Компенсатор угловых перемещений трубопроводов

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в машинах и агрегатах различного назначения для соединения участков трубопроводов, испытывающих взаимные угловые перемещения в процессе эксплуатации. Гибкие элементы установлены между подвижными и неподвижными трубопроводами и взаимодействуют со стойками, соединенными между собой посредством шарниров. Гибкие элементы, выполненные в виде гладкостенных трубок, соединены со стойками через втулки, охватывающие их с обоих концов по наружному диаметру. Часть внутренней поверхности втулок выполнена конической и обращена большим диаметром к оси шарниров. Стойки выполнены в виде многогранной призмы, грани которой перпендикулярны осям перекрещивающихся гибких элементов. Расширяет арсенал технических средств. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах и агрегатах различного назначения для соединения участков трубопроводов, испытывающих взаимные угловые перемещения в процессе эксплуатации.

Известен компенсатор угловых перемещений трубопроводов, состоящий из гибкого элемента, выполненного в виде сильфона, прикрепленного к патрубкам, на которых установлены стойки, соединенные между собой шарнирно посредством щек, причем гибкий элемент расположен между шарнирами (патент ФРГ № 1298793, кл. F16L 51/02, опубл. 1969).

Недостатком компенсатора является сложность его монтажа на машинах и агрегатах при соединении трубопроводов, связывающих узлы, имеющие взаимное угловое перемещение, заключающаяся в том, что для каждого участка трубопровода необходимы дополнительные опоры, при этом трудность представляет точное совпадение оси изгиба компенсатора с осью углового смещения узлов машины или агрегата, что особенно сложно при перекрещивающихся трубопроводах.

Известен компенсатор угловых перемещений трубопроводов, состоящий из гибких элементов в виде сильфонов, установленных между патрубками, имеющими стойки, соединенные между собой посредством шарниров (а.с. СССР № 945582, кл. F16L 51/02, 1980 г. - прототип).

Недостатком компенсатора является то, что гибкие элементы - сильфоны, являются сравнительно сложными и дорогостоящими изделиями, требующими специализированного производства, значительных затрат на проектирование, изготовление и доводку. Кроме того, их гидравлические, массовые характеристики и габариты зачастую не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и создание менее дорогостоящего компенсатора с лучшими характеристиками.

Поставленная задача решается за счет того, что в компенсаторе, включающем гибкие элементы, установленные между подвижными и неподвижными трубопроводами и взаимодействующие со стойками, которые соединены между собой посредством шарниров, согласно изобретению гибкие элементы выполнены в виде гладкостенных трубок, которые взаимодействуют со стойками через втулки, охватывающие их с обоих концов по наружному диаметру.

Для повышения циклопрочности гибких элементов и уменьшения концентрации напряжений у заделок часть внутренней поверхности втулок выполнена конической с большим диаметром конуса, обращенным к общей оси шарниров, а также один из концов гибкого элемента закреплен со втулкой, а второй имеет возможность перемещаться в ней.

В связи с тем, что в предлагаемом устройстве используется несколько перекрещивающихся гибких элементов, стойки выполнены в виде призмы, грани которой перпендикулярны к осям гибких элементов.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого компенсатора, на фиг.2 - разрез по А-А, где

1 - гибкий элемент;

2 - подвижный трубопровод;

3 - неподвижный трубопровод;

4 - подвижная стойка;

5 - неподвижная стойка;

6 - втулка;

7 - коническая поверхность;

8 - ось шарнирных устройств;

9 - верхнее шарнирное устройство;

10 - нижнее шарнирное устройство;

11 - шарнирный подшипник;

12 - палец;

13 - подвижный узел агрегата;

14 - цапфа;

15 - неподвижный узел агрегата;

16 - подшипник качения.

Устройство состоит из гибких элементов 1, выполненных в виде гладкостенных трубок, соединенных герметично с подвижными трубопроводами 2 и неподвижными трубопроводами 3. Гибкие элементы 1 с одной стороны закреплены жестко на неподвижной стойке 5 через втулки 6, с другой закреплены на подвижной стоке 4, имея свободу перемещения вдоль втулок 6, которые, в свою очередь, взаимодействуют с наружной поверхностью гибких элементов 1 и охватывают их по наружному диаметру. Часть внутренней поверхности втулок 6 выполнена конической 7 и обращена большим диаметром конуса к оси 8 верхнего и нижнего шарнирных устройств 9 и 10. Верхнее 9 и нижнее 10 шарнирные устройства связывают подвижную 4 и неподвижную 5 стойки между собой и включают в верхнем 9 - шарнирный подшипник 11, установленный на пальце 12, в нижнем - подвижный узел агрегата 13 с цапфой 14, взаимодействующей с неподвижным узлом агрегата 15 через подшипник качения 16.

Для закрепления нескольких перекрещивающихся подвижных 2 и неподвижных 3 трубопроводов стойки 4 и 5 выполнены в виде призмы, грани которой перпендикулярны осям гибких элементов 1.

Устройство работает следующим образом.

Подвижные элементы предлагаемого устройства (13, 14, 4) взаимодействуют с неподвижными (15, 5) через шарнирные устройства 9 и 10.

При угловом перемещении подвижных элементов конструкции вокруг оси 8 происходит изгиб гибких элементов 1 и этим обеспечивается угловая компенсация перемещений подвижных 2 и неподвижных 3 трубопроводов.

С целью повышения циклопрочности гибких элементов 1 и уменьшения концентрации напряжений у заделок часть внутренней поверхности втулок 6 выполнена конической 7 с большим диаметром конуса, обращенным к оси 8, а также один конец гибкого элемента не закреплен со втулкой и имеет возможность перемещаться в ней.

Предлагаемый компенсатор обладает следующими положительными свойствами: простотой конструкции, не требует специализированного производства, имеет лучшие по сравнению с прототипом гидравлические и массовые характеристики, имеет более низкую себестоимость.

1. Компенсатор угловых перемещений трубопроводов, содержащий гибкие элементы, установленные между подвижными и неподвижными трубопроводами, взаимодействующие со стойками, которые соединены между собой посредством шарниров, отличающийся тем, что в нем гибкие элементы выполнены в виде гладкостенных трубок, которые взаимодействуют со стойками через втулки, охватывающие их по наружному диаметру с обоих концов.

2. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что часть внутренней поверхности втулок выполнена конической и обращена большим диаметром к общей оси шарниров.

3. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что стойки выполнены в виде многогранной призмы, грани которой перпендикулярны осям гибких элементов.

4. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что один из концов гибкого элемента закреплен во втулке неподвижно, а второй имеет возможность перемещаться в ней.