УДК 621.646.94

L’etude du clapet anti-bélier des coups de bélier.

Scherbanenko V.V., Overko V.M.

В статті подана схема пристрою для зменшення небезпеки гідравлічних ударів з описом його роботи. Проведено математичне моделювання робочого процесу гасителя гідравлічних ударів.




      Il y a longtemps le problème de la protection contre les coups de bélier des installations d’exhaure de mine, mais pour le present il n’y a pas du décision correct de ce problème.
      L’augmentation de la puissance et des longueurs des conduites des installations d’exhaure de mine comme et d’autres systèmes hydrauliques mène à coups de bélier.
      Les coups de bélier et les processus ondulatoires trés souvant provoque la destruction des conduites, d’armatur, ainsi tombe en pane des pompes et provoque le régime de fonctionnement anormale de l’installation.
      La méthode la plus répandue et universelle de la baisse artificielle de la grandeur du coup de bélier est la restitution de la partie du liquide transporté.

Le schéma pour la protection contre les coups de bélier
La figure 1. - Le schéma pour la protection contre les coups de bélier


      Considerons le schéma pour la protection contre les coups de bélier (fig. 1.). Le principe de fonctionnement de cette installation est suivant:
      En commence le liquide agit sur la soupape 2 et simultanément sur le piston 6 à travers le tuyau 3. Ce système, qui se compose de la soupape 2, le piston 4 et le piston 6, se déplace en haut. La soupape 2 s’ouvre et le liquide remplit le tuyau de vidange 13 et le réservoir 12. Dans ce moment la partie du liquide sort à travers les orifices аc et aз. La pression s’augmente dans un tuyau 3 et un réservoir 12. L’air, qui se trouve dans un réservoir 12, se serre et à travers le clapet antiretour 11 sur le tuyau 8 passe dans une chambre au dessus du piston 6. Le piston 6 se déplace en bas. Le liquide passe sur le tuyau 9 et déplace le piston 4. Après cela la soupape 2 s’ouver.
      A cause du coup de bélier la surpression sur le tuyau 3 entre sous le piston 6. Si P2 >P1, le piston 6 se déplace en haut. Après avoir la soupape s’ouver et ensuite se passe le vidange du liquide et l’extinction du coup de bélier.
      Le processus de fonctionnement du clapet anti-bélier on peut composer comme troi degré: le réglage de la pression de fonctionnement, la mise en fonctionnement, la fermeture de la soupape.
      On peut considerer la mise en fonctionnement de la soupape 2 comme le processus discret. La condition d’ouverture de la soupape 2:


      où: P - la pression dans une conduite; Pm - la pression au-dessus du piston 6; S’6 , S6 - la surface effective du piston 6 (en haut et en bas). L’équation différentielle du mouvement de la système: le piston - la tige - la soupape:


      où: m - la masse; x - la coordonnée de la position; t - le temps; Ppis - la pression au-dessus du piston 4; Psoup - la pression dans une cavité de la soupape; Sn - la surface du piston 4; S’soup - la surface de la soupape sur lequelle agit la pression Psoup; Ssoup - la surface de la soupape 2; Ffr - la force de frottement. L’analyse de telles équations montre que on peut négliger les propriétés de la système et les forces de frottement:


      Composons les équations, qui lient les pressions et les débits entre les cavités d’amortisseur:


      où Wrés - le volume du réservoir; Wair - le volume d’air dans un réservoir; α - les résistances hydrauliques; Q - les débits; P - les pressions.
      Ces équations servent de la base pour créer le programme du calcul de processus de la fermeture de la soupape du clapet anti-bélier des coups de bélier.




La liste de literature

1. А.С. 1281805 Устройство для гашения гидравлических ударов. Оверко В.М., Поляков Л.Л., Королев А.С. и др. Опубл. в БИ №1, 1987
2. Тимошенко Г.М., Оверко В.М. Исследования гасителя гидравлических ударов для шахтных водоотливных установок Киев,1980.-17с. Рукопись депонирована в УкрНИИНТИ.

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