Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза

Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза относится к сцепке специального назначения железнодорожных транспортных средств, работающих на криогенном топливе. Изобретение состоит из двух прямолинейных гибких двухстенных гофрированных трубопроводов (1), (2) равной длины, изготовленных из хладостойкой стали, располагающихся под углом 85-95 градусов друг к другу. Одним концом гофрированные трубопроводы соединены с криогенными трубопроводами (3), (4), жестко закрепленными на торцах (5), (6) секций газотурбовоза, а другими концами - с кронштейнами (7), (8), снабженными каналами для протока газа. Стержни-торсионы (10) и (11) удерживают в заданном положении дугообразный трубопровод (9), соединяющий между собой каналы кронштейна. Межстеночное пространство прямолинейных двухстенных гофрированных трубопроводов вакуумировано, и в нем установлены контрольные датчики давления, жесткий дугообразный трубопровод снабжен теплоизолирующим покрытием. Описанное изобретение обеспечивает надежность и увеличивает срок службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сцепке специального назначения транспортных средств, в частности к соединениям трубопроводов криогенного оборудования двухсекционных, трехсекционных газотурбовозов, работающих на криогенном топливе.

Известны конструкции межсекционных соединений транспортных средств для передачи веществ в газообразном и жидком состояниях, в которых используются резинотекстильные шланги (RU, патент №2338651 C1, МПК B60T 17/04, МПК F16L 37/26, 2008 г.).

Материал резинотекстильных шлангов не предназначен для использования при криогенных температурах.

Известен железнодорожный состав, в котором для подачи сжиженного газа использован гибкий межсекционный трубопровод (RU, патент №2314220 C1, МПК B61C 7/04, МПК B61C 11 /00, 2008 г.).

Недостатком данного соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями при движении железнодорожного состава, что может вызвать повреждение соединения.

Известна конструкция соединения криогенных систем двух секций газотурбовоза ГТ-1 гибкими криогенными сильфонными трубопроводами («Газотурбовоз ГТ-1 на альтернативном моторном топливе СПГ». Авторы В.Ф.Руденко, А.Г.Воронков, Е.Ю.Стальнов. Журнал «Транспорт на альтернативном топливе», №5, сентябрь 2009 г., с. 32-35).

Недостатком данной конструкции соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями, вызывающими повреждения.

Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза при воздействии криогенных температур и деформаций, возникающих при движении секций газотурбовоза.

Указанный технический результат достигается тем, что межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза снабжено двумя двухстенными прямолинейными гибкими гофрированными равной длины трубопроводами из хладостойкой стали, которые соединены с патрубками криогенного трубопровода соответственно первой и второй секций газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода, причем к кронштейнам прикреплены концы стержней-торсионов, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой и второй секций газотурбовоза; прямолинейные участки межсекционного трубопровода расположены под углом 85-95 градусов друг к другу, межстенные пространства прямолинейных двухстенных участков трубопровода вакуумированы, и в них установлены контрольные датчики давления; жесткий дугообразный трубопровод снабжен теплоизолирующим покрытием.

На чертеже представлен общий вид межсекционного соединения криогенных систем газотурбовоза в аксонометрии.

Межсекционное соединение содержит гибкий межсекционный трубопровод в виде двух прямолинейных двухстенных гибких гофрированных трубопроводов 1 и 2 из хладостойкой стали, которые соединены соответственно с криогенными трубопроводами 3 и 4 соответственно первой секции 5 и второй секции 6 газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах соответствующих секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам 7 и 8, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода 9. К кронштейнам 7 и 8 прикреплены концы стержней-торсионов соответственно 10 и 11, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой 5 и второй 6 секций газотурбовоза. Гибкие прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 выполнены двухстенными, причем межстеночное пространство вакуумировано, и в нем установлены контрольные датчики давления (на чертеже не показаны); на жесткий дугообразный трубопровод 9 нанесено теплоизолирующее покрытие. Двухстенные прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 имеют равную длину и расположены под углом α=85-95 градусов друг к другу.

Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза работает следующим образом.

Криогенная жидкость проходит из криогенного трубопровода 3 первой секции 5 в прямолинейный гофрированный трубопровод 1 из хладостойкой стали, далее через канал в кронштейне 7 в дугообразный трубопровод 9, через канал во втором кронштейне 8 во второй прямолинейный гофрированный трубопровод 2 из хладостойкой стали и поступает в криогенный трубопровод 4 второй секции 6 газотурбовоза.

При движении двухсекционного газотурбовоза по прямому участку железнодорожного пути взаимное положение всех элементов межсекционного соединения сохраняется, их деформации отсутствуют.

Применение хладостойкой стали исключает температурные повреждения. По внутренним полостям межсекционного соединения - прямолинейным гофрированным трубопроводам 1 и 2, каналам кронштейнов 7 и 8, дугообразному трубопроводу 9 протекает криогенное топливо. Стержни-торсионы 10 и 11 удерживают в заданном положении дугообразный трубопровод 9 и снижают амплитуду вибраций элементов соединения.

При движении двухсекционного газотурбовоза по криволинейному участку железнодорожного пути изменение взаимного пространственного положения торцев секций 5 и 6 и криогенных трубопроводов этих секций соответственно 3 и 4 компенсируется за счет деформации изгиба гофрированных трубопроводов 1 и 2. Стержни-торсионы 10 и 11 также воспринимают деформацию изгиба, но исключают продольную деформацию гофрированных трубопроводов 1 и 2, благодаря чему обеспечивается повышение надежности гофрированных трубопроводов и соединения в целом. Расположение прямолинейных участков криогенного трубопровода под углом 85-95 градусов друг к другу уменьшает величину деформаций изгиба трубопроводов 1 и 2; вакуумирование межстенного пространства двухстенных прямолинейных участков трубопровода и теплоизолирующее покрытие дугообразного трубопровода 9 препятствуют их обмерзанию, датчики давления в межстенном пространстве позволяют контролировать герметичность межстенного пространства трубопроводов 1 и 2. Этим достигается обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза.

1. Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза, содержащее гибкий межсекционный трубопровод, отличающееся тем, что межсекционное соединение снабжено двумя прямолинейными двухстенными гибкими гофрированными трубопроводами равной длины из хладостойкой стали, которые расположены под углом 85-95° друг к другу и соединены соответственно с криогенными трубопроводами первой и второй секций газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода, причем к кронштейнам прикреплены концы стержней-торсионов, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой и второй секций газотурбовоза.

2. Межсекционное соединение по п.1, отличающееся тем, что межстеночное пространство двухстенных прямолинейных гофрированных трубопроводов вакуумировано и в нем установлены контрольные датчики давления.

3. Межсекционное соединение по п.1, отличающееся тем, что жесткий дугообразный трубопровод снабжен теплоизолирующим покрытием.