RU2649169C2 - Flexible joint of angular and linear displacements (options) - Google Patents
Flexible joint of angular and linear displacements (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649169C2 RU2649169C2 RU2015151582A RU2015151582A RU2649169C2 RU 2649169 C2 RU2649169 C2 RU 2649169C2 RU 2015151582 A RU2015151582 A RU 2015151582A RU 2015151582 A RU2015151582 A RU 2015151582A RU 2649169 C2 RU2649169 C2 RU 2649169C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- bellows
- angular
- smaller diameter
- larger
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
- F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Diaphragms And Bellows (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике и используется для компенсации линейных и угловых перемещений трубопроводов в пневмогидравлических магистралях при монтаже и эксплуатации.The invention relates to rocket and space technology and is used to compensate for linear and angular movements of pipelines in pneumohydraulic lines during installation and operation.
Известен компенсатор линейных и угловых перемещений по патенту ФРГ №886682, содержащий сильфон, сферообразный кожух, образованный оболочками большего и меньшего диаметра, и содержащий зазор, для линейных перемещений.Known compensator for linear and angular movements according to the patent of Germany No. 886682, containing a bellows, a sphere-shaped casing formed by shells of larger and smaller diameters, and containing a gap for linear movements.
Недостатком известного компенсатора является то, что в случае совместного действия линейных и угловых перемещений может возникнуть взаиморасположение сферообразных кожухов, сохраняющих зазор между ними, что не позволит изгибаться сильфону, как сильфону, работающему в шарнирном узле. Наличие зазора является риском разрушения кожухов при воздействии вибраций, особо актуальных для изделий ракетно-космической техники (0-2000 Гц).A disadvantage of the known compensator is that in the case of the combined action of linear and angular displacements, there may be a mutual arrangement of sphere-shaped casings that maintain a gap between them, which will not allow the bellows to bend, like a bellows operating in a hinge assembly. The presence of a gap is a risk of destruction of the shells when exposed to vibrations that are especially relevant for rocket and space technology products (0-2000 Hz).
Известен компенсатор линейных и угловых перемещений по патенту RU №2360176, выбранный за прототип и содержащий сильфон, переходники, снабженные кольцевыми выступами со сферическими поверхностями, фланцы, защитный цилиндр, с одного конца имеющий внутреннюю сферу и состоящий из двух полуцилиндров, крепежные элементы, ограничитель угловых и линейных перемещений.Known compensator for linear and angular movements according to patent RU No. 2360176, selected for the prototype and containing a bellows, adapters equipped with annular protrusions with spherical surfaces, flanges, a protective cylinder having an inner sphere at one end and consisting of two half cylinders, fasteners, angular limiter and linear movements.
Недостатком известного компенсатора является то, что при одновременном линейно-угловом перемещении происходит избыточно неравномерное нагружение крайних гофр сильфона, так как именно в этой области парируется поворот с неизбежным накоплением пластических деформаций. В условиях прогнозируемых длительных циклических вибровоздействий в актуальном диапазоне это приведет к снижению надежности работы компенсатора.A disadvantage of the known compensator is that with simultaneous linear-angular displacement, excessively uneven loading of the extreme corrugations of the bellows takes place, since it is in this area that the rotation is reversed with the inevitable accumulation of plastic deformations. Under the conditions of predicted long-term cyclic vibration effects in the current range, this will lead to a decrease in the reliability of the compensator.
Задачей заявленного технического решения является повышение надежности работы сильфонного компенсатора угловых и линейных перемещений.The objective of the claimed technical solution is to increase the reliability of the bellows compensator for angular and linear displacements.
1. Поставленная задача решается тем, что сильфонный компенсатор угловых и линейных перемещений, содержащий сильфон, фланцы, корпус и ограничитель угловых и линейных перемещений, отличается тем, что корпус выполнен в виде двух цилиндров большего и меньшего диаметра, при этом цилиндры соединены между собой телескопически и взаимодействуют между собой посредством сферического выступа, выполненного на цилиндре меньшего диаметра, при этом на конце цилиндра большего диаметра выполнен кольцевой выступ, при этом радиус сферического выступа цилиндра меньшего диаметра выполнен равным радиусу внутренней поверхности цилиндра большего диаметра, а ось симметрии сферического выступа цилиндра меньшего диаметра совпадает с осью симметрии сильфона.1. The problem is solved in that the bellows compensator for angular and linear displacements, comprising a bellows, flanges, a casing and a limiter of angular and linear displacements, is characterized in that the casing is made in the form of two cylinders of larger and smaller diameters, while the cylinders are telescopically connected to each other and interact with each other by means of a spherical protrusion made on a cylinder of a smaller diameter, while at the end of the cylinder of a larger diameter an annular protrusion is made, while the radius of the spherical protrusion qi Indra made smaller diameter equal to the radius of the inner surface of the larger-diameter cylinder, and the axis of symmetry of a spherical projection of smaller diameter of the cylinder coincides with the axis of symmetry of the bellows.
2. Поставленная задача решается тем, что сильфонный компенсатор угловых и линейных перемещений, содержащий сильфон, фланцы, корпус и ограничитель угловых и линейных перемещений, отличается тем, что корпус выполнен в виде двух цилиндров большего и меньшего диаметра, при этом цилиндры соединены между собой телескопически и взаимодействуют между собой посредством сферического выступа, выполненного на цилиндре меньшего диаметра, при этом на конце цилиндра большего диаметра выполнен кольцевой выступ, при этом радиус сферического выступа цилиндра меньшего диаметра выполнен равным радиусу внутренней поверхности цилиндра большего диаметра, а ось симметрии сферического выступа цилиндра меньшего диаметра совпадает с осью симметрии сильфона, при этом корпус компенсатора установлен внутри сильфона и закреплен на фланцах посредством пилонов или непосредственно на фланцах.2. The problem is solved in that the bellows compensator for angular and linear movements, comprising a bellows, flanges, a housing and a limiter of angular and linear movements, characterized in that the housing is made in the form of two cylinders of larger and smaller diameters, while the cylinders are telescopically connected to each other and interact with each other by means of a spherical protrusion made on a cylinder of a smaller diameter, while at the end of the cylinder of a larger diameter an annular protrusion is made, while the radius of the spherical protrusion qi Indra smaller diameter is made equal to the radius of the inner surface of the larger-diameter cylinder, and the axis of symmetry of a spherical projection of smaller diameter of the cylinder coincides with the axis of symmetry of the bellows, the compensator is mounted within the housing and the bellows is fixed on the flanges by pylons or directly on the flanges.
Заявленная конструкция поясняется чертежами:The claimed design is illustrated by drawings:
- Фиг. 1 - общий вид сильфонного компенсатора с расположением сильфона внутри телескопического корпуса.- FIG. 1 is a general view of a bellows compensator with an arrangement of a bellows inside a telescopic body.
- Фиг. 2 - общий вид сильфонного компенсатора с установкой телескопического корпуса на пилонах внутри сильфона.- FIG. 2 is a general view of the bellows compensator with the installation of a telescopic housing on the pylons inside the bellows.
- Фиг. 3 - общий вид сильфонного компенсатора с установкой телескопического корпуса непосредственно на фланцах внутри сильфона.- FIG. 3 is a general view of the bellows compensator with the installation of a telescopic housing directly on the flanges inside the bellows.
Сильфонный компенсатор угловых и линейных перемещений содержит:The bellows-type compensator of angular and linear displacements contains:
1 - сильфон;1 - bellows;
2 - фланцы;2 - flanges;
3 - ограничитель угловых и линейных перемещений;3 - limiter of angular and linear movements;
4 - цилиндр корпуса большего диаметра;4 - a cylinder of a larger diameter housing;
5 - цилиндр корпуса меньшего диаметра;5 - cylinder body of a smaller diameter;
6 - сферический выступ цилиндра меньшего диаметра,6 - spherical protrusion of a cylinder of smaller diameter,
7, 8 - опорные кольца;7, 8 - supporting rings;
9 - кольцевой выступ цилиндра большего диаметра;9 - an annular protrusion of a cylinder of larger diameter;
10 - крепежный элемент;10 - fastener;
11 - крепежные элементы;11 - fasteners;
12 - кольцо;12 - ring;
13 - пилон;13 - pylon;
14 - ось симметрии (сферического выступа цилиндра меньшего диаметра;14 - axis of symmetry (spherical protrusion of a cylinder of smaller diameter;
15 - ось симметрии (сильфона);15 - axis of symmetry (bellows);
R1 - радиус сферического выступа цилиндра меньшего диаметра;R1 is the radius of the spherical protrusion of the cylinder of smaller diameter;
R2 - радиус внутренней поверхности цилиндра большего диаметра.R2 is the radius of the inner surface of a larger diameter cylinder.
По варианту 1. Сильфонный компенсатор угловых и линейных перемещений содержит сильфон 1, который закреплен на фланцах 2, корпус состоит из двух цилиндров большего диаметра 4 и меньшего диаметра 5, соединенных с опорными кольцами 7 и 8 фланцев 2 крепежными элементами 11. Цилиндр корпуса меньшего диаметра 5 имеет сферический выступ 6 с радиусом R1 и сопряжен с внутренней поверхностью цилиндра корпуса большего диаметра 4, имеющего радиус R2, при этом R1 равен R2. Ось симметрии сферического выступа цилиндра меньшего диаметра 14 совпадает с осью симметрии 15 сильфона 1. На свободном конце цилиндра корпуса большего диаметра 4 имеется кольцевой выступ 9, на который устанавливается ограничитель угловых и линейных перемещений 3 с помощью крепежного элемента 10. Параметры сильфона 1 определяются расчетом из условий его компенсационных возможностей и максимальными величинами относительных перемещений, которые нужно компенсировать.According to
По варианту 2. Конструктивное исполнение аналогично 1 варианту, кроме того, что корпус который состоит из двух цилиндров большего 4 и меньшего 5 диаметров, расположен внутри сильфона 1 и закреплен на фланцах 2 при помощи пилонов 13 или непосредственно на фланцах 2, при этом сильфон 1 закреплен на фланцах 2 при помощи колец 12.According to
Сильфонный компенсатор угловых и линейных перемещений по варианту 1 и варианту 2 работает следующим образом.The bellows compensator for angular and linear displacements according to
Сильфон 1 работает в обеспечение максимальной расчетной величины относительных перемещений. Сильфон 1 может работать на растяжение на 2/3 от суммы расстояний между гофр и на сжатие на 1/3 от этой же суммы. С целью максимального использования компенсирующих возможностей сильфона 1 и равномерного его нагружения в процессе эксплуатации компенсатор при монтаже, в составе магистрали пневмогидравлической системы, может быть установлен в необходимый размер с предварительным растяжением или сжатием и/или изгибом.Bellows 1 works to provide the maximum estimated magnitude of relative movements.
При этом скольжение сферического выступа 6, расположенного на цилиндре корпуса меньше диаметра 5, по внутренней цилиндрической поверхности цилиндра корпуса большего диаметра 4 и ее вращение относительно оси этой цилиндрической поверхности обеспечивают как растяжение (сжатие), так и изгиб фланца с установленным на нем цилиндром меньшего диаметра 5 относительно фланца с установленным на нем цилиндром большего диаметра 4. При одновременной работе компенсатора на растяжение (сжатие) и выборе угловых перемещений, нагрузка на гофры сильфона распределяется равномерно, так как ось симметрии 14 сферического выступа 6 цилиндра меньшего диаметра совпадает с осью симметрии 15 сильфона 1. Такое сопряжение поверхностей с совпадением оси симметрии 15 сильфона 1 и оси симметрии 14 сферического выступа 6 цилиндра меньшего диаметра значительно повышает надежность конструкции. Так же при работе компенсатора на максимальное растяжение и одновременном выборе углового перемещения кольцевой выступ 9 предохраняет свободный край цилиндра корпуса большего диаметра 4 от пластических деформаций. Для предохранения сильфона 1 от потери устойчивости при работе на растяжение на кольцевом выступе 9 цилиндра корпуса большего диаметра 4 предусмотрен ограничитель 3. В процессе эксплуатации компенсатора сильфон 1 компенсирует плюсовые и минусовые перемещения в продольном направлении, а также компенсирует и угловые перемещения. Происходит проскальзывание сферического выступа 6 цилиндра корпуса меньшего диаметра 5 относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндра корпуса большего диаметра 4. При этом ось симметрии 14 сферического выступа 6 цилиндра корпуса меньшего диаметра 5 не выходят из зоны оси симметрии 15 сильфона 1, т.е. они совпадают и перемещаются синхронно. Благодаря такой компоновке, компенсатор может работать при длительных вибродинамических нагрузках, что значительно повышает надежность конструкции.In this case, the sliding of a
Выбор конструкции компенсаторов по варианту 1 или 2 зависит от назначения магистралей (магистраль слива, продувки, заправки и т.п.).The choice of design of expansion joints according to
Технический результат достигается за счет введения в конструкцию телескопического корпуса со скользящим сферическим соединением между цилиндрами корпуса большего и меньшего диаметра.The technical result is achieved by introducing into the design of a telescopic case with a sliding spherical connection between the cylinders of the case of a larger and smaller diameter.
Использование предложенного технического решения позволяет повысить прочностную надежность (отсутствие отказов в режиме циклов переменного нагружения согласно заданным пределам), а также параметрическую надежность, что особенно важно, так как предоставленная конструкция снижает накопление пластических деформаций сильфона вследствие симметричного нагружения, а значит, минимизирует процесс нестабильности технических параметров сильфона: жесткости, гистерезиса и «ухода» характеристик от номинального значения.Using the proposed technical solution allows to increase the strength reliability (no failures in the regime of alternating loading cycles according to the specified limits), as well as parametric reliability, which is especially important, since the design provided reduces the accumulation of plastic deformations of the bellows due to symmetrical loading, and therefore minimizes the process instability of technical bellows parameters: stiffness, hysteresis and “departure” of characteristics from the nominal value.
При работе компенсатора на одновременное растяжение - сжатие и изгиб одного фланца относительно другого центр угловой деформации сильфона находится в зоне осей симметрии сильфона, так как сферический выступ 6 цилиндра корпуса меньшего диаметра 5 перемещается так же, как и фланец, на котором он закреплен.When the compensator works for simultaneous tension — compression and bending of one flange relative to another, the center of angular deformation of the bellows is in the zone of the axis of symmetry of the bellows, since the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151582A RU2649169C2 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Flexible joint of angular and linear displacements (options) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151582A RU2649169C2 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Flexible joint of angular and linear displacements (options) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015151582A RU2015151582A (en) | 2017-06-06 |
RU2649169C2 true RU2649169C2 (en) | 2018-03-30 |
Family
ID=59031563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015151582A RU2649169C2 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Flexible joint of angular and linear displacements (options) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2649169C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686537C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-04-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Bellows compensator |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112728271B (en) * | 2020-12-30 | 2022-08-30 | 沧州鑫泰机械设备有限公司 | Elastic damping type compensator |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU411266A1 (en) * | 1971-08-30 | 1974-01-15 | А. А. Чернов, Б. Н. Карцев , Б. А. Коновалов | DEVICE FOR COMPENSATION OF ANGULAR PIPELINE DISPLACEMENTS |
US5145215A (en) * | 1991-04-26 | 1992-09-08 | Senior Engineering Investments, B.V. | Flexible coupler apparatus |
US5340165A (en) * | 1990-02-08 | 1994-08-23 | Senior Engineering Investments, B.V. | Flexible connector |
US5370427A (en) * | 1994-01-10 | 1994-12-06 | General Electric Company | Expansion joint for fluid piping with rotation prevention member |
US5967565A (en) * | 1998-01-20 | 1999-10-19 | Sjm Co., Ltd. | Exhaust coupler system |
RU2365807C2 (en) * | 2007-07-02 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Compensator |
DE102012209835A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | MTU Aero Engines AG | Fluid conduit arrangement for carrying gas in aero engine, has two spacers partially overlapped within compensator and connected by pivot joint, where one of spacers is integrally and freely connected with compensator |
-
2015
- 2015-12-01 RU RU2015151582A patent/RU2649169C2/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU411266A1 (en) * | 1971-08-30 | 1974-01-15 | А. А. Чернов, Б. Н. Карцев , Б. А. Коновалов | DEVICE FOR COMPENSATION OF ANGULAR PIPELINE DISPLACEMENTS |
US5340165A (en) * | 1990-02-08 | 1994-08-23 | Senior Engineering Investments, B.V. | Flexible connector |
US5145215A (en) * | 1991-04-26 | 1992-09-08 | Senior Engineering Investments, B.V. | Flexible coupler apparatus |
US5370427A (en) * | 1994-01-10 | 1994-12-06 | General Electric Company | Expansion joint for fluid piping with rotation prevention member |
US5967565A (en) * | 1998-01-20 | 1999-10-19 | Sjm Co., Ltd. | Exhaust coupler system |
RU2365807C2 (en) * | 2007-07-02 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Compensator |
DE102012209835A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | MTU Aero Engines AG | Fluid conduit arrangement for carrying gas in aero engine, has two spacers partially overlapped within compensator and connected by pivot joint, where one of spacers is integrally and freely connected with compensator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686537C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-04-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Bellows compensator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015151582A (en) | 2017-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3915482A (en) | Externally supported internally stabilized flexible duct joint | |
RU2010134827A (en) | TWO ELEMENT TANDEM FLEXIBLE CONNECTION | |
US3869151A (en) | Internally supported flexible duct joint | |
RU2649169C2 (en) | Flexible joint of angular and linear displacements (options) | |
US10385624B2 (en) | Bend stiffener | |
US10604244B2 (en) | Combination elastomeric and ellipsoidal plain bearing | |
TWI717421B (en) | Diaphragm bellows | |
ES2795878T3 (en) | Sealing ring and its use | |
KR101970172B1 (en) | Earthquake proof slip joint for piping | |
US3695636A (en) | Flexible tube joint using segmented coupling | |
US3133754A (en) | Flexible assemblies for fluid bearing lines | |
RU149555U1 (en) | PIPELINE CHANGE COMPENSATOR | |
JP6266988B2 (en) | Sealing device for through-wall piping | |
JP2009228895A (en) | Bellows device of double structure | |
US1204650A (en) | Hose-coupling. | |
KR102098608B1 (en) | Pipe supporting device for reducing vibration | |
KR101765530B1 (en) | Expansion duct | |
US953422A (en) | Attachment to be used in connection with hose-couplings. | |
KR101572440B1 (en) | Expansion joint preventing pipe thrust | |
RU191264U1 (en) | COMPENSATOR MULTI-LENS WITH STROKE INDICATORS | |
KR102211869B1 (en) | bellows guide apparatus | |
RU2360176C2 (en) | Displacement expansion joint | |
JP2016086600A (en) | Cable protective tube and cable protection device | |
RU2372546C2 (en) | Compensator (versions) | |
RU160716U1 (en) | DEVICE FOR CONNECTING INTERNAL AND OUTDOOR TURBO MACHINE HOUSES |