Многослойный сильфонный компенсатор

 

л м .:см-зн*а

Ь1 .... S. X. :ЮМ

, >,мат,сфв !в овфо : (! !! 53Ибо

Союз Советских

Социалистических, Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнитсл!.пое к а вт. свил-в" 22) Зая:;.Оио 04,11.74 (21) 2072308 08 (51) !1. Кл Г !61. бl 02

С ПРИСОЕДИП(Ипс.it Зс!ЯВ!т!

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений. и открытий (23) Приоритет

Опуб",èi о 3аио 15.10.76. Б!Оплетен! Л 38

Дат:-! or.x o ".II!LО!!ания o, I!co!I!! 1 7. 12.76,,=,. ) .",1», 6" :.1! I3(088.8) (72) Л!!торы изобретения

A. 3. Ааркин и !!. 1 . уй,елудев

ВсесОюзнь!и научно-исследэвательскии и прэектныи ННс. ит у T нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (71) Заявитель (5 1) МНОГОСЛОЙНЫЙ СИЛЬФОННЫЙ КОМЙЕ11САТОР

Изобретение относится к нефтеиерерабатына!Ощей!, иефтсхимической ti энергетической иромышлешюсти, а име!гно к коз!пенсирующим устройствам трубопроводов и аппаратов, работающих при высоких температурах и больших давлениях.

Известны многослойные сильфонные комиеисаторы, в которых по крайней мере один слой выполнен сплошным и вместе с Остальными составляющими слоями жестко закреплен иа трубе.

Недостатком таких компенсаторов является ограниченная компенсирующая способность.

Целью изобретения является повышение компенсирующей способности.

Достигается это тем, что в комиенсаторе некоторые составляющие слои выполнены с надрезами в осевых плоскостях и устаноглены поочередно со сплошными слоями.

На фиг. 1 !!зображен предлагаемый компенсатор; на фиг. 2 — схема сегмента тора; на фиг. 3 — эпюра меридиональиых усилий при равномерном избыточном давлении; на фиг. 4 — эпюра окружных усилий в сечении сектора сегмента торообразной оболочки.

Компенсатор состоит из внутренней сплошной оболочки 1 и и .ружной сболо:!êè ". с разрезами во взаимно перпе дикулярших осевых плоскостях. Оба слоя приварены к патрубкj 3.

11рииции р; ооты Омпенсаторов, у которых одни с(!Ои сплошные,;i друп:е с разрезами в

1! р!!;!!! Опал !.и ом Ili!!1 n n io11111! состоит I3 следуioщ.

Пои внутреннем изоьпочном давлении оболочка компенсатор". работает в основном, в меридиональном tiаправленип (усилие Л !), а

: згибная жесткость определяется, главным образом, окружными растягивающими уси10 лиями Л з. Мер!!диональиые усилия в тонкой торообразной оболочке прп внутреннем давле ии определяется по формуле:

ЛРи (Х:, + sin 6)

2 (.. + sin !Я)

1ý

;де КР— вели it!i!a избыточного давления;

i. = c1 lcI — относительный геометрический паpãа. :i г!):

Π— 3 ЯОвая .!соl д:.. I;!ль. и! 5! ЯОО:)д !— н з а и а — геометрические парамстры (см. ф!!-.

Окружные растяг!!вающие усилия опреде.!яются по формуле:

ЛР а

l )

Таки.. обра oм, вел", n!In ., в среднем в :: аза меньше А(!. 1.згибиа.. жс!ткост!> Обо,i ..t !к!! Определяется с кпхжи! !".I!! l астяг!;ва!О3 !». ими с! .1!!я3 :., Мфф

531960

S! +Sa п=

S) Фиг.1

Например, для сегмента тора с углом раскрытия — — (6 (— с толщиной h=0,1 мм

6 6 окружные усилия N>, возникающие в оболочке при нагружении силой с моментом М, в

8 раз больше меридионального усилия Ni.

Введение меридиональных разрезов в одном из слоев позволяет при одинаковом числе слоев и их толщине уменьшить изгибающую жесткость компенсатора без существенного снижения прочности.

Потенциальная энергия деформации оболочки, равная работе внешних сил, определяется в этом случае по формуле: и= jf tì, .,-, ь;5е,+л )ааааа,„ где баь 6e> — бесконечно малые приращения величин относительных деформаций соответственно в меридиональном и окружном направлениях;

S — сдвигающее усилие; у — деформация сдвига; ч — текущая координата (см. фиг. 2), Исходя из энергетических принципов величин уменьшения изгибающей жесткости, например, при случае двух диаметрально расположенных разрезов для сектора сегмента тора (g< < — ) можно определить из соотно2

4 шения площадей эпюр окружных усилий (см. фиг. 4) Из эпюры меридиональных усилий при равномерном избыточном давлении (см. фиг. 3) следует, что максимальное усилие от давления при введении разрезов увеличивается в

1,27 раза, общая площадь эпюры меридиональных усилий при этом практически не увеличивается (эпюра усилий для сплошной оболочки показана пунктиром).

Как следует из сравнения эпюр усилий (см.

15 фиг. 3 и 4) увеличение компенсирующей способности происходит без снижения прочности компенсатора.

20 Формула изобретения

Многослойный сильфонный компенсатор, в котором по крайней мере один слой выполнен сплошным и вместе с остальными составляю26 шими слоями жестко закреплен на трубе, отличающийся тем, что, с целью повышения компенсирующей способности, в нем некоторые составляющие слои выполнены с надрезами в осевых плоскостях и установлены

30 поочередно со сплошными слоями.