulder 14 with the axis of rotation 13 by means of the rod 15. The rod 15 is fixed in the guides 20, and the lever 16 is located in the upper part of the T-shaped additional chamber 26. Then the cycle repeats.

Закрытие ударного клапана 4 обеспечивается срабатывающим устройством только при превышении критического уровня воды в камере 21, что позволит значительно снизить сбросы, а следовательно, и обеспечить экономию воды при работе гидротарана.The closing of the shock valve 4 is provided by the triggering device only when the critical water level in the chamber 21 is exceeded, which will significantly reduce discharges, and therefore, save water during operation of the ram.

Обязательным условием нормальной работы сифона является то, чтобы сумма расходов жидкости, вытекающей из накопительной камеры 21, не превышала время задержки ударного клапана 4 в закрытом положении через сифон 22. При выполнении данного условия уровень свободной поверхности в камере 21 опускается. При этом поплавок 18 с грузом 19 опускается и открывает ударный клапан 4 с помощью плеча 14 (рычага) на оси 13 вращения. Изменяя и степень открытия ударного клапана 4, можно изменить расход потока регулируемыми ограничителями открытия 6 и 7. Таким образом, можно изменять регулировкой программу выпуска определенной большей части воды в камеру накопления 21, увязать с параметрами работы в целом сифона 22.A prerequisite for the normal operation of the siphon is that the amount of fluid flowing from the accumulation chamber 21 does not exceed the delay time of the shock valve 4 in the closed position through the siphon 22. When this condition is fulfilled, the level of the free surface in the chamber 21 is lowered. In this case, the float 18 with the load 19 is lowered and opens the shock valve 4 using the shoulder 14 (lever) on the axis 13 of rotation. By changing the degree of opening of the shock valve 4, it is possible to change the flow rate with adjustable opening restrictors 6 and 7. Thus, it is possible to change by adjusting the program for the release of a certain majority of the water into the accumulation chamber 21, and link it to the parameters of the siphon 22 as a whole.

Таким образом, условием нормальной работы сифона в момент включения его в работу является следующее: Qн+Qмин>Q1, где Qн - расход жидкости, накопленной в камере; Qмин - минимальный расход жидкости, вытекающей по зарядной трубе в нижнюю ветвь сифона в момент включения в работу; Q1 - минимальный необходимый расход жидкости, поступающей по питающему трубопроводу 2 в камеру 21 накопления.Thus, the condition for the normal operation of the siphon at the time it is turned on is the following: Q n + Q min > Q 1 , where Q n is the flow rate of the fluid accumulated in the chamber; Q min - the minimum flow rate of liquid flowing through the charging tube into the lower branch of the siphon at the time of inclusion in the work; Q 1 - the minimum required flow rate of fluid entering through the supply pipe 2 to the chamber 21 of the accumulation.

Расход находят по формулеConsumption is found by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где ωтр. - площадь поперечного сечения питающего трубопровода 2;where ω tr. - cross-sectional area of the supply pipe 2;

g - ускорение земного притяжения;g is the acceleration of gravity;

Нмакс. - максимальный напор, вызывающий истечение жидкости через сифон 22;N max - maximum pressure causing fluid to flow through siphon 22;

Δh - гидравлические сопротивления потока жидкости, движущейся через клапан 27 и зарядную трубу 25, которые определяются по известным формулам гидравлики.Δh - hydraulic resistance of the fluid flow moving through the valve 27 and the charging tube 25, which are determined by the known formulas of hydraulics.

Исполнительный механизм Т-образной дополнительной камеры 26, имеющий относительно небольшие размеры, обеспечивает эффективное сопряжение с системой шарнирно-рычажного механизма поплавкового привода управления, что полнее обеспечивает работоспособность гидротарана.The actuator of the T-shaped additional chamber 26, which has a relatively small size, provides effective interfacing with the articulated lever mechanism of the float control drive, which more fully ensures the operability of the ram.

Устройство позволяет осуществить регулирование работы в автоматическом режиме гидротарана, повысить точность расхода воды в накопительной камере и увеличить быстродействие регулирующего ударного клапана; автоматический непрерывный контроль над уровнем в камере исключает аварийную ситуацию. Таким образом, экономится вода на сброс, повышается КПД гидравлического тарана и является регулируемым в зависимости от высоты поднятия воды.The device allows you to regulate the operation in automatic mode of ram, increase the accuracy of the flow of water in the storage chamber and increase the speed of the control shock valve; automatic continuous level control in the chamber eliminates an emergency. Thus, water is saved for discharge, the efficiency of the hydraulic ram is increased and is adjustable depending on the height of the water rise.

Claims (2)

1. Гидравлический таран, содержащий питающий трубопровод с камерой, являющейся ее продолжением, имеющий круглую форму поперечного сечения равного с ним диаметра, ударный и нагнетательный клапаны, воздушный колпак с нагнетательным трубопроводом, отличающийся тем, что он снабжен камерой накопления с дополнительной камерой и содержит трехплечий шарнирно-рычажный механизм, первое плечо которого шарнирно соединено с первой горизонтальной осью вращения, с которой связан ударный клапан, снабженный регулируемыми ограничителями степени открытия в крайних положениях, размещенными на выходе питающего трубопровода, причем рычаг с горизонтальной осью вращения соединен шарнирно со вторым плечом в виде штока, соединенного шарнирно с поплавком и установленного в камере накопления с возможностью ее периодического заполнения водой из питающего трубопровода, а шток в средней части поплавкового привода жестко соединен посредством третьего плеча в виде рычага с шарниром со штоком в направляющих, размещенных в дополнительной камере с ударным клапаном, а ее выходная часть соединена с сифоном посредством гибкой вставки.1. A hydraulic ram containing a supply pipe with a chamber, which is its continuation, having a round cross-sectional shape of an equal diameter with it, shock and discharge valves, an air cap with a discharge pipe, characterized in that it is equipped with an accumulation chamber with an additional camera and contains a three-arm articulated lever mechanism, the first shoulder of which is pivotally connected to the first horizontal axis of rotation, to which a shock valve is connected, equipped with adjustable limiters of the degree of openness tia in extreme positions located at the outlet of the supply pipe, and the lever with a horizontal axis of rotation is pivotally connected to the second shoulder in the form of a rod, pivotally connected to the float and installed in the accumulation chamber with the possibility of periodic filling with water from the supply pipe, and the rod in the middle part the float actuator is rigidly connected by means of a third shoulder in the form of a lever with a hinge to the rod in guides placed in an additional chamber with a shock valve, and its output part is connected to siphon means of a flexible insert. 2. Гидравлический таран по п. 1, отличающийся тем, что рычаг, связывающий поплавок и ударный клапан в дополнительной камере, размещен в верхней ее части. 2. The hydraulic ram according to claim 1, characterized in that the lever connecting the float and shock valve in the additional chamber is located in its upper part.
RU2014145177/06A 2014-11-10 2014-11-10 Hydraulic ram RU2577681C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145177/06A RU2577681C1 (en) 2014-11-10 2014-11-10 Hydraulic ram

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145177/06A RU2577681C1 (en) 2014-11-10 2014-11-10 Hydraulic ram

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577681C1 true RU2577681C1 (en) 2016-03-20

Family

ID=55647963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014145177/06A RU2577681C1 (en) 2014-11-10 2014-11-10 Hydraulic ram

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577681C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630050C1 (en) * 2016-08-09 2017-09-05 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram
RU2630803C1 (en) * 2016-08-22 2017-09-13 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4073604A (en) * 1976-08-19 1978-02-14 Chen Chun Pa Construction for a water hammer type pump
US6142746A (en) * 1996-10-23 2000-11-07 Lundgren; Lars-Olof Pulsating valve for hydraulic rams having a liquid vessel attached thereto
RU2468261C1 (en) * 2011-05-13 2012-11-27 Александр Петрович Акимов Hydraulic ram
RU2489605C1 (en) * 2012-06-19 2013-08-10 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4073604A (en) * 1976-08-19 1978-02-14 Chen Chun Pa Construction for a water hammer type pump
US6142746A (en) * 1996-10-23 2000-11-07 Lundgren; Lars-Olof Pulsating valve for hydraulic rams having a liquid vessel attached thereto
RU2468261C1 (en) * 2011-05-13 2012-11-27 Александр Петрович Акимов Hydraulic ram
RU2489605C1 (en) * 2012-06-19 2013-08-10 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630050C1 (en) * 2016-08-09 2017-09-05 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram
RU2630803C1 (en) * 2016-08-22 2017-09-13 Михаил Иванович Голубенко Hydraulic ram

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016228538A1 (en) Vacuum operated valve
CN105926735B (en) A kind of water tank drainage device using drainage with difference water pressure
RU2577681C1 (en) Hydraulic ram
CN208009577U (en) A kind of water inlet startup control mechanism
RU2530527C1 (en) Controller of groundwater level
CA2932337C (en) Minor water leak prevention apparatus for water inlet valve
CA2933648C (en) Major water leak prevention apparatus for water inlet valve
RU2489605C1 (en) Hydraulic ram
CN102285505B (en) Full-automatic adjustable controller for draining off water at bottom of oil tank
CN204225236U (en) One enters draining Integral hydraulic flushing valve
CN202718204U (en) Water inlet valve
CN203821569U (en) Structure for automatically adjusting water outlet flow of pool
US6945042B1 (en) System for generating fluid movement
CN203891161U (en) Water draining valve
CN203189849U (en) Hydraulic control linkage valve
CN202429333U (en) Floating and sinking device
CN204436724U (en) Self filling type ground is installed synchronous row and is inhaled Fire Fighting Pumps
RU2686617C1 (en) Plant for automatic watering of plants
CN209670003U (en) A kind of toilet flushing device
CN203256867U (en) Water supplementation control structure of double-discharging type flushing device
RU2521821C1 (en) Hydraulic ram
RU2576100C1 (en) Hydraulic ram
RU2368818C1 (en) Hydraulic ram
RU2527260C1 (en) Hydraulic ram
RU2511775C9 (en) Hydraulic pneumatic ram