Сильфонный компенсатор Советский патент 1993 года по МПК F16L51/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механизмов и трубопроводов с любой, жидкостной средой.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности, улучшение вибрационных и шумовых характеристик сильфонных компенсаторов.

На чертеже изображен предлагаемый сильфонный компенсатор.

Компенсатор состоит из сильфонного компенсатора, представляющего собой сильфонный патрубок 1 с присоединительными фланцами 2 и, расположенный в его полости направляющий патрубок 3 с закрепленными на его концах фланцами 4, гайками 5, между которыми и присоединительными фланцами 2 установлены упорные кольца 8, закрепленные на присоединительных фланцах 2 полыми болтами 9, а между впадинами гофр сильфонного патрубка 1 и направляющим патрубком 3 установлены торообразные кольца 6, закрепленные на патрубке 3 проволокой 7.

Заполнение сжимаемой средой под давлением осуществляется через канал а,

а упорных колец 8 через полый болт 9 и канал б.

Первоначальное давление сжимаемой среды не превышает давления жидкостной Среды.

Принцип действия конструкции заключается в следующем.

Рабочее давление жидкостной среды создает распорное усилие, возникающее при взаимодействии его с гофрами, которые оно стремится распрямить и передается на фланцы 2, сминающие упорные кольца 8, увеличивая при этом площади их KOHTaKf а с фланцами 2 и 4 до тех пор, пока возросшее давление сжимаемой среды внутри упорных колец 8 через эти площади не уравновесит рабочее давление жидкостной среды.

Поверхности упорных колец 8, не кон-1 тактирующие с фланцами 2 и 4 несмотря на увеличенное давление сжимаемой среды остаются уравновешенными вследствие несжимаемости (или плохой сжимаемости) жидкостной среды. При колебании величины рабочего давления происходит уравновешивание его пульсаций.

iw

ff

fe

00

8

Ю О VI

Сл

Аналогичные явления происходят и с горообразными оболочками 6 при перекосах и потере устойчивости сильфонного компенсатора. И действительно, рассматривая сжимание торообразных оболочек 6 при изменении положения гофр сильфрнного патрубка 1 площадки контакта с внутренней гофрой и направляющей втулкой 3 возрастает, давление внутри оболочек 6 увеличивается и появляется сила, стремящаяся возвратить сильфонный патрубок 1 в осевое положение.

Предлагаемый компенсатор осуществляет не только пассивное уравновешивание возникающих сил, но и активно влияет на протекающий жидкостной поток, сглаживая пульсации его давления, что приводит к улучшению виброщумовых и гидрошумовых характеристик сильфонного компенсатора.

Широко известны свойства сильфонных компенсаторов как гасителей пульсации, вибрации и гидрошума, но данное техническое решение значительно усиливает эти свойства что повыша ет его надежность и долговечность и если простой сильфонный компенсатор осуществляет это имея одну резонирующую камеру с изменяющимся за счет гофр объемом, то в заявляемом техническом решении торообразные оболочки б между гофрами сильфонного патрубка 1 делят объем сильфонного компенсатора на семь камер (I, И, 111, IV, V, VI, VII), соединенных через отверстия в перфорации с потоком создает резонаторы, которые могут воздействовать на определенные области частот характеристик пульсаций, вибраций и гидродинамического шума в зависимости от объема камер и сечений отверстий в.

Идеальным можно считать сильфонный компенсатор с нулевой жесткостью, т.е. сильфонный компенсатор с бесконечным циклом гофр и следовательно, с бесконечно малой загрузкой каждой гофры. Считая заявляемое техническое, решение разгруженным сильфонным компенсатором, в отличие от сильфонного компенсатора с нулевой жесткостью, где нагрузка между гофрами распределяется одинаково, нагрузка на гофры близкие к фланцам 2 максимальна в связи с минимальной подвижностью (они часто выполняются меньшего диаметра и меньшей ширины) и нагружаются больше, остальные равномерно (они выполнены одинаковыми). Поперечные силы сильфона воспринимаются торообразными оболочками 6, поэтому заявляемое техническое решение имеет даже преимущество по сравнению с сильфо- ном нулевой жесткости, так как торообразные оболочки 6 предохраняют заявляемый сильфонный компенсатор от потери уетойчивости, тогда как у протяженных сильфонных компенсаторов даже при минимальных нагрузках потеря устойчивости очень реальна. Заявляемое техническое решение компенсирует также осевые и радиальные

монтажные перекосы и от воздействия трубопровода сильфонного компенсатора. Таким образом торообразные оболочки 6 Исключают потерю устойчивости компенсатора и рост напряжений в гофрах и их

заделках, улучшая виброакустику, так как напряженный материал лучше передает вибрацию; каждая торообразная оболочка б является дополнительной опорой сильфонного компенсатора, что также снижает напряжение в гофрах и их заделках; каждая оболочка б является газостатическим амортизатором.

Опорные кольца 8 разгружают гофры от распорных усилий давления жидкостной

среды, снижая напряжения в гофрах и их заделках; способствуют резкому снижению жесткости сильфона, обеспечивая даже при минимальных изменениях давления (пульсация давления) соответствующее перемещение сильфонного компенсатора для уравновешивания и снижения уровня циклических нагрузок; каждое упорное кольцо является газостатическим амортизатором. Оболочки 6 и кольца 8 благодаря эластичности материала являются демпфирующими устройствами.

Ф о р м у л а и з о б р ё т е н и я

:.. . -р

Сильфониый компенсатор, состоящий из сильфона с присоединительными фланцами и расположенного в его полости направляющего патрубка с установленными на нем эластичными опорными кольцами, от л ич а ю щ и и с я тем, что направляющий патрубок выполнен перфорированным и снабжен фланцами и выполненными из эластичного материала полыми торообразными оболочками, охватывающими направляющий

патрубок и расположенными между его фланцами и фланцами сильфона, а опорные кольца выполнены полыми и взаимодействуют с впадиной гофра сильфона, При этом полости опорных колец и торообразных камер сообщены с источником сжимаемой среды под давлением,

Редактор

Составитель А.Старикова

Техред М.МоргенталКо рректор;С. Пекарь

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: в полости сильфона с присоединительными фланцами расположен направляющий патрубок с установленными на нем эластичными опорными кольцами. Патрубок выполнен перфорированным и снабжен фланцами и выполненными из эластичного материала полыми торооб- разными оболочками, охватывающими патрубок и расположенными между его, фланцами и фланцами сильфона. Опорные кольца выполнены полыми- и взаимодействуют с впадиной гофра сильфона. Полости опорных колец и торообразных камер сообщены с источником сжимаемой среды под давлением.1 ил,