Телескопическое гибкое трубное соединение

 

Изобретение относится к области машиностроения, к классу телескопических гибких трубных соединений, а именно к газопроводам испытательных ста:нций. Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств трубного соединения. Телескопическое гибкое трубное соединение преимущественно для выпуска отработавших газов тепловых двигателей на испытательных станциях содержит три последовательно соединенных с кольцевыми зазорами участка труб, свободньй конец одного из крайних участков трубы установлен с возможностью осевого перемещения по патрубку выпускного коллектора двигателя. Свободный конец другого крайнего участка трубы выполнен с диффузором и жестко соединен со стендовой системой выпуска отработавших газов, а средний участок трубы соединен с концами соответствующих крайних участков труб посредством шарниров и выполнен телескопическим. Трубное соединение выбирается по определенным соотношениям параметров, обеспечивающим во всех стыках участков труб разрежение (вакуумное давление), в результате чего исключается проникновение газов двигателя из внутренней полости трубного соединения в рабочую зону помещения испытательной станции. 3 ил. (Л 00 | со i;o Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 F 16 L 2 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4111186/29-08 (22) 03.09.86 (46) 15.02.88. Б|ол. )) 6 (71) Филиал Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института тракторных и комбайновых двигателей (72) М.В.Чижанов и И.И.Лихачев (53) 621.643(088.8) (56) Состояние и пути снижения вредных выбросов на испытательных станциях. М 12, сер. ДВС, ЦНИИТЭИтракторосельмаш, M. 1979, рис, 5. (54) ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЕ ГИБКОЕ ТРУБНОЕ

СОЕДИНЕНИЕ (57) Изобретение относится к области машиностроения, к классу телескопических гибких трубных соединений, а именно к газопроводам испытательных станций. Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств трубного соединения ° Телескопическое гибкое трубное соединение преимущественно для выпуска отработавших газов тепловых двигателей на испытательных станциях содержит три последовательно соединенных с кольцевыми зазорами участка труб, свободный конец одного из крайних участков трубы установлен с возможностью осевого перемещения по патрубку выпускного коллектора двигателя. Свободный конец другого крайнего участка трубы выполнен с диффузором и жестко соединен со стендовой системой выпуска отработавших газов, а средний участок трубы соединен с концами соответствующих крайних участков труб посредством шарниров и выполнен телескопическим. Трубное соединение выбирается по определенным соотношениям параметров, обеспечивающим во всех стыках участков труб разрежение (вакуумное давление), в результате чего исключается проникновение газов двигателя из внутренней полости трубного соединения в рабочую зону помещения испытательной станции °

3 ил.

1373960

Изобретение относится к машиностроению, к классу телескопических гибких трубных соединений, а именно газопроводов испытательных станций тепловых двигателей.

Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств трубного соединения за счет уменьшения мест сопряжений и исключения необходимости под,тяжки соединения

На фиг.1 изображено телескопическое гибкое трубное соединение, продольный разрез! на фиг.2 — исполнение трубного соединения с фланцем, на фиг.3 — аэродинамические характеристики трубного соединения.

Телескопическое гибкое трубное соединение для выпуска отработавших газов тепловых двигателей на испы10

20 тательных станциях содержит три участка 1, 2 и 3 труб, последовательно соединенных с кольцевыми зазорами 6 посредством шарниров 4 и 5. Свобод25 ный конец участка 1 трубного соединения свободно одевается на патрубок

6 выпускного коллектора двигателя (фиг.1) или выполняется с фланцем 7 (фиг.2) с дальнейшим наживлением его на шпильки 8 фланца 9 выпускного коллектора двигателя ° Свободный конец участка 3 трубного соединения выполнен с диффузором 10 и жестко соединен со стендовой системой 11 выпуска от- 35 работавших газов.

Кольцевые зазоры Ь участков 1-3 сопрягаемых труб и шарниры 4 и 5 обеспечивают две степени свободы трубного соединения, требуемую гиб- 40 кость и быстросъемность соединения, а прорези 12 участка 3 трубного соединения обеспечивают телескопическое перемещение участков 1 и 2 относительно оси трубного соединения. 45

Телескопическое гибкое трубное соединение определяется из следующих соотношений:

dï/d„, = 0,80-0,98; 1;/d = 2; — 0 1; (с — 0,1, что соответствует коэффициенту гидравлического сопротивления трубного соединения 0,39-0,41 соответственно (фиг.3), где Й, — внутренний диаметр патрубка выпускного коллектора двига-55 теля, Й,д — внутренние диаметры участков 1-3 трубного соединения, d — внутренний диаметр участка трубы стендовой системы выпуска отработавших газов (ОГ), Ь„, — ширина перекрытий при сопряжении соответственно патрубка выпускного коллектора двигателя с участком 1, последнего с участком 2, участка 3 с участком 2 трубного соединения, — толщина стенки трубы; 1, — длины участков труб соответственно первого, второго, третьего и участка трубы с диффузором. Коэффициент гидравлического сопротивления трубного соединения во всех случаях следует определять по отношению к скоростному напору ОГ на выходе из патрубка выпускного коллектора двигателя.

Телескопическое гибкое трубное соединение работает следующим образом.

До начала испытания двигателя на испытательной станции собирают трубное соединение. Для этого участки 1 и 2 труб соединяются между собой с диаметрально противоположных сторон посредством двух цилиндрических штифтов-шарниров 4, головки которых привариваются к наружной поверхности участка 2 трубы. Участок 2 трубы соединяется с диаметрально противоположных сторон с участком 3 трубы посредством двух цилиндрических шпилекшарниров 5, с которыми взаимодействуют прорези 12 участка 3 трубы. Затем трубное соединение жестко закрепляется со стороны диффузора на стендовой системе 11 выпуска отработавших газов (ОГ). В дальнейшем участок 1 трубного соединения свободно одевается на цилиндрическую поверхность (в варианте исполнения — на шпильки

8 фланца 9) патрубка 6 выпускного коллектора двигателя. После запуска двигателя под действием скоростного напора через трубное соединение и стендовую систему 11 отработавшие газы выбрасываются в атмосферу.

Конструкция трубного соединения гарантирует вакуумное течение ОГ внутри соединения при определенном соотношении внутренних диаметров участков

1-3 труб, аэродинамические характеристики которых выбираются иэ условий:

dn/d i + = Оз80 0 98 1 /di 2> 0,1; = 0,1 (см. фиг.3).

Величины 1, /d; < 2; (0,1, определяют значения Гидравлических сопротивлений участков 1-3 труб и выбраны экспериментальным путем с учетом среднестатических величин гидравли1373960 ческих сопротивлений эксплуатируемых в промышленности трубных соединений.

Величина О,1 определяет границу максимальйых гидравлических по5 терь трубного соединения. При величине > 0,1 соотношение d Ä d „, растет и предел применения телескопического гибкого трубного соединения уменьшается из-за сложности использо- !р вания тонкостенных участков труб, так как связано с усложнением технологии их изготовления и снижения эксплуатационных характеристик.

Как показывают графики на фиг.3 при соотношении внутренних диаметров участков 1-3 труб d„/d „+, c 0,80 суммарное гидравлическое сопротивление трубного соединения больше скоростного напора струи ОГ, вследствие чего внутри участков 1-3 возникает избыточное давление, которое приводит к загазованности помещения испытательных станций (ИС).

Расчеты показывают, что соотноше- 25 ние d „/d „, 0,8 на практике применяться не должно, так как в этом случае течение ОГ внутри участков труб происходит под избыточным давлением и газы могут проникать в помещение испытательной станции (ИС). При соотношении d„/d „„ > 0,8 внутри труб создается. разрежение и наружный воздух через кольцевые зазоры участков труб подсасывается вовнутрь трубного соединения, появляются дополнитель35 ные гидравлические потери на трение отработавших газов внутри зазоров и на смешение холодного наружного воздуха из помещения ИС с горячими ОГ.

Однако эти потери очень малы, их величины при заданных параметрах соединения не превышают 0,5-17 и практического влияния на работу трубного соединения оказывать не могут.

Соотношение внутренних диаметров участков 1-3 труб d„/d„„ = 0,98 выбирается из условия потребной реальной толщины стенок участков труб, обеспечивающей достаточную жесткость при монтаже и эксплуатации конструк50 ции трубного соединения.

Выбор нижней границы соотношения внутренних участков 1, 2 и 3 труб

d„/d „, = 0,80 производится по первому участку трубного соединения, на котором возникает наибольший располагаемый напор струи ОГ и наибольшее гидравлическое сопротивление трубного соединения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Телескопическое гибкое трубное соединение, преимущественно для вьг пуска отработавших газов тепловых двигателей на испытательных станциях, содержащее последовательно соединенные участки труб, причем свободный конец одного из крайних участков труб предназначен для взаимодействия с выпускным коллектором двигателя, другой крайний участок трубы свободным концом жестко соединен со стендовой системой выпуска отработавших газов, средний участок трубы выполнен телескопическим и свободные концы его шарнирно соединены с концами соответствующих крайних участков труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения ее эксплуатационных свойств, свободный конец крайнего участка трубы, со стороны стендовой системы выполнен с диффузором, свободный конец крайнего участка трубы, со стороны выпускного коллектора двигателя установлен с воэможностью осевого перемещения, а соединение имеет три последовательно соединенных с кольцевыми зазорами участка труб и определяется из соотношении:

d /d n+< = Ов80 Оэ98 1, /d; 2

0,1; (, 0,1; где d — внутренний диаметр предыдуП щего участка трубы, мм;

d „, — внутренний диаметр последующего участка трубы, мм!

1 — длина i-го участка трубы, мм

1 суммарный коэффициент гидравлического сопротивления диффузора, Г,— суммарный коэффициент гидравлического сопротивления стендовой системы выпуска отработавших газов.

1373960

1373960

РАЗ

Составитель В.Краснопольский

Техред А.Кравчук Корректор О.Кундрик

Редактор Ю.Середа

Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 554/32

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4