ДЕМПФЕР Российский патент 2009 года по МПК B64G1/40 F16L55/05 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, криогенной технике и может быть применено в других отраслях промышленности.

Магистрали пневмогидравлических систем состоят из трубопроводов, клапанов, компенсационных элементов, демпферов, ресиверов, фильтров и других элементов.

Демпферы представляют собой устройства, предназначенные для уменьшения амплитуд колебаний.

Демпферы располагаются в точках системы, имеющих наибольшие амплитуды колебаний, или в точках, в которых помещение демпфера изолирует систему от действия возбуждающих сил (см. Машиностроение. Энциклопедический справочник т.1, кн.2, с.153)

Наиболее распространенные демпферы - это демпферы, в которых энергия колебаний расходуется на перетекание жидкости или газа из одной камеры в другую, т.е. рассеивается в виде тепла.

Известен демпфер гидравлического удара по патенту №2059918, содержащий оболочку из эластичного материала, кожух и фланцы, выбранный за прототип.

Недостатком прототипа является то, что применяемые эластичные материалы типа пенополиуретана или губчатой резины теряют свои свойства эластичности при криогенных температурах и такие демпферы не могут быть использованы в магистралях, по которым подаются криогенные компоненты, например жидкий кислород, жидкий водород.

Задачей предложенного изобретения является создание демпфера гашения колебания давлений в широком диапазоне, работающего как при нормальных температурных условиях, так и при криогенных температурах.

Задача решается за счет того, что в демпфере, содержащем оболочку из эластичного материала с фланцами и кожух, препятствующий перемещению оболочки в радиальном направлении, в качестве оболочки применена оболочка из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами, приваренная к фланцам, на фланцах установлен кожух, состоящий из двух полуцилиндров, соединенных между собой крепежными элементами, в полости, образованной кожухом и оболочкой, размещен податливый материал, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах, причем эта полость сообщается с атмосферой через отверстия в кольцевых выступах фланцев.

На чертеже представлен демпфер, где

1) фланцы;

2) оболочка;

3) продольные гофры;

4) кольцевые выступы;

5) отверстия;

6) боковые стенки;

7) кожух;

8) цилиндрические законцовки;

9) полуцилиндры;

10) крепежные элементы;

11) полость;

12) податливый материал.

В демпфере, содержащем оболочку из эластичного материала с фланцами и кожух, препятствующий перемещению оболочки в радиальном направлении, в качестве оболочки применена оболочка 2 из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами 3, обладающая податливыми свойствами в радиальном направлении, и цилиндрическими законцовками 8, с помощью которых она приварена к фланцам 1, на фланцах 1 выполнены кольцевые выступы 4 с отверстиями 5 в боковых стенках 6, на кольцевые выступы 4 установлен кожух 7, состоящий из двух полуцилиндров 9, соединенных между собой крепежными элементами 10, в полости 11, образованной кожухом 7 и оболочкой 2, размещен податливый материал 12, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах, причем полость 11 сообщается с атмосферой через отверстия 5 в кольцевых выступах 4 фланцев 1.

Оболочка 2 с продольными гофрами 3 формуется из тонкостенной нержавеющей стали (например, из листа или трубы) по технологии, подобной формованию сильфонной оболочки. Степень податливости оболочки 2 в радиальном направлении зависит от толщины стенки оболочки 2, количества слоев оболочки 2, от высоты, ширины и шага продольных гофр 3. Применение в демпфере оболочки 2 с продольными гофрами 3 в сочетании с податливым материалом 12, в котором также можно изменять его демпфирующие свойства за счет изменения упругих параметров, позволяет значительно расширить демпфирующие возможности демпфера, а именно воспринимать и гасить энергию колебаний давления в широком диапазоне.

В качестве податливого материала 12 могут быть использованы, например, «путанка» из нержавеющей проволоки или материал на основе пенополиимидов, способных сохранять свои податливые свойства при криогенных температурах, который размещают в полости 11. Податливый материал 12 является как демпфирующим материалом, дополняющим оболочку 2, так и вместе с кожухом 7 препятствует потере устойчивости продольных гофр 3 оболочки 2 при воздействии на нее колебаний давления.

При изменении объема полости 11 от воздействия колебаний давления в магистрали через отверстия 5 в боковых стенках 6 обеспечивается свободное сообщение полости 11 с окружающей атмосферой.

Демпфер работает следующим образом.

Демпфер, установленный в магистраль, при возникновении в магистрали колебаний давления, продольные гофры 3 его оболочки 2 за счет упругих свойств деформируются в радиальном направлении, воздействуют на податливый материал 12, который также деформируется за счет своих упругих свойств, вместе они принимают на себя избыток давления, а затем после прохождения фронта ударной волны снова восстанавливают свое первоначальное положение, тем самым принимают на себя все колебания давления в магистрали.

Применение оболочки 2 из нержавеющей тонкостенной стали с продольными гофрами 3, с возможностью варьировать ее демпфирующие свойства за счет изменения параметров гофры 3 (ширины, высоты, шага), за счет использования многослойных конструкций оболочки 2 в сочетании с применением податливого материала 12, в котором также можно изменять его демпфирующие свойства за счет изменения упругих параметров, позволяет создавать демпферы гашения колебания давлений в широком диапазоне, работающих как при нормальных температурных условиях, так и при криогенных температурах.

Изобретение относится к ракетно-космической и криогенной технике. Демпфер содержит оболочку с фланцами, установленную внутри кожуха. Кожух препятствует перемещению оболочки в радиальном направлении. Оболочка выполнена из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами и обладает податливыми свойствами в радиальном направлении. С помощью цилиндрических законцовок оболочка приварена к фланцам. На фланцах выполнены кольцевые выступы с отверстиями в боковых стенках. На кольцевых выступах установлен кожух, состящий из двух полуцилиндров, соединенных между собой крепежными элементами. В полости, образованной кожухом и оболочкой, размещен материал, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах. Эта полость сообщается с атмосферой через отверстия в кольцевых выступах фланцев. Достигается создание демпфера гашения колебания давлений в широком диапазоне, работающего как при нормальных температурных условиях, так и при криогенных температурах. 1 ил.

Демпфер, содержащий оболочку с фланцами, установленную внутри кожуха, препятствующего перемещению оболочки в радиальном направлении, отличающийся тем, что в качестве оболочки применена оболочка из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами, обладающая податливыми свойствами в радиальном направлении, и цилиндрическими законцовками, с помощью которых она приварена к фланцам, на фланцах выполнены кольцевые выступы с отверстиями в боковых стенках, на которых установлен кожух, состоящий из двух полуцилиндров, соединенных между собой крепежными элементами, в полости, образованной кожухом и оболочкой, размещен податливый материал, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах, причем эта полость сообщается с атмосферой через отверстия в кольцевых выступах фланцев.