ЗАЖИМ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2005 года по МПК F16L55/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к вспомогательным устройствам для трубопроводной сети, а конкретнее к соединениям трубопроводов.

Известны упругодемпфирующие зажимы, предназначенные для гашения вибраций трубопроводов в условиях повышенных температур окружающей среды. Зажимы состоят из двух колодок, представляющих собой пакеты пластин равной толщины с накладками. Пакеты скреплены пистоном. Сдавливающая нагрузка между пластинами в пакете создана с помощью предварительного натяга, получаемого за счет обжатия трубопровода при сборке зажима [Авторское свидетельство СССР №576484, МКИ F 16 L 55/02 //Авторы: М.А.Мальтеев, И.Д.Эскин, Е.А.Панин, Ю.К.Пономарев, Н.И.Старцев, Ю.С.Тишкин// Упругодемпфирующий зажим для трубопроводов. Опубл. 15.10.77, бюл. №38, 1977].

Однако при повышенных температурах, приводящих к пластическим деформациям пластин, происходит раскрытие зажима, что ухудшает его упругофрикционные характеристики.

Известна конструкция ленточной упругофрикционной опоры трубопровода, выполненной из спрессованного проволочного материала МР. Лента охватывает трубопровод и для усиления эффекта рассеяния энергии прижимается к нему пружинной скобой. Для предохранения ленты от сжатия, что отрицательно сказалось бы на демпфирующей способности, так как исключило бы из работы некоторый объем ленты, на концах ее в отверстиях для болта крепления завальцованы пистоны. Для усиления нагрузочной способности опоры внутри ленты установлены с некоторым шагом армирующие элементы из исходной проволоки, обвитой спиралью [Авторское свидетельство СССР №246972, МКИ F 16 L 55/02 //Авторы: А.М.Сойфер, Е.А.Панин// Упругодемпфирующая опора. Опубл. 20.06.69, бюл. №21, 1969].

Данная конструкция упругодемпфирующей опоры трубопровода выбрана в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является высокая трудоемкость изготовления зажима, так как большинство операций при производстве ленты из материала МР осуществляется вручную. Кроме того, ручное производство не обеспечивает стабильности характеристик изделий в серийном производстве.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является упрощение конструкции упругодемпфирующего зажима для трубопровода и обеспечение стабильности упругодемпфирующих свойств виброизолятора в серийном производстве.

Технический результат достигается тем, что в зажиме для трубопровода, выполненным в виде первоначально плоского упругодемпфирующего элемента с отверстиями для крепления к основанию, охватывающим трубопровод и прижатым к нему пружинной скобой, упругодемпфирующий элемент выполнен в виде плоского змеевика из неразрезного многожильного металлического троса с двумя концами и петлевыми участками с одной стороны и несколькими петлевыми участками с другой, каждая из сторон плоского змеевика защемлена в двух металлических разъемных обоймах, скрепленных развальцованными пистонами и заклепками, причем для защемления обеих сторон тросового элемента с концевыми и петлевыми участками в обоймах выполнены оппозитно расположенные полуцилиндрические постели и камеры для размещения петлевых участков.

Принципиальным отличием предлагаемой конструкции является следующее. В качестве упругодемпфирующего элемента зажима трубопровода используется серийно изготавливаемый металлический трос, стабильность характеристик и высокий уровень демпфирования которого широко известны. Процесс его изготовление полностью автоматизирован, что удешевляет производство зажимов для трубопроводов. Изготовление плоского змеевика из готового троса является простой операцией, хорошо отработанной в сфере производства тросовых виброизоляторов. Разъемные обоймы для защемления концевых участков тросового элемента можно изготавливать либо штамповкой, либо с помощью металлообрабатывающих станков (фрезерованием). Все это говорит об осуществимости изготовления заявляемого изобретения известными способами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана конструкция зажима для трубопровода в изометрии;

на фиг.2 показана конструкция тросового упругодемпфирующего элемента в исходном состоянии до момента защемления его в обоймах;

на фиг.3 показан зажим для трубопровода в собранном состоянии до момента огибания им трубопровода;

на фиг.4 и 5 показаны виды сверху и снизу одной из планок разъемных обойм с отверстиями для защемления концов троса;

на фиг.6 показана конструкция ответной планки без отверстий для защемления концов троса;

на фиг.7 показана схема размещения концов и петлевых участков тросового элемента в полуцилиндрических постелях планок;

на фиг.8 показан общий вид конструкции пружинной скобы, с помощью которой тросовый элемент прижимается к трубопроводу;

на фиг.9 показан один из возможных вариантов конструкции троса, используемого в изобретении;

на фиг.10 показан вид зажима трубопровода со снятой пружинной скобой.

Зажим для трубопровода выполнен в виде двух обойм 1 и 2 (фиг.1) и упругого элемента 3, состоящего из нескольких рядов троса, защемленного в обоймах и огибающего трубопровод 19. Для надежного сцепления с контурами трубопровода на упругий элемент 3 надета пружинная скоба 18. Обоймы 1 и 2 со стороны, примыкающей к трубопроводу, выполнены прямоугольной в плане формы, а с противоположной - скругленной формы, в центре которой имеется отверстие 8 для крепления планок к основанию.

Тросовый упругодемпфирующий элемент изготовлен из непрерывного троса в виде плоского змеевика с заданным числом прямолинейных 3 и петлевых 11 участков и двумя концами 10 (фиг.2). После защемления тросового змеевика в обоймах зажим имеет вид, показанный на фиг.3. При этом число рабочих участков троса в собранном зажиме может быть различным в зависимости от нагрузок на трубопровод и требований по обеспечению заданной собственной частоты колебаний трубопроводной системы.

Каждая из обойм 1 и 2 является разъемной, имеет практически идентичную конструкцию и состоит из двух оппозитно расположенных планок 4, 5 и 6, 7 (фиг.3). Планки 4, 5 и 6, 7 скреплены друг с другом заклепками 9 и пистонами 8, установленными в отверстия, расположенные со стороны скругленных частей обойм. Каждая из планок (см. фиг.4) выполнена прямоугольной в плане формы со стороны, примыкающей к трубопроводу, а с противоположной стороны имеет скругленную форму, в центре которой имеется отверстие 12 для размещения в нем крепежного пистона. В одной из четырех планок имеются отверстия 13 для выхода концов тросового элемента и отверстия с зенковкой 14 для размещения заклепок. В трех остальных планках отверстий 13 для размещения концов троса не имеется. С другой стороны планок (фиг.5) в них выполнено углубление 16 прямоугольной формы в плане со округлениями в углах для размещения петлевых участков и концов троса при их защемлении. Между торцом планок и прямоугольным углублением 16 в планках выполнены полуцилиндрические постели для защемления в них отрезков тросового элемента. Оси полуцилиндрических поверхностей постелей перпендикулярны торцевой плоскости планок.

В процессе сборки устройства тросовый упругодемпфирующий элемент 3 укладывают в полуцилиндрические постели планок (фиг.7) таким образом, что петлевые участки 11 располагаются внутри прямоугольных углублений, а концы троса - напротив отверстий 13.

При установке зажима на изделие огибают трубопровод тросовым элементом 3, закрепляют обоймы на некотором основании с помощью болта (не показано), а затем надевают поверх криволинейного участка тросов пружинную скобу (фиг.8). Скоба имеет пружинную цилиндрическую часть 20, с двух сторон радиусные сгибы 21, способствующие ее плавному надеванию без нанесения царапин на упругий элемент, а на боковых участках - загнутые по радиусу усики, фиксирующие скобу от бокового сползания с участка трубы.

Тип тросового элемента в предлагаемом устройстве можно применять любой, однако из условий оптимальности демпфирующих свойств рекомендуется использовать тросы с числом проволок в пакете от 49 до 259 (фиг.9). В этом случае максимальное значение коэффициента поглощения, как показывает практика, будет равным ψ=4,5...5,0, что обеспечит низкие амплитуды колебаний трубопровода при переходе через резонансный режим.

Работа устройства происходит следующим образом. Участок трубопровода, закрепленный с помощью предлагаемого зажима в ходе эксплуатации, например, на двигателе самолета или ракетном двигателе, подвергается вибрационным воздействиям. Это приводит к деформированию многослойных участков тросового элемента, в котором при взаимном проскальзывании проволочек с трением происходит рассеяние энергии колебаний. Энергетический баланс (подведенной и рассеиваемой энергий) при этом таков, что за счет рассеяния энергии в многослойном элементе из троса суммарная вибрация трубопровода значительно меньше, чем в случае размещения трубопровода на жестких опорах.

Опытный образец изготовлен и испытан.

Предлагаемая конструкция зажима для трубопровода обеспечивает гашение вибраций трубопровода в условиях повышенных температур окружающей среды, а значит, повышает надежность соединения трубопровода.

Зажим для трубопровода предназначен для использования в области транспортного машиностроения. Зажим для трубопровода выполнен в виде первоначально плоского упругодемпфирующего элемента с отверстиями для крепления к основанию. Упругодемпфирующий элемент выполнен в виде плоского змеевика из неразрезного многожильного металлического троса с двумя концами и петлевыми участками с одной стороны и несколькими петлевыми участками с другой. Каждая из сторон плоского змеевика защемлена в двух металлических разъемных обоймах. Последние скреплены развальцованными пистонами и заклепками. Для защемления обеих сторон тросового элемента с концевыми и петлевыми участками в обоймах выполнены оппозитно расположенные полуцилиндрические постели и камеры для размещения петлевых участков. Обеспечивает гашение вибраций трубопровода и повышение надежности соединения трубопровода. 10 ил.

Зажим для трубопровода, выполненный в виде первоначально плоского упругодемпфирующего элемента с отверстиями для крепления к основанию, охватывающего трубопровод и прижатого к нему пружинной скобой, отличающийся тем, что упругодемпфирующий элемент выполнен в виде плоского змеевика из неразрезного многожильного металлического троса с двумя концами и петлевыми участками с одной стороны и несколькими петлевыми участками с другой, каждая из сторон плоского змеевика защемлена в двух металлических разъемных обоймах, скрепленных развальцованными пистонами и заклепками, причем для защемления обеих сторон тросового элемента с концевыми и петлевыми участками в обоймах выполнены оппозитно расположенные полуцилиндрические постели и камеры для размещения петлевых участков.