Модель трубопровода

 

Сущность изобретения: жесткие цилиндрические втулки нанизаны на гибкий арматурный элемент с возможностью поворота одной относительно другой. Втулка выполнена в виде кругового цилиндра, усеченного под углом к основанию, с торцами в виде усеченной части и основания цилиндра, в которой усеченные части установлены с возможностью взаимодействия с усеченными, а основания - с основаниями. На торцах выполнена кольцевая поверхность волнообразного профиля, образованного чередующимися по окружности впадинами и выступами, посредством которых взаимодействуют усеченные части и основания. На боковой цилиндрической поверхности перед усеченной частью выполнена шкала с делениями радиуса гиба, у основания - шкала с величиной угла поворота между плоскостями гиба. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, авиастроению (вертолетостроению) и другим областям промышленности.

Известна модель трубопровода, содержащая фланцы и расположенные между ними полые сферические элементы с фигурной прорезью, установленные на арматурном элементе в чередующемся порядке между наборными элементами, и установленные в каждом концевом наборном элементе регулировочную гайку, связанную с арматурным элементом, и пружину, расположенную между гайкой и концевым соединительным полым сферическим элементом, при этом каждый наборный элемент выполнен в виде полой цилиндрической втулки, имеющей сферическое гнездо с шероховатой поверхностью на каждом торце.

Недостатком модели являются сложность выполнения конструкции, особенно для получения эталонов малых диаметров; необходимость наличия большего количества типоразмеров прямолинейных наборных втулок, так как прямолинейные участки универсальных эталонов могут иметь различную величину; низкая точность получаемой модели.

Известна модель трубопровода холодильной установки, содержащая деформируемый элемент, выполненный в виде набора шайб из эластичного материала, преимущественно латексной резины, арматурный элемент в виде стержня, установленный по оси деформируемого элемента.

Недостатком модели являются недостаточная жесткость модели, которая полностью обуславливается жесткостью арматурного элемента, при выполнении же его особо жестким необходимы большие усилия для получения необходимых гибов; сложность получения фиксированных значений радиусов гибов, так как они зависят от упругих свойств как деформируемого, так и арматурного элементов.

Известна модель трубопровода, содержащая гибкий арматурный элемент с установленными на нем цилиндрическими втулками клиновидной формы по торцам.

Известная модель не позволяет получить любую пространственную модель трубопровода: в частности нельзя получить конфигурацию модели трубопровода в пространстве с одним радиусом гиба, а в плоскости с разными радиусами гиба. Кроме того, не обеспечено фиксированного положения модели, так как натяжение арматурного элемента не устраняет проскальзывание торцов наборных втулок.

Цель изобретения - снижение трудоемкости моделирования, обеспечение универсальности модели за счет реализации различных конфигураций, удобства пользования, повышение жесткости модели.

Для достижения цели в модели трубопровода, состоящей из набора жестких цилиндрических втулок, нанизанных на гибкий арматурный элемент и стянутых через него гайками, втулка выполнена в виде прямого кругового цилиндра усеченного непараллельно основанию соответственно с торцами в виде усеченной части и основания цилиндра, а на торцах втулки выполнена кольцевая поверхность волнообразного профиля, образованного чередующимися впадинами и выступами, через которые усеченные части взаимодействуют с усеченными, а основания с основаниями, образуя модель трубопровода.

На боковой цилиндрической поверхности перед усеченной частью втулки выполнена шкала с делениями радуиса гиба, а у основания - шкала с величиной поворота между плоскостями гиба.

Такое выполнение удобно в использовании, обеспечивает универсальность модели за счет реализации различных конфигураций моделей трубопровода в плоскости и в пространстве с одним, а также с разными радиусами гиба, обеспечивает фиксированное положение модели, исключая проскальзывание торцов наборных втулок, повышая жесткость модели.

На фиг. 1 показана модель трубопровода, поперечный разрез; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - пример получения необходимой конфигурации трубопровода в пространстве с одним радиусом гиба; на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.3; на фиг.5 - втулка с обозначениями ее геометрических размеров; на фиг.6 - модификация втулки в виде оболочки.

Модель трубопровода содержит гибкий арматурный элемент 1, цилиндрические наборные втулки 2, регулировочные гайки 3. Втулки 2 установлены на элементе 1 с возможностью поворота одна относительно другой и выполнены в виде прямого кругового цилиндра усеченного непараллельно основанию с торцами в виде усеченной части 4 цилиндра и основания 5. Усеченные части 4 взаимодействуют с усеченными 4, а основания 5 - с основаниями 5, что позволяет получить любую конфигурацию моделей трубопроводов на плоскости (фиг. 2) и в пространстве (фиг.3 и 4). Торцы втулок 2 содержат кольцевую поверхность волнообразного профиля 6, образованного чередующимися по окружности впадинами и выступами, через которые взаимодействуют усеченные части 4 и основания 5, обеспечивая жесткий контакт между наборными втулками 2. Боковая поверхность втулки 2 содержит перед усеченной частью 4 шкалу 7 с делениями радиуса гиба, а у основания 5 - шкалу 8 с величиной угла поворота между плоскостями гиба. Длина втулок 2 (фиг.4) зависит от того, с какой точностью необходимо аппроксимировать криволинейные участки (радиусы изгиба по оси) трубопроводов прямолинейным. При заданной точности аппроксимации длина l втулок определяется из соотношения l= l=, где R - радиус кривизны изгиба по оси трубопровода; σ -заданная точность аппроксимации. Угол α наклона усеченной части втулок 2 определяет минимальный радиус и вычисляется из соотношения α = arcsin α=arcsin , . Получение необходимой конфигурации трубопровода достигается следующим образом.

Регулировочные гайки 3 предварительно отпускаются для выхода из зацепления торцов втулок 2. После этого путем вращения наборных втулок 2 вокруг их собственной оси добиваются получения необходимой конфигурации модельного участка трубопровода с обеспечением возможности измерения радиусов гиба по шкале 7 перед усеченной частью 4 и измерения величины угла поворота между плоскостями гиба пространственной модели по круговой шкале 8 у основания. Таким образом, путем поучасткового моделирования обеспечивается ввод в зацепление впадин и выступов соприкасаемых втулок 2.

После этого регулировочные гайки 3 затягивают, создавая напряжение арматурного элемента, обеспечивая необходимую жесткость модели. Данная модель трубопровода позволяет получить любую пространственную конфигурацию трубопроводов при многократном ее использовании, кроме того, позволяет проводить моделирование непосредственно на изделии без многократных подгонок, примерок и без применения нагрева и заполнителей.

Формула изобретения

1. МОДЕЛЬ ТРУБОПРОВОДА, содержащая набор жестких цилиндрических втулок, нанизанных на гибкий арматурный элемент с возможностью поворота одной относительно другой, отличающаяся тем, что втулка выполнена в виде прямого кругового цилиндра, усеченного под углом к основанию, с торцами - в виде усеченной части и основания цилиндра, в которой усеченные части установлены с возможностью взаимодействия с усеченными, а основания - с основаниями.

2. Модель по п.1, отличающаяся тем, что на торцах выполнена кольцевая поверхность волнообразного профиля, образованного чередующимися по окружности впадинами и выступами, посредством которых взаимодействуют усеченные части и основания.

3. Модель по п.1, отличающаяся тем, что на боковой цилиндрической поверхности перед усеченной частью втулки выполнена шкала с делениями радиуса гиба, а у основания шкала с величиной угла поворота между плоскостями гиба.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6