191726. lajstromszámú szabadalom • Lengéscsillapító légüst kapcsolási elrendezése
1 191.726 2 A találmány tárgya csillapító légüst kapcsolás elrendezés távhőellátó és/vagy folyadékszállító rendszerek részére, a hidraulikus tranziens jelenségek nyomáshullámának csökkentésére. Ismeretes, hogy a nagy folyadékszállító, ill. távhőellátó rendszerek egyik legsúlyosabb problémája a hidraulikus tranziensek fellépése és az ezek által előidézett nyomáshullámok hatásának csökkentése. A hidraulikus tranziensek a leggyakoribb esetekben a rendszer keringtető szivattyúinak kiesése, pl. áramkimaradás, szivattyú műszaki hibája következtében jelentkezik és mint említettük, a rendszerben ennek következtében jelentős nyomáshullám jön létre. Ilyen nyomáshullám lefutását ismerteti többek között a Műszaki Könyvkiadó Budapest 1977. Távhő ellátási zsebkönyv 9.1.3. „Nagyteljesítményű vízrendszerek speciális kérdései” c. fejezetének 573. oldalán lévő 9—25 ábrája. A nyomástartás helye, és a nyomástartás megoldása jelentősen befolyásolja az instacioner állapotokban létrejövő minimális és maximális nyomásértékeket és azoknak kialakulási helyeit. így például a felsőpontos nyomástartásnál az üzemi nyomásnál nagyobb, míg az alsópontos nyomástartásnál az üzemi nyomásnál is kisebb, depresszióveszélyt jelentő nyomásértékek várhatók. A nyomásváltozások oka az ún. hirtelen, vagy véges idejű zárás, amelyet a nagy átmérőjű szerelvény (ek) gyors zárása, vagy a keringtető szivattyúik) leállása okozhat. A gyakorlati esetekben a probléma az ún. véges zárási idejű esetekre korlátozódik, mert a hirtelen zárású szerelvények (gyorszárak, mágnesszelepek stb.) beépítése a fő folyadékáramba más műszaki megoldással általában elkerülhető. A véges zárási időt, mint általában a legkritikusabb helyzetet, a keringtető szivattyúik) leállása okozza. A fent említett jelenséget egy alábbi példa kapcsán világítjuk meg: Egy felsőpontos nyomástartású távhőellátó rendszerben a keringtető szivattyú leállásakor fordulatszámának csökkenésével együtt csökken a szivattyú által szállított folyadékmennyiség is. Annak érdekében, hogy a keringtető szivattyú kimenetén az állandó nyomású pont nyomásértéke ne változzon, a statikus nyomástartást egy összenyomható közeggel töltött tartályból ebbe az állandó nyomású pontba a folyadékszállítás csökkenésének kompenzálására vizet áramoltatnak. Ilyen módon a fogyasztó felé menő előremenő vezetékben az adott térfogatáram és nyomás értékei az idő függvényében gyakorlatilag nem változik, míg a fogyasztótól a visszatérő vezetékben — a szivattyú kifutásának megfelelően — először csak a keringtető szivattyú vezetőcsonkján, majd hangsebességgel terjedve visszatérő vezetékben a fogyasztó kimenő csonkja irányába csökken a térfogatáram, melynek Itatására a nyomás megnő. Az említett hangsebességgel terjedő hatás (nyomás- és térfogatváltozás) az állandó nyomású pontban visszaverődik, és nyomáscsökkenés formájában ugyancsak hangsebességgel terjed a fogyasztó irányában,, ill. a fogyasztón keresztül a keringtető szivattyú bemenete felé. A létrejövő nyomásemelkedés maximális értékét a 4L (T - — ) idő alatt az állandó nyomású pontban bekötő vetkezett térfogatváltozás határozza meg. Az önmagában záródó hurokból, illetőleg hurkokból felépült hidraulikai köröknél a nyomásváltozás megengedett határok között tartása érdekében arra kell törekedni, hogy a jelentős mozgási energiával rendelkező folyadékoszlop lassítása fokozatosan következzen be. A lassulás mértéke a T időn belül csak akkora lehet, hogy ezen idő alatt létrejövő térfogatáramváltozásból adódó nyomásváltozás ne haladja meg a megengedhető értéket. Ismert megoldás, hogy például a vízellátási feladatoknál, ahol a folyadék nem önmagában záródó hurokban kering, a szivattyú leállásakor keletkező nyomáshullámok csökkentésére légüstöt alkalmaznak, amelyekben az összenyomható közeg nyomása megegyezik a csatlakozási pont nyomásával, és az esetleges belengés meggátolására a légüstöt a vízellátó rendszerrel összekötő vezetékbe visszacsapószelepet is beépítenek. (Ilyen irodalmi utalás található pl. dr. Pattantyús Á. Géza: Gyakorlati! áramlástan Tankönyvkiadó, Budapest 1959. 111. „Légüst alkalmazása az örvényszivattyú nyomócső vezetékében” című fejezet, 302—309. oldal) Légüst csatlakoztatása önmagában záródó hurkokban keringő folyadék szállítására alkalmas rendszereken, a nyomáslengés csökkentésére azért nem vezetne eredményre, mert a légüst karakterisztikus tulajdonsága miatt a szivattyú kifutásának kezdeti időszakában a megengedhető értéknél kisebb mértékben fékezné a folyadékoszlopot, míg a szivattyú leállásának későbbi időszakában a megengedettnél nagyobb lenne a folyadékoszlop fékeződése. A találmányunk lényege azon a felismerésen alapszik, hogyha a hirtelen, ill. véges idejű zárás helyének közelében, - zavarás helye - (pl. a keringtető szivatytyú bevezetésének pontjában) a stacioner üzemáüapotnak megfelelő nyomástól eltérő nyomású, azaz előfeszített légüstöt, illetőleg légüstöket — a továbbiakban előfeszített légüstöt - építünk be a hidraulikai rendszerbe, akkor ez az előfeszített légüst, ill. légüstök előfeszítésük miatt a kívánt módon alkalmasak és képesek a folyadékoszlop fékezésére, és így a létrejövő nyomásváltozások a megengedett határok között maradhatnak. A légüst előfeszítése lehet a hálózat stacioner üzemi nyomásához képest kisebb, illetve nagyobb nyomású. Ha a távhőellátó rendszer nyomástartása alsópontos ami azt jelenti, hogy a keringtető szivattyú szívócsonkjának csatlakozási pontbeli nyomását tartja a nyomástartó rendszer, akkor az előfeszítés eredménye képpen a légüst belső nyomása kisebb mint a légüst csatlakozási pontjában (keringtető szivattyú nyomóoldali csonkja) lévő stacioner üzemi nyomás. Ha a távhőellátó rendszer nyomástartása felsőpontos, ami azt jelenti, hogy a keringtető szivattyú nyomócsonkjának csatlakozási pontbeli nyomását tartja a nyomástartó rendszer, akkor az előfeszítés eredményeképpen a légüst belső nyomása nagyobb mint a légüst csatlakozási pontjában (keringető szivattyú szívóoldali csonkja) lévő stacioner üzemi nyomás. A szakirodalomból nem ismeretes olyan légüst alkalmazása, amelynek belső nyomása stacioner viszo 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
