Узел разделения топливной магистрали Советский патент 1992 года по МПК F16L23/00 

Изобретение относится к трубопроводной технике, а более конкретно к устройствам разделения магистрали, и может быть применено в ракетно-космической, атомной, химической и других областях техники, где требуется быстрое разделение трубопроводов большого диаметра, проводящих рабочие среды.

Целью изобретения является повышение надежности разделения магистрали и предотвращение поломки изделия за счет исключения соударения с ним стяжных элементов.

На фиг. 1 показан узел, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Узел разделения топливной магистрали, преимущественно для криогенного топлива, состоит из фланца 1 трубопровода 2 уходящей части изделия, подвижного в осе- вом направлении кольца 3, имеющего резьбовые отверстия, установленного со стороны остающейся части изделия. Фланец 1 и кольцо 3 на затылочной части имеют конические фаски 4 и 5 соответственно с углом 45-60° под установку муфты 6 и внутренней трапецеидальной проточкой 7 с углом раствора а 90-120°. Муфта 6 состоит из скоб 8 и 9, скрепленных через основания 10 и 11 пироболтами 12, ввинченными в основание скобы 8.

Через подвижное кольцо 3 до контакта с прокладкой 13 на фланце 1 установлен сферический наконечник 14 трубопровода остающейся части изделия, усеченный по внутреннему диаметру 15 подвижного кольца 3. На затылочной поверхности 16 сферического наконечника 14 размещено накидное кольцо 17, снабженное коническими отверстиями со сферическими фаска- ми под установку крепежных болтов 18 со сферическими основаниями, ответными резьбовым отверстиям подвижного кольца, установленного с возможностью взаимодействия с пироболтами 12 посредством муфты 6. Пироболты 12, скрепляющие скобы 8 и 9 установлены в защитных гильзах 19 и содержат (каждый) полость 20 с ослабленным сечением 21. В эту полость заподлицо ко дну 22 пиродетонатора 23 и разрушаемой стенке 24 установлен винт-регулятор 25 свободного объема полости.

Основания 10 и 11 скоб установлены в охватывающих их трубчатых кронштейнах 26 ловителях скоб С-образной формы, за- крепленных болтовыми соединениями на каждом кольце 17 сферического на конечни- ка 14, Скобы 8 и 9 прикреплены к накидному кольцу 17 посредством тросов 27.

Сборка и работа узла разделения заключается в следующем: после установки муфты 6 на фланец 1 и кольцо 3 и установки крепежных болтов 18 в резьбовые отверстия кольца 3 сначала производится затяжка гаек на пироболтах 12 до расчетного (предварительного момента, например, 1,1 кгс.м), обеспечивающего плотность установки муфты 6 на фланец 1 и кольцо 3. Затем осуществляется окончательная затяжка крепежными болтами 18, установленными на накидном кольце 17, например, моментом 3 кгс.м.

При затяжке болтов 18 подвижное кольцо 3, перемещаясь в осевом направлении, обеспечивает посредством муфты 6 прижатие фланца 1 с прокладкой 13 к сферическому наконечнику 14, обеспечивая при этом герметичность места стыка. При этом сила от затяжки на наклонных поверхностях 4 и 5 фланца и кольца деформирует (упруго растягивает) скобы 8 и 9, создавая на них постоянно действующее радиально-раста л кивающее усилие. При угле раствора стяжкой муфты меньше 90° расталкивающее усилие отделения скоб 8 и 9 уменьшается и по поверхностям контакта фланцев и муфты может произойти залипание, вследствие холодной свариваемости металла деталей, ухудшающее отделение скоб. При угле раствора стяжкой муфты 120° необходимо для обжатия уплотнительной прокладки увеличивать момент затяжки на болтах 18. Это, в свою очередь, приводит к возрастанию радиальной составляющей силы на скобы и удерживающую их ослабленную перемычку 21 в пироболтах 12.

В свою очередь, это требует утолщения перемычки, чтобы исключить поломку до эксплуатации и тем самым снижается надежность ее разрушения. При подаче питания на пиродетонаторы 23 последние давлением продуктов сгорания в полости

20,регулируемой по объему резьбовым винтом 25, разрушают ослабленную перемычку

21.При этом защитная гильза 19 предохраняет изделие от осколков разрушения пиро- болта 12. После разрушения пироболтов 12 скобы расталиваются постоянно действующим радиальным усилием, возникающим от затяжки по наклонным поверхностям 4 и 5 фланцев, и улавливаются кронштейнами 26, в которых от выпадания удерживаются тросами 27. Освобожденный от удержания муфтой 6 фланец 1 трубопровода 2 при расстыковке частей изделия отделяется от сферического наконечника 14 трубопровода остающейся части изделия.

Формула изобретения 1. Узел разделения топливной магистрали преимущественно для криогенного топлива, содержащий стыкуемые трубопроводы с фланцами и герметизирующей прокладкой, на затылочных поверхностях фланцев выполнены конические фаски, в которых установлена стяжная муфта, в которой выполнена проточка трапецеидального сечения, состоящая из двух скоб, соединенных основаниями двумя резьбовыми деталями с ослабленным сечением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности разделения магистрали и предотвращения полоски изделия за счет исклю- чения соударения с ним стяжных элементов, он снабжен пироболтами и кронштейнами-ловителями, охватывающими основания скоб, стяжная муфта установлена на стыке разделяемых частей изделия и выполнена с углом раствора боковых поверхностей трапецеидальной проточки 90- 120°, один из фланцев представляет собой подвижное кольцо, установленное на остающейся части изделия, а в другом фланце размещен с возможностью взаимодействия с подвижным кольцом посредством герметизирующей прокладки сферический наконечник, выполненный усеченным по внутреннему диаметру кольца, при этом на затылочной поверхности наконечника расположено накидное кольцо с крепежными болтами, ответными резьбовым отверстиям подвижного кольца, установленного с возможностью взаимодействия с пироболтами посредством муфты, а кронштейны-ловители выполнены трубчатыми С-образной формы и прикреплены к накидному кольцу, причем пироболты ввинчены в основание одной из скоб и представляют собой корпус с полостью, пиродетонатор и винт-регулятор объема полости, корпус выполнен с ослабленным сечением, а винт-регулятор объема полости установлен заподлицо ко дну пиродетонатора и разрушаемой стенке корпуса.

2.Узел по п. 1,отличающийся тем, что, с целью обеспечения разделения магистрали при неразрушении одного из скрепляющих скобы пироболтов, ослабленное

сечение в пироболтах выполнено на его части, расположенной между основаниями скоб.

3.Узел по п. 1,отличающийся тем, что, с целью предотвращения выпадания

скоб из кронштейнов-ловителей, скобы прикреплены к накидному кольцу посредством тросов.

4.Узел по п.1,отличающийся тем, что, с целью обеспечения сборки узла при

угловом перекосе стыкуемых трубопроводов, в накидном кольце сферического наконечника выполнены конические отверстия со сферическими фасками для установки крепежных болтов со сферическими основаниями.

5.Узел поп. 1,отличающийся тем, что, с целью предотвращения воздействия частей разрушенного пироболта на соседние элементы конструкции, пироболты установлены в защитных гильзах, размещенных в основании одной из скоб.

s

«SO

L

CM

гг

Сущность изобретения: узел разделения топливной магистрали содержит фланец 1 и подвижное кольцо 3, на конических фасках 4 и 5 которых установлена муфта 6 с внутренней трапецеидальной проточкой 7. Муфта 6 состоит из скоб , скрепленных через основания пироболтами. Через кольцо 3 до контакта с прокладкой 13 на фланце 1 установлен сферический наконечник 14 стыкуемого трубопровода, усеченный по внутреннему диаметру 15 кольца 3. На затылочной поверхности 16 сферического наконечника 14 размещено накидное кольцо 17 с коническими отверстиями под крепежные болты 18 со сферическими основаниями, Пироболты, скрепляющие скобы, установлены в защитных гильзах. Основания скоб расположены в охватывающих их трубчатых кронштейнах-ловителях скоб С-образной формы. Скобы также прикреплены к накидному кольцу 17 тросами 27. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. А-А сл С ч го сл о ю

Фиг.3