Гибкое соединение газовода

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование гибких газоводов, работающих в условиях высоких температур порядка 1000-2000°С и переменных давлений в диапазоне 2-10 МПа. Гибкий газовод содержит два сферических ответных фланца, между которыми размещен слой эластомера и телескопический подвижный узел в виде металлических оболочек, сопряженных по цилиндрическим поверхностям с уплотнительным кольцом. Металлические оболочки защищены изнутри последовательно теплозащитным покрытием и эрозионно-стойкой облицовкой. Эрозионно-стойкая облицовка выполнена составной, при этом ее части контактируют по сферическим поверхностям, на которые нанесен слой антиадгезионного покрытия. С целью улучшения технологичности конструкции слой эластомера выполнен из того же материала, что и теплозащитное покрытие.

 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям гибких газоводов горячего газа, работающих в условиях высоких температур и переменных давлений, и направлено на их совершенствование.

Известна конструкция подвижного телескопического соединения двух труб с уплотнительным кольцом (см. Т.М.Башта. «Гидравлические приводы летательных аппаратов». Москва, изд. «Машиностроение», 1967 г., стр.377, рис.309).

Недостатком данной конструкции является невозможность компенсации угловых перемещений труб и незащищенность трубопровода при работе на горячих газах.

Известна конструкция трубопровода горячего газа, в которой металлический корпус защищен изнутри последовательно теплозащитным покрытием и деталями из эрозионно-стойкого материала (патент РФ №2121104 C1, кл. 6 F16L 59/00).

Недостатком данного трубопровода является жесткость конструкции, которая не позволяет компенсировать угловые и осевые перекосы.

Известна конструкция гибкого соединения газоводов, в которой между двумя сферическими ответными фланцами, разделенными зазором, установлен кольцевой слой эластомера, при этом слои эластомера разделены металлическими вставками (см. патент США №3390899, кл. 285-45).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что ее невозможно использовать при работе на горячих газах, т.к. незащищенный металл трубопровода подвергается сильному нагреву и эрозионному уносу, что приводит к прогару газовода.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности за счет уменьшения жесткости газовода при сохранении надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что в гибком соединении газоводов, содержащих разделенные зазором два сферических ответных фланца, между которыми расположен кольцевой слой эластомера, и телескопический подвижный узел в виде металлических оболочек, сопряженных по цилиндрическим поверхностям с уплотнительным кольцом и защищенных изнутри последовательно теплозащитным покрытием и эрозионно-стойкой облицовкой, последняя выполнена составной, причем ее части контактируют между собой по сферическим поверхностям соосными со сферическими поверхностями фланцев, между которыми находится слой эластомера, а на сферические поверхности частей эрозионно-стойкой облицовки нанесен слой антиадгезионного покрытия, при этом диаметр сопряженных цилиндрических поверхностей телескопического узла по меньшей мере равен максимальному диаметру, расположенного с его стороны сферического фланца в зоне контакта с эластомером, а теплозащитное покрытие выполнено из того же материала, что и кольцевой слой эластомера, находящийся между двумя сферическими ответными фланцами.

На чертеже приведена конструкция гибкого газовода.

Гибкое соединение газоводов состоит из телескопического узла, выполненного в виде двух сопряженных металлических цилиндрических оболочек 1 и 2 с уплотнительным кольцом 3, и шарнирного узла, выполненного в виде двух сферических фланцев 4 и 5 с общей осью 6. Между фланцами 4 и 5 находится скрепленный с ними кольцевой слой эластомера 7. Внутренняя поверхность газовода последовательно покрыта эластичным теплозащитным покрытием 8, которое обычно изготавливается из резиновой смеси, например, марки Р-864 или 51-2058, и эрозионно-стойкой облицовкой 9. Облицовка 9 прочно скреплена со слоем покрытия 8, например, при помощи клеевого состава. Теплозащитный слой 8 выполнен из того же материала, что и слой эластомера 7. Эрозионно-стойкая облицовка 9 выполнена составной и состоит из трех частей 10, 11 и 12, которые взаимодействуют друг с другом по сферическим поверхностям 13 и 14. Сферические поверхности 13 и 14 соосны внутренним поверхностям 15 и 16 сферических фланцев 4 и 5 соответственно. Центры поверхностей 13, 15 и 14, 16 совпадают и находятся на оси газовода. На поверхности 13 и 14 нанесен слой антиадгезионного покрытия. Диаметр сопряжения оболочек 1 и 2 D₁ превышает максимальный диаметр D₂ фланца 4 в зоне его контакта с эластомером 7.

При сборке и работе благодаря тому, что конструкция газовода содержит телескопический и шарнирные узлы, она позволяет компенсировать как угловые, так и осевые перемещения. Так как облицовка 9 выполнена составной и ее части перемещаются относительно друг друга по сферическим поверхностям 13 и 14, обечайки 1 и 2 свободно вращаются, преодолевая сопротивление только эластичного теплозащитного покрытия 8. Выполнение слоя эластомера 7 и покрытия 8 из одного и того же материала делает конструкцию более технологичной, так как можно нанести эластомер 7 и покрытие 8 одновременно. Благодаря тому, что сферические поверхности 13 и 14 соосны с внутренними поверхностями 15 и 16, разворот обечаек 1 и 2 происходит с минимальной деформацией эластомера 7. Давление газов воздействует как на телескопический узел, так и на слой эластомера 7. Через эластомер 7 давление передается на внутреннюю стенку 15 фланца 4. Возникающая сила пытается раздвинуть фланцы 4 и 5, при этом сила, действующая со стороны телескопического узла, старается прижать фланцы 4 и 5 друг к другу. Если диаметр D₁ будет больше D₂, то всегда будет действовать усилие, поджимающее фланцы друг к другу.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается повышение эффективности работы газовода за счет уменьшения жесткости облицовки при сохранении надежности его работы.

Гибкое соединение газоводов, содержащее разделенные зазором два сферических ответных фланца, между которыми расположен кольцевой слой эластомера, и телескопический подвижный узел в виде металлических оболочек, сопряженных по цилиндрическим поверхностям с уплотнительным кольцом и защищенных изнутри последовательно теплозащитным покрытием и эрозионно-стойкой облицовкой, отличающееся тем, что в нем эрозионно-стойкая облицовка выполнена составной, причем ее части контактируют между собой по сферическим поверхностям соосными со сферическими поверхностями фланцев, между которыми находится слой эластомера, а на сферические поверхности частей эрозионно-стойкой облицовки нанесен слой антиадгезионного покрытия, при этом диаметр сопряженных цилиндрических поверхностей телескопического узла по меньшей мере равен максимальному диаметру расположенного с его стороны сферического фланца в зоне контакта с эластомером, а теплозащитное покрытие выполнено из того же материала, что и кольцевой слой эластомера, находящийся между двумя сферическими ответными фланцами.