Патент на изобретение №2293900

(54) КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется в подвижных соединениях трубопроводов, в системах отбора воздуха, транспортирующих воздух с температурой до плюс 600°С при высоком давлении в прямом и обратном направлении. Две трубы связаны между собой телескопическим соединением и каждая из них на конце имеет шаровое соединение. В корпусах телескопического и шаровых соединений установлены уплотнительные узлы, каждый из которых выполнен в виде металлических колец, между которыми установлено, по меньшей мере, одно кольцо из терморасширенного графита. Шаровые и телескопическое соединения снабжены механизмом сжатия колец уплотнительных узлов в осевом направлении. В корпусе каждого из соединений дополнительно установлены регулировочные кольца. Металлические кольца каждого уплотнительного узла установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и изготовлены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала трубы и корпусов шаровых и телескопического соединений, а металлическое кольцо уплотнительного узла одного из шаровых соединений, контактирующее механизмом сжатия колец, выполнено составным. Повышает долговечность соединения. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к устройствам, обеспечивающим герметичное, подвижное соединение трубопроводов, в частности, в системах отбора воздуха, транспортирующих воздух, температурой до плюс 600°С при высоком давлении в прямом и обратном направлении.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является компенсирующее устройство для трубопроводов в системах отбора воздуха летательных аппаратов, раскрытое в журнале “Авиаглобус”, 2001 г., №9, с.26-27. Данное компенсирующее устройство содержит связанные между собой телескопическим соединением две трубы, каждая из которых на конце имеет шаровое соединение. В корпусах телескопического и шаровых соединений установлены уплотнительные узлы, каждый из которых выполнен в виде, по меньшей мере, двух металлических колец, между которыми установлено, по меньшей мере, одно кольцо из терморасширенного графита, причем шаровые и телескопическое соединения снабжены механизмом сжатия колец уплотнительных узлов в осевом направлении, выполненным в виде навинченной на корпус каждого из соединений накидной гайки.

Шаровые соединения обеспечивают угловые перемещения, а телескопическое – продольно-осевые. В совокупности компенсирующее устройство обеспечивает подвижное соединение участков трубопроводов в заданных пределах.

Недостатком этой конструкции является недостаточная герметичность компенсирующего устройства, следовательно, его долговечность.

Задачей изобретения является повышение герметичности и долговечности компенсирующего устройства, исключение возможности заклинивания в процессе эксплуатации, создание ремонтопригодной конструкции, транспортирующей горячий воздух под давлением для систем кондиционирования воздуха.

Поставленная задача решается тем, что компенсирующее устройство для трубопровода, содержащее связанные между собой телескопическим соединением две трубы, каждая из которых на конце имеет шаровое соединение, при этом в корпусах телескопического и шаровых соединений установлены уплотнительные узлы, каждый из которых выполнен в виде, по меньшей мере, двух металлических колец, между которыми установлено, по меньшей мере, одно кольцо из терморасширенного графита, причем шаровые и телескопическое соединения снабжены механизмом сжатия колец уплотнительных узлов в осевом направлении, выполненным в виде навинченной на корпус каждого из соединений накидной гайки, дополнительно снабжено регулировочными кольцами, установленными в корпусе каждого из соединений, при этом металлические кольца каждого уплотнительного узла установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и изготовлены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала трубы и корпусов шаровых и телескопического соединений, а металлическое кольцо уплотнительного узла одного из шаровых соединений, контактирующее с накидной гайкой, выполнено составным.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где показан разрез компенсирующего устройства.

Компенсирующее устройство состоит из левого 1 и правого 2 корпусов шаровых соединений, которые с помощью стандартных соединений крепятся к трубопроводам, накидных гаек 3 и 4, которыми зажимаются шаровые и телескопическое соединения, трубы 5 с правой сферой и трубы 6 с левой сферой, образующих телескопическое соединение.

Рабочие нагрузки в шаровых сочленениях воспринимают вкладные чугунные кольцевые вкладыши 7 и 8, причем в правом соединении металлическое кольцо 8, контактирующее с гайкой 3, выполнено составным.

Рабочие нагрузки в телескопическом соединении воспринимают вкладные чугунные кольца 9 и 10.

Неразрезные уплотнительные кольца 11 из материала на основе терморасширенного графита ГРАФЛЕКС® 11 герметизируют телескопическое соединение, а кольца 12 из этого же материала – шаровые соединения.

Для обеспечения первоначального поджатия при сборке используются стальные регулировочные кольца 13 и 14.

Материалы корпусов 1 и 2, цилиндра 5 и поршня 6 выбираются таким образом, чтобы их коэффициент линейного расширения был меньше коэффициента линейного расширения металлических колец 7, 8, 9 и 10.

Компенсатор работает следующим образом: при подаче горячего воздуха отбираемый от компрессора воздух всегда горячий и под давлением, предварительно обжатые уплотнительные кольца из материала на основе терморасширенного графита ГРАФЛЕКС® обеспечивают герметичность соединений. При дальнейшем повышении температуры и прогреве конструкции за счет разницы коэффициентов линейных расширений труб 5 и 6, корпусов 1 и 2 и чугунных колец 7, 8, 9 и 10 произойдет дополнительное обжатие уплотнительных колец, что позволит обеспечить высокую степень герметичности подвижных соединения в рабочих условиях.

При выключении подачи воздуха степень обжатия уплотнительных колец упадет, что увеличивает срок службы компенсатора. В случае вынужденного перемещения одного из соединяемых трубопроводов шаровые и телескопическое соединения придут в движение и обеспечат герметичное, подвижное соединение трубопроводов, транспортирующих горячий воздух для систем кондиционирования.

Упругие кольца из терморасширенного графита не только обеспечивают герметичность соединений, но и, скользя по сферическим и цилиндрическим поверхностям, смазывают их, тем самым увеличивая долговечность конструкции.

В процессе эксплуатации, сняв гайки 3 и 4, можно легко разобрать компенсатор и при необходимости заменить чугунные кольцевые вкладыши 7, 8, 9 и 10, а также сами уплотнительные кольца 11 и 12.

Формула изобретения

Компенсирующее устройство для трубопровода, содержащее связанные между собой телескопическим соединением две трубы, каждая из которых на конце имеет шаровое соединение, при этом в корпусах телескопического и шаровых соединений установлены уплотнительные узлы, каждый из которых выполнен в виде, по меньшей мере, двух металлических колец, между которыми установлено, по меньшей мере, одно кольцо из терморасширенного графита, причем шаровые и телескопическое соединения снабжены механизмом сжатия колец уплотнительных узлов в осевом направлении, выполненным в виде навинченной на корпус каждого из соединений накидной гайки, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено регулировочными кольцами, установленными в корпусе каждого из соединений, при этом металлические кольца каждого уплотнительного узла установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и изготовлены из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала трубы и корпусов шаровых и телескопического соединений, а металлическое кольцо уплотнительного узла одного из шаровых соединений, контактирующее с накидной гайкой, выполнено составным.

РИСУНКИ