ПОДВИЖНОЕ СОЕДИНЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2001 года по МПК F16L27/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции трубопроводов, и может быть использовано в авиационной технике для компенсации тепловых перемещений, линейных, осевых и угловых расхождений при монтаже магистральных трубопроводов отдельно собранных блоков.

Известен осевой разгруженный компенсатор (1) для трубопроводов, содержащий концевые патрубки, соединенные между собой сильфонами через промежуточный патрубок. На патрубках закреплены опоры с шарнирами, в которых установлены рычаги. Вторые концы рычагов также посредством шарниров попарно связаны между собой, образуя шарнирные треугольники. Такая конструкция компенсатора позволит изменить длину компенсатора при тепловых расширениях, но не компенсирует несоосности отдельно собираемых агрегатов с магистральными трубопроводами.

Известно также другое шарнирное соединение труб (2), содержащее шарнирно связанный промежуточный трубчатый элемент с крайними трубчатыми элементами посредством упругих элементов на фланцах. Такая конструкция позволяет компенсировать несоосности отдельно собираемых агрегатов с трубопроводами, но не компенсирует тепловое расширение труб и длины соединяемых труб. Оба аналога имеют значительные габариты и вес.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является подвижное соединение трубопроводов (3), содержащее трубы с раструбом и наконечником на концах, входящими один в другой с эластичным уплотнением. Наконечник выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями. Эта конструкция позволяет компенсировать угловые и линейные расхождения отдельно собираемых агрегатов с трубопроводами и тепловые расширения трубопроводов.

Недостатками этого устройства являются:
- угол компенсации ограничен упругостью уплотнительного кольца и составляет порядка ±2^o;
- не компенсируется несоосность соединяемых труб;
- уплотнительное кольцо выполнено из упругого материала (типа резина), который не работает при высоких температурах.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков, а именно повышение эффективности устройства за счет увеличения угла компенсации, за счет компенсации несоосности и применения устройства в среде высоких температур.

Это достигается тем, что в подвижном соединении магистральных трубопроводов воздушно-тепловых систем летательного аппарата, содержащем трубы с раструбом и наконечником на их концах и входящими один в другой с уплотнением между ними, раструб и наконечник в зоне взаимного сопряжения имеют форму сферы. Сферическое сочленение позволяет соединенным трубопроводам находиться под углом друг к другу за счет поворота патрубков по сфере. В то же время сферические поверхности имеют центр, смещенный относительно осей патрубков. За счет этого эксцентриситета, проворачивая патрубки относительно друг друга, можно компенсировать несоосность соединяемых трубопроводов от 0 мм (при повороте 0^o) до 2"e" мм (при повороте на 180^o) плавно, например, "e" мм (при повороте на 90^o).

Для соединения с магистральными трубопроводами служит стандартный фланец под хомут, конец другого трубопровода, калиброванный, вставляется в наконечник, уплотняется, как и сферическое сочленение, металлическими кольцами и позволяет трубе перемещаться по оси наконечника, компенсируя отклонения по длине и температурное расширение труб.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что отличительными признаками предлагаемого изобретения являются:
- для компенсации угловых отклонений соединяемых трубопроводов отдельных агрегатов применено сферическое сочленение вместо упругого кольца, что увеличивает углы компенсации;
- сферическое сочленение имеет эсцентриситет, что позволяет компенсировать несоосности соединяемых трубопроводов;
- для уплотнения соединений применены металлические кольца вместо углового упругого кольца, что позволяет применять устройство в среде высоких температур.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 показан общий вид подвижного соединения трубопроводов в продольном разрезе;
- на фиг. 2 - вид А устройства.

Подвижное соединение состоит из раструба 1, выполненного в виде патрубка, имеющего на одном конце фланец, на другом - расширение со сферической поверхностью, наконечника 2, выполненного в виде патрубка с наружной сферической поверхностью с канавкой под кольцо уплотнения 3. Раструб 1 соединяется с магистральным трубопроводом 4 стандартным фланцевым соединением с хомутом. Труба другого трубопровода 5 входит в отверстие наконечника 2 по скользящей посадке и уплотняется металлическим кольцом 6. Сферические поверхности раструба 1 и наконечника 2 выполнены с эксцентриситетом "e".

Устройство работает следующим образом. Если при монтаже отдельных блоков оси соединяемых трубопроводов пересекаются под углом, подвижное соединение сгибается на нужный угол по сферической поверхности раструба 1 и наконечника 2. При несоосности труб трубопроводов 4 и 5 раструб 1 и наконечник 2 проворачиваются относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной осям трубопроводов 4, 5 (фиг. 2). При этом оси раструба 1 и наконечника 2, вращаясь вокруг центра сферической поверхности, за счет эксцентриситета "e" смещаются между собой на величину от 0 мм (при повороте на 0^o) до 2 "e" мм (при повороте на 180^o) плавно, например, на величину "e" мм (при повороте на 90^o), компенсируя несоосность. При линейном расширении от номинального положения концов трубопроводов, а также при тепловом расширении трубопроводов скользящая посадка наконечника 2 и трубы 5 обеспечивает смещение трубы 5 по оси наконечника 2.

Предложенное подвижное соединение магистральных трубопроводов воздушно-тепловых систем летательных аппаратов значительно повышает эффективность устройства за счет увеличения угла компенсации, компенсации несоосности соединяемых труб и позволяет применять соединение для работ в среде высоких температур.

Источники информации
1. А.с. SU N 1519305, кл. F 16 L 51/02, бюл. N 39-40, 1993 г.

2. А.с. SU N 1613781, кл. F 16 L 23/02, бюл. N 46, 1990 г.

3. А.с. SU N 1702057, кл. F 16 L 51/02, бюл. N 48, 1989 г.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции трубопроводов, и может быть использовано в авиационной технике для компенсации тепловых перемещений, линейных, осевых и угловых расхождений при монтаже магистральных трубопроводов отдельно собранных блоков. Содержит трубы с раструбом и наконечником на их концах, входящими один в другой с уплотнением между ними, при этом раструб и наконечник в зоне взаимного сопряжения имеют форму сферы, выполненную с эксцентриситетом относительно осей раструба и наконечника, а на сферической поверхности наконечника выполнены канавки, в которых размещены металлические уплотняющие кольца. Задачей изобретения является повышение эффективности устройства за счет компенсации несоосности, увеличения угла компенсации и применения устройства в среде высоких температур. 2 ил.

Подвижное соединение магистральных трубопроводов воздушно-тепловых систем летательного аппарата, содержащее трубы с раструбом и наконечником на их концах, входящими один в другой с уплотнением между ними, отличающееся тем, что раструб и наконечник в зоне взаимного сопряжения имеют форму сферы, выполненную с эксцентриситетом относительно осей раструба и наконечника, причем на сферической поверхности наконечника выполнены канавки, в которых размещены металлические уплотняющие кольца.