Антивибрационное фланцевое соединение трубопроводов Советский патент 1985 года по МПК F16L23/02 F16L51/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубчатых элементов преимущественно гидрогазодинамических установок. Цель изобретения - расширение области использования соединения. На чертеже показано предлагаемое соединение, общий вид. Соединение состоит из фланцев 1 и 2, болтов 3, гаек 4, кольцевого уплотнителя 5. Фланцы выполнены с коаксиально расположенными цилиндрическими выступами б, 7 и снабжены виброизоляторами. Виброизоляторы выполнены в виде цилиндрических пружин 8 и 9, установленных на стержнях болтов 3 между фланцами 1 и 2 и с наружной стороны фланца 1 под головки 10 болтов. Пружины 9 могут быть также установлены не под головки болтов, а под гайки 4 с наружной стороны фланца 2. Болть 3 снабжены амортизирующими втулками 11: расположенными в отверстиях 12 фланцев. Между цилиндрическими выступами 6 и 7 имеются дополнительные упругие кольца 13 и 14.. Фланец 1 с цилиндрическими выступом 6, амортизирующими втулками II и упругими кольцами 5, 13 и 14 составляют виброизолируемый трубчатый элемент 15. Фланец 2 с цилиндрическими выступами 7 и амортизирующими втулками 11 составляет вибрирующий трубчатый элемент 16. Однако устройство в равной степени работоспособно, если виброизолируемым является трубчатый элемент 16, а вибрирующим - трубчатый элемент 15. Гашение вибраций, действующих в продольном направлении, осуществляется пружинными виброизоляторами 8 и 9. Виброизоляцня в поперечном направлении обеспечивается упругими кольцами 5, расположенными между цилиндрическими выступами 6 и 7. При этом промежуток между выступами 6 и 7 должен быть больше амплитуды колебаний вибрирующего трубчатого элемента. Для обеспечения более надежной виброизоляции в поперечном направлении служат амортизирующие втулки 11 и дополнительнйе упругие элементы 13 и 14. Упругие элементы 13 и 14 одновременно повыщают герметичность соединения. Устройство работает следующим образом. В отверстия 12 фланцев 1 и 2 плотно устанавливаются амортизирующие втулки 11. Между выступами 6 и 7 располагается упругое кольцо 5, выполненные из упругого материала, например резины. Одновременно с уплотнением соединения оно выполняет роль упругого элемента, воспринимающего вибрационные нагрузки. Между выступами 6 и 7 устанавливаются также дополнительные упругие, кольца 13 и 14, повышающие надежность виброизоляции и герметичность соединения в условиях повышенных вибронагрузок и давлений рабочей среды. Затем монтируются болты 10 с пружинами 8 и 9, после чего производится стягивание соединения гайками 4. В процессе стягивания фланцы 1 и 2 сдвигаются и сжимают пружины 8 и 9 на строго определенную величину, обеспечивающую рабочее состояние пружины. Пружины 8 и 9 применяются с одинаковой жесткостью. Материалы упругих колец 5, 13, 14 и втулок 12 выбираются исходя из условия, чтобы их жесткость соответствовала расчетной, обеспечивающей надежную виброизоляцию и герметичность соединения. Наличие дополнительных упругих колец 13 и 14 повышает герметичность соединения и надежность его работы в тяжелых условиях вибронагрузок. Жесткость виброизоляторов определяется исходя из частоты вынужденных колебаний вибрирующего трубчатого элемента с учетом частоты собственных колебаний всего соединения по следующей формуле: р -i/ Cfib-imiiLt m,tn, где Р - частота собственных колебаний соединения; т, -масса вибрирующего трубчатого элемента; тп -масса виброизолируемого трубчатого элемента; с - жесткость виброизоляторов. Виброизоляция обеспечивается при условии, если коэффициент динамичности будет меньше единицы, т.е. -.-, где а -амплитуда виброизолирующего трубчатого элемента; . - амплитуда колебаний вибрирующего трубчатого элемента; W - частота вынужденных колебаний. Преобразуя формулу (2), получают Подставляя значение Р из (1) в формулу (3) и проводя преобразование, получают выражение для определения жесткости виброизоляторов г X . г (т. 4 то По полученным данным определяют жесткость пружин 8 и 9, упругих колец 5, 13-15 и величину t стягивания соединения. Пружины 8 и 9 целесообразно применять в условиях, когда преобладают интенсивные

311452044

и продолжительные вибронагрузки в про- упругие элементы в виде шайб и втулок, выдольном направлении. В обычных условиях полненных из эластичного материала, навместо пружин 8 и 9 можно применять пример резины.

1. АНТИВИБРАЦИОННОЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРО ВОДОВ, содержашее крепежные элементы. подпружиненные со стороны одного из фланцев, а1мортизируюш,ие втулки, охватываюшие крепежные элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования соединения, фланцы выполнены с коаксиально расположенными цилиндрическими выступами, уплотнительный элемент выполнен в виде упругого кольца, установленного между цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы подпружинены также на участке между фланцами. 2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что между цилиндрическими выступами фланцев установлены дополнительные упругие кольца.