Проходная втулка, узел для поддержки трубопровода и способ поддержки трубопровода
Группа изобретений относится к устройствам для демпфирования вибраций и поддержания трубопроводов, расположенных внутри конструкций. Узел для поддержки трубопровода содержит держатель с образованным в нем отверстием для трубопровода и проходную втулку, размещенную между держателем и трубопроводом в отверстии для трубопровода. Проходная втулка содержит радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку, поддерживающую конструкцию. Радиально внешняя боковая стенка содержит две концевые части и центральную часть, размещенную в осевом направлении между указанными двумя концевыми частями относительно осевой линии проходной втулки. Радиально внутренняя боковая стенка и радиально внешняя боковая стенка проходят по окружности вокруг указанной осевой линии. Центральная часть проходит на большем радиальном расстоянии от осевой линии проходной втулки, чем указанные две концевые части. Поддерживающая конструкция проходит между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой. Поддерживающая конструкция содержит множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с шестиугольными ячейками, образующего множество полых каналов. Каналы проходят продольно осевой линии для обеспечения сообщения посредством текучей среды через проходную втулку между указанными двумя концевыми частями. Также раскрыт способ поддержки трубопровода. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится в целом к механической арматуре для трубопроводов, а, в частности, к проходной втулке, имеющей по меньшей мере частично полую внутреннюю поддерживающую конструкцию и обеспечивающую возможность регулировки и согласования проходной втулки на основе параметров, необходимых для установки.
[002] Обычно такие элементы для транспортировки текучей среды, как трубопроводы, устанавливают и поддерживают через промежутки внутри конструкций с помощью узла держателя. Трубопроводы проходят через узел держателя, имеющий определенное отверстие для трубопровода, и иногда трубопроводы поддерживают внутри узла держателя с помощью проходной втулки. Проходные втулки обычно изготавливают цельными из полимерного материала, имеющего заданное значение, измеряемое дюрометром, (т.е. твердость) для обеспечения возможности радиального и бокового перемещения трубопровода внутри узла держателя. По существу, твердость проходной втулки и, соответственно, величина радиального и бокового перемещения, обеспечиваемого проходной втулкой, можно регулировать только путем замены или изменения состава полимерного материала, используемого для изготовления проходной втулки с изменением, таким образом, сжимаемости или твердости проходной втулки.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[003] Согласно одному аспекту предложена проходная втулка. Проходная втулка включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой. Поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов.
[004] Согласно другому аспекту предложен узел для поддержки трубопровода. Узел для поддержки трубопровода включает в себя держатель, имеющий образованное в нем отверстие для трубопровода, трубопровод, проходящий через отверстие для трубопровода, и проходную втулку, размещенную между держателем и трубопроводом в отверстии для трубопровода. Проходная втулка включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой. Поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов.
[005] Согласно еще одному аспекту предложен способ поддержки трубопровода внутри конструкции. Способ включает установку первого держателя внутри указанной конструкции и размещение первой проходной втулки в отверстии для трубопровода, образованном в первом держателе. Первая проходная втулка включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов. Способ дополнительно включает пропуск трубопровода через сквозное отверстие, образованное в первой проходной втулке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[006] На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе приведенного в качестве примера узла для поддержки трубопровода;
[007] на ФИГ. 2 представлен вид в перспективе приведенной в качестве примера проходной втулки, которая может быть использована в узле для поддержки трубопровода, показанном на ФИГ. 1;
[008] на ФИГ. 3 представлен вид спереди проходной втулки, показанной на ФИГ. 2;
[009] на ФИГ. 4 представлен вид в перспективе в сечении проходной втулки, показанной на ФИГ. 2; и
[0010] на ФИГ. 5 представлен вид в перспективе в сечении проходной втулки в соответствии со вторым вариантом осуществления раскрытия настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к механической арматуре для трубопроводов, такой как проходная втулка. В частности, проходная втулка, описанная в настоящем документе, включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой. Поддерживающая конструкция является по меньшей мере частично полой и включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора для увеличения жесткости проходной втулки. Кроме того, один или более параметров проходной втулки может быть изменен или могут быть изменены для регулировки твердости и сжимаемости проходной втулки. Например, толщина радиально внутренней боковой стенки, радиально внешней боковой стенки и указанного множества канальных стенок и расположение указанного множества канальных стенок могут быть изменены для точного выполнения проходной втулки на основании необходимой силы удержания проходной втулки в конкретном узле. По существу, проходная втулка, описанная в настоящем документе, меньше весит и выполнена из меньшего количества материала, чем проходные втулки, которые не имеют сквозных каналов, что обеспечивает возможность изготовления проходной втулки из более дорогостоящих материалов, имеющих улучшенные характеристики, при эквивалентной общей стоимости материалов.
[0012] При использовании в настоящем документе элемент или этап, упоминаемый в единственном числе с соответствующим определителями, не следует толковать как исключение множественного числа для элементов или этапов, если только такое исключение не указано явным образом. Кроме того, ссылки на "приведенный в качестве примера вариант осуществления" или "один вариант осуществления" раскрытия настоящего изобретения не предназначены для толкования как исключающие существование дополнительных вариантов осуществления, которые также включают перечисленные функции.
[0013] На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе приведенного в качестве примера узла 100 для поддержки трубопровода. В приведенном в качестве примера варианте осуществления узел 100 для поддержки трубопровода включает в себя состоящий из двух частей держатель 102, имеющий образованное в нем отверстие 104 для трубопровода, и проходную втулку 106, соединенную внутри держателя 102. Трубопровод 108 проходит через отверстие 104 для трубопровода, а проходная втулка 106 размещена между держателем 102 и трубопроводом 108 в отверстии 104 для трубопровода. В частности, трубопровод 108 проходит через сквозное отверстие 110, образованное внутри проходной втулки 106. Размер трубопровода 108 обеспечивает возможность пропуска через него текучей среды, такой как топливо или гидравлическая текучая среда, или размещения в нем, например, электропроводки. Кроме того, узел 100 для поддержки трубопровода может быть установлен в любой подходящей конструкции, такой как здание или транспортное средство.
[0014] В некоторых вариантах осуществления ответные вибрации вызываются в трубопроводе 108 либо при прохождении через него текучей среды, либо при воздействии на конструкцию одной или более сил. Например, в случае корпуса летательного аппарата трубопровод 108 может проходить внутри крыла и по направлению к фюзеляжу (не показано) корпуса летательного аппарата, и ответные вибрации вызываются либо турбулентностью, либо естественным изгибанием крыла относительно фюзеляжа. По существу, как будет описано более подробно ниже, проходная втулка 106 изготовлена из гибкого материала, выбранного для обеспечения демпфирования вибраций и создания силы удержания для трубопровода 108.
[0015] На ФИГ. 2 представлен вид в перспективе приведенной в качестве примера проходной втулки 106, которая может быть использована в узле 100 для поддержки трубопровода (показано на ФИГ. 1), на ФИГ. 3 представлен вид спереди проходной втулки 106, и на ФИГ. 4 представлен вид в перспективе в сечении проходной втулки 106. В приведенном в качестве примера варианте осуществления проходная втулка 106 включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку 112, радиально внешнюю боковую стенку 114 и поддерживающую конструкцию 116, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой 112 и радиально внешней боковой стенкой 114. Поддерживающая конструкция 116 включает в себя множество канальных стенок 118, размещенных в виде сетчатого узора таким образом, что указанное множество канальных стенок 118 образуют множество полых каналов 120. По существу, уменьшен объем внутреннего пространства в проходной втулке 106, занимаемого гибким материалом проходной втулки, благодаря чему уменьшен вес проходной втулки 106.
[0016] Твердость и сжимаемость проходной втулки 106 могут быть выбраны путем изменения по меньшей мере одного параметра проходной втулки 106. Твердость и сжимаемость проходной втулки 106 выбраны на основании по меньшей мере частично необходимой силы удержания проходной втулки 106, которую необходимо развить для трубопровода 108 (показано на ФИГ. 1). Примеры параметров проходной втулки 106, которые могут быть изменены, могут включать в себя, но без ограничения, толщину радиально внутренней боковой стенки 112, толщину радиально внешней боковой стенки 114, толщину указанного множества канальных стенок 118, форму поперечного сечения указанного множества полых каналов 120 (т.е. сетчатый узор, выбранный для указанного множества канальных стенок 118), сторону указанного множества полых каналов 120 или материал, используемый для выполнения проходной втулки 106.
[0017] Например, проходная втулка 106 может быть изготовлена из любого материала, который обеспечивает функционирование узла 100 для поддержки трубопровода, как описано в настоящем документе. Примеры материалов проходной втулки включают в себя, но без ограничения резиновые материалы, силиконовые материалы, такие как фторсиликон, термопластичные материалы, такие как поливинилиденфторид и полиформальдегид, силиконовый каучук, вулканизирующийся при комнатной температуре, или термореактивный материал. Кроме того, указанное множество канальных стенок 118 могут быть размещены с образованием любого подходящего сетчатого узора, который обеспечивает функционирование проходной втулки 106, как описано в настоящем документе. Как показано на чертежах, указанное множество канальных стенок 118 размещены в виде сетчатого узора с шестиугольными ячейками, что обеспечивает увеличение конструктивной жесткости поддерживающей конструкции 116 при обеспечении упругой сжимаемости на 360° вокруг каждого шестиугольника.
[0018] В приведенном в качестве примера варианте осуществления радиально внутренняя боковая стенка 112 проходит по окружности вокруг осевой линии 122 проходной втулки 106 с образованием сквозного отверстия 110 в проходной втулке 106, размер которого обеспечивает возможность приема трубопровода 108. Радиально внешняя боковая стенка 114 также проходит по окружности вокруг осевой линии 122 проходной втулки 106 и включает в себя две концевые части 124 и центральную часть 126, размещенную между двумя концевыми частями 124. В одном варианте осуществления центральная часть 126 проходит на большем радиальном расстоянии от осевой линии 122 проходной втулки 106, чем две концевые части 124. По существу, размер центральной части 126 обеспечивает возможность сопряжения с радиальной выемкой (не показано), образованной внутри держателя 102 (показано на ФИГ. 1), благодаря чему ограничивается боковое перемещение проходной втулки 106 относительно держателя 102 вдоль трубопровода 108.
[0019] Как описано выше, толщина одной или обеих радиально внутренней боковой стенки 112 и радиально внешней боковой стенкой 114 может быть изменена с обеспечением возможности подбора по выбору твердости и сжимаемости проходной втулки 106. Например, увеличение толщины одной или обеих радиально внутренней боковой стенки 112 и радиально внешней боковой стенкой 114 обеспечивает увеличение твердости проходной втулки 106. Кроме того, толщина радиально внутренней боковой стенки 112 и радиально внешней боковой стенки 114 не обязательно должна быть одинаковой. Например, в одном варианте осуществления толщина радиально внутренней боковой стенки 112 больше, чем толщина радиально внешней боковой стенки 114, что приводит к увеличению срока службы радиально внутренней боковой стенки 112 и повышению ее способности выдерживать связанный с контактом износ, вызываемый радиальным и/или боковым перемещением трубопровода 108 относительно радиально внутренней боковой стенки 112.
[0020] Со ссылкой на ФИГ. 2 и 4, в приведенном в качестве примера варианте осуществления указанное множество канальных стенок 118 ориентированы таким образом, что указанное множество полых каналов 120 проходят сбоку от осевой линии 122 проходной втулки 106. В частности, поддерживающая конструкция 116 ориентирована таким образом, что каждый полый канал 120 указанного множества полых каналов 120 включает в себя по меньшей мере один открытый конец 128, открытый в пространство, образованное между боковой кромкой 130 радиально внутренней боковой стенки 112 и боковой кромкой 132 радиально внешней боковой стенки 114. Открытие указанного по меньшей мере одного открытого конца 128 обеспечивает возможность протекания текучей среды через указанное множество полых каналов 120. Например, когда узел 100 для поддержки трубопровода размещен внутри емкости для текучей среды (не показано), обеспечивается возможность протекания текучей среды, содержащейся в ней, через указанное множество полых каналов 120. По существу, рабочий объем емкости для текучей среды уменьшен по сравнению с цельной проходной втулкой, и поддерживающая конструкция 116 остается влажной, вследствие чего уменьшается вероятность преждевременной деградации, вызванной обезвоживанием проходной втулки 106.
[0021] Кроме того, проходная втулка 106 может быть выполнена с помощью любого подходящего способа изготовления, такого как, без ограничения, литье под давлением, формование под давлением и трехмерная печать. При выполнении литьем под давлением или формованием под давлением боковые стенки 112, 114 и 118 могут иметь любой подходящий угол конусности для облегчения удаления проходной втулки 106 из форм.
[0022] На ФИГ. 5 представлен вид в перспективе в сечении проходной втулки 134 в соответствии со вторым вариантом осуществления раскрытия настоящего изобретения. В приведенном в качестве примера варианте осуществления проходная втулка 134 включает в себя кольцевой элемент 136 жесткости, проходящий между радиально внутренней боковой стенкой 112 и радиально внешней боковой стенкой 114. Кольцевой элемент 136 жесткости размещен между противоположными боковыми кромками 130 радиально внутренней боковой стенки 112 и противоположными боковыми кромками 132 радиально внешней боковой стенки 114. По существу, кольцевой элемент 136 жесткости обеспечивает увеличенную жесткость проходной втулки 106. В альтернативном варианте осуществления кольцевой элемент 136 жесткости размещен на одном или обоих противоположных концах проходной втулки 106 с образованием в результате этого закрытого уплотнения проходной втулки.
[0023] Также в настоящем документе описан способ поддержки трубопровода 108 внутри конструкции. Способ включает установку первого держателя внутри указанной конструкции и размещение первой проходной втулки в отверстии для трубопровода, образованном в первом держателе. Первая проходная втулка включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой. Поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов. Способ также включает пропуск трубопровода через сквозное отверстие, образованное в первой проходной втулке.
[0024] В одном варианте осуществления способ включает установку второго держателя внутри указанной конструкции и выбор второй проходной втулки на основании необходимой силы удержания трубопровода внутри второго держателя. Вторую проходную втулку затем размещают в отверстии для трубопровода, образованном во втором держателе. Вторая проходная втулка также включает в себя радиально внутреннюю боковую стенку, радиально внешнюю боковую стенку и поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, при этом поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов. Способ также включает пропуск трубопровода через сквозное отверстие, образованное во второй проходной втулке. По существу, вторая проходная втулка выбрана на основании места расположения второго держателя внутри указанной конструкции и необходимой силы удержания трубопровода во втором месте.
[0025] В частности, выбор второй проходной втулки включает выбор второй проходной втулки, отличающейся от первой проходной втулки по меньшей мере одним параметром, включающим в себя толщину радиально внутренней боковой стенки, толщину радиально внешней боковой стенки, толщину указанного множества канальных стенок, форму поперечного сечения указанного множества полых каналов, размер указанного множества полых каналов или материал, используемый для выполнения второй проходной втулки.
[0026] Кроме того, способ дополнительно включает установку первого держателя внутри емкости для текучей среды, причем поддерживающая конструкция ориентирована таким образом, что каждый полый канал указанного множества полых каналов имеет по меньшей мере один открытый конец для приема текучей среды, содержащейся внутри емкости для текучей среды.
[0027] В настоящем письменном описании использованы примеры для раскрытия различных вариантов осуществления, включая наилучший, оно также обеспечивает любому специалисту в данной области техники возможность реализации различных вариантов осуществления, в том числе создания и использования любых устройств или систем и реализации любых включенных способов. Патентоспособный объем раскрытия настоящего изобретения определяется формулой изобретения и может включать в себя другие примеры, которые придут на ум специалистам в данной области техники. Такие другие примеры следует считать включенными в объем формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от буквального изложения формулы изобретения, или если они включают в себя эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы изобретения.
1. Проходная втулка, содержащая:
радиально внутреннюю боковую стенку;
радиально внешнюю боковую стенку, содержащую две концевые части и центральную часть, размещенную в осевом направлении между указанными двумя концевыми частями относительно осевой линии проходной втулки, при этом радиально внутренняя боковая стенка и радиально внешняя боковая стенка проходят по окружности вокруг указанной осевой линии, причем центральная часть проходит на большем радиальном расстоянии от осевой линии проходной втулки, чем указанные две концевые части, и
поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой,
причем поддерживающая конструкция содержит множество канальных стенок, размещенных в виде узора, образующего множество полых каналов, размещенных в виде сетчатого узора с шестиугольными ячейками и ориентированных таким образом, что проходят продольно осевой линии, для обеспечения сообщения посредством текучей среды через проходную втулку между указанными двумя концевыми частями.
2. Проходная втулка по п. 1, в которой радиально внутренняя боковая стенка проходит вокруг осевой линии проходной втулки с образованием сквозного отверстия в проходной втулке.
3. Проходная втулка по п. 2, в которой указанное множество канальных стенок ориентированы таким образом, что указанное множество полых каналов проходят сбоку от осевой линии.
4. Проходная втулка по п. 1, в которой поддерживающая конструкция ориентирована таким образом, что каждый полый канал указанного множества полых каналов содержит по меньшей мере один открытый конец, открытый в пространство, образованное между боковой кромкой радиально внутренней боковой стенки и боковой кромкой радиально внешней боковой стенки.
5. Проходная втулка по п. 1, также содержащая кольцевой элемент жесткости, проходящий между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем кольцевой элемент жесткости размещен между противоположными боковыми кромками радиально внутренней боковой стенки и противоположными боковыми кромками радиально внешней боковой стенки.
6. Проходная втулка по п. 1, в которой необходимое свойство проходной втулки выбрано путем изменения толщины указанного множества канальных стенок.
7. Узел для поддержки трубопровода, содержащий:
- держатель, содержащий образованное в нем отверстие для трубопровода;
- трубопровод, проходящий через отверстие для трубопровода, и
- проходную втулку, размещенную между держателем и трубопроводом в отверстии для трубопровода и содержащую:
радиально внутреннюю боковую стенку;
радиально внешнюю боковую стенку, содержащую две концевые части и центральную часть, размещенную в осевом направлении между указанными двумя концевыми частями относительно осевой линии проходной втулки, при этом радиально внутренняя боковая стенка и радиально внешняя боковая стенка проходят по окружности вокруг указанной осевой линии, причем центральная часть проходит на большем радиальном расстоянии от осевой линии проходной втулки, чем указанные две концевые части, и
поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем
поддерживающая конструкция содержит множество канальных стенок, размещенных в виде узора, образующего множество полых каналов, размещенных в виде сетчатого узора с шестиугольными ячейками и ориентированных таким образом, что проходят продольно осевой линии, для обеспечения сообщения посредством текучей среды через проходную втулку между указанными двумя концевыми частями.
8. Узел по п. 7, в котором радиально внутренняя боковая стенка проходит вокруг осевой линии проходной втулки с образованием сквозного отверстия в проходной втулке, размер которого обеспечивает возможность приема указанного трубопровода.
9. Узел по п. 8, в котором указанное множество канальных стенок ориентированы таким образом, что указанное множество полых каналов проходят сбоку от осевой линии.
10. Узел по п. 7, в котором поддерживающая конструкция ориентирована таким образом, что каждый полый канал указанного множества полых каналов содержит по меньшей мере один открытый конец, открытый в пространство, образованное между боковой кромкой радиально внутренней боковой стенки и боковой кромкой радиально внешней боковой стенки.
11. Узел по п. 7, также содержащий кольцевой элемент жесткости, проходящий между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем кольцевой элемент жесткости размещен между противоположными боковыми кромками радиально внутренней боковой стенки и противоположными боковыми кромками радиально внешней боковой стенки.
12. Узел по п. 7, в котором необходимое свойство проходной втулки выбрано путем изменения толщины указанного множества канальных стенок.
13. Способ поддержки трубопровода внутри конструкции, включающий:
- установку первого держателя внутри указанной конструкции;
- размещение первой проходной втулки в отверстии для трубопровода, образованном в первом держателе, при этом первая проходная втулка включает в себя
радиально внутреннюю боковую стенку,
радиально внешнюю боковую стенку и
поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем
поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора с образованием множества полых каналов; и
- пропуск трубопровода через сквозное отверстие, образованное в первой проходной втулке.
14. Способ по п. 13, также включающий:
- установку второго держателя внутри указанной конструкции;
- выбор второй проходной втулки на основании необходимой силы удержания трубопровода внутри второго держателя;
- размещение второй проходной втулки в отверстии для трубопровода, образованном во втором держателе, при этом вторая проходная втулка включает в себя
радиально внутреннюю боковую стенку,
радиально внешнюю боковую стенку и
поддерживающую конструкцию, проходящую между радиально внутренней боковой стенкой и радиально внешней боковой стенкой, причем
поддерживающая конструкция включает в себя множество канальных стенок, размещенных в виде сетчатого узора таким образом, что указанное множество канальных стенок поддерживающей конструкции второй проходной втулки образуют множество полых каналов; и
- пропуск трубопровода через сквозное отверстие, образованное во второй проходной втулке.
15. Способ по п. 13, согласно которому выбор второй проходной втулки включает выбор второй проходной втулки, отличающейся от первой проходной втулки по меньшей мере одним параметром, включающим толщину радиально внутренней боковой стенки, толщину радиально внешней боковой стенки, толщину указанного множества канальных стенок, форму поперечного сечения указанного множества полых каналов, размер указанного множества полых каналов или материал, используемый для выполнения второй проходной втулки.
16. Способ по п. 13, также включающий установку первого держателя внутри емкости для текучей среды, причем поддерживающая конструкция ориентирована таким образом, что каждый полый канал указанного множества полых каналов имеет по меньшей мере один открытый конец для приема текучей среды, содержащейся внутри емкости для текучей среды.
