SU1809907A3

SU1809907A3 - Bellow compensator

Info

Publication number: SU1809907A3
Application number: SU894634944A
Authority: SU
Inventors: Boris I Okun
Original assignee: Boris I Okun
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1993-04-15

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механизмов и трубопроводов с любой, жидкостной средой.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used for mechanisms and pipelines with any liquid medium.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности, улучшение вибрационных и шумовых характеристик сильфонных компенсаторов.The purpose of the invention is improving reliability and durability, improving the vibration and noise characteristics of bellows expansion joints.

На чертеже изображен предлагаемый сильфонный компенсатор.The drawing shows the proposed bellows expansion joint.

Компенсатор состоит из сильфонного компенсатора, представляющего собой сильфонный патрубок 1 с присоединительными фланцами 2 и, расположенный в его полости направляющий патрубок 3¾ 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.The compensator consists of a bellows compensator, which is a bellows pipe 1 with connecting flanges 2 and a guide pipe 3¾ located in its cavity with flanges 4 fixed at its ends, nuts 5, between which and connecting flanges 2 there are thrust rings 8 mounted on the connecting flanges 2 hollow bolts 9, and between the troughs of the corrugations of the bellows pipe 1 and the guide pipe 3 mounted toroidal rings 6, mounted on the pipe 3 by wire 7.

Заполнение сжимаемой средой под давлением осуществляется через канал а, а упорных колец 8 через полый болт 9 и канал б”.Filling with compressible medium under pressure is carried out through channel a, and thrust rings 8 through hollow bolt 9 and channel b ”.

Первоначальное давление сжимаемой среды не превышает давления жидкостной Среды.The initial pressure of the compressible medium does not exceed the pressure of the liquid medium.

Принцип действия конструкции заключается в следующем.The principle of operation of the design is as follows.

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 контакта 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.The working pressure of the liquid medium creates a spacer force arising from its interaction with the corrugations, which it tends to straighten and is transmitted to the flanges 2, crushing the thrust rings 8, while increasing the area of their contact with the flanges 2 and 4 until the increased pressure of the compressible medium inside the thrust rings 8 through these areas will not balance the working pressure of the liquid medium.

Поверхности упорных колец 8, не кон-‘ 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.The surfaces of the thrust rings 8 that are not in contact with the flanges 2 and 4, despite the increased pressure of the compressible medium, remain balanced due to the incompressibility (or poor compressibility) of the liquid medium. When the magnitude of the working pressure fluctuates, its pulsations are balanced.

1809907 АЗ1809907 AZ

Аналогичные явления происходят и с торообразными оболочками 6 при перекосах и потере устойчивости сильфонного компенсатора. И действительно, рассматривая сжимание торообразных оболочек 6 при изменении положения гофр сильфонного патрубка 1 площадки контакта с внутренней гофрой и направляющей втулкой 3 возрастает, давление внутри оболочек 6 увеличивается и появляется сила, стремящаяся Ίθ возвратить сильфонный патрубок 1 в осевое положение.Similar phenomena occur with toroidal shells 6 during distortions and loss of stability of the bellows compensator. Indeed, considering the compression of toroidal shells 6 with a change in the position of the corrugation of the bellows pipe 1 of the contact area with the internal corrugation and the guide sleeve 3 increases, the pressure inside the shells 6 increases and a force appears, tending Ίθ to return the bellows pipe 1 to the axial position.

Предлагаемый компенсатор осуществляет не только пассивное уравновешивание возникающих сил, но и активно влияет на 15. протекающий жидкостной поток, сглаживая пульсации его давления, что приводит к улучшению виброшумовых и гидрошумовых характеристик сильфонного компенсатора.The proposed compensator provides not only a passive balancing of the arising forces, but also actively influences the 15. flowing fluid flow, smoothing out the pulsations of its pressure, which leads to an improvement in the vibration and hydro noise characteristics of the bellows compensator.

Широко известны свойства сильфонных 20 компенсаторов как гасителей пульсации, вибрации и гидрошума, но данное техническое решение значительно усиливает эти свойства что повышает его надежность й . долговечность и если простой сильфонный 25 компенсатор осуществляет это имея одну резонирующую камеру с изменяющимся за счет гофр объемом, то в заявляемом техническом решении торообразные оболочки 6 между гофрами сильфонного патрубка 1 де- 3θ лят объем сильфонного компенсатора на . семь камер (I, II, III, IV, V, VI, VII), соединенных через отверстия в перфорации с потоком создает резонаторы, которые могут воздействовать на определенные области 35 частот характеристик пульсаций, вибраций и гидродинамического шума в зависимости от объема камер и сечений Отверстий в.The properties of 20 bellows expansion joints are widely known as dampers of pulsation, vibration, and hydraulic noise, but this technical solution significantly enhances these properties, which increases its reliability. durability and if a simple bellows 25 compensator does this having one resonant chamber with a volume changing due to the corrugations, then in the claimed technical solution toroidal shells 6 between the corrugations of the bellows nozzle 1-3θ add the volume of the bellows compensator to. seven chambers (I, II, III, IV, V, VI, VII) connected through holes in the perforation with the flow creates resonators that can act on certain regions of the 35 frequencies of the characteristics of pulsations, vibrations and hydrodynamic noise depending on the volume of the chambers and sections Holes in.

Идеальным можно считать сильфонный компенсатор с нулевой жесткостью, т.е. 40 сильфонный компенсатор с бесконечным циклом гофр и следовательно, с бесконечно малой загрузкой каждой гофры. Считая заявляемое техническое, решение разгруженным сильфонным компенсатором, в отличие 45 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 вы- 50 полняются меньшего диаметра и меньшей ширины) и нагружаются больше, остальные равномерно (они выполнены одинаковыми). · Поперечные силы сильфона воспринимаются торообразными оболочками 6, поэтому 55 заявляемое техническое решение имеет даже преимущество по сравнению с сильфоном нулевой жесткости, так как торообразные оболочки 6 предохраняют заявляемый сильфонный компенсатор от потери устойчивости, 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.An ideal can be considered a bellows compensator with zero rigidity, i.e. 40 bellows expansion joint with an infinite corrugation cycle and hence with an infinitely small load of each corrugation. Considering the claimed technical solution as the unloaded bellows expansion joint, in contrast to the bellows expansion joint with zero stiffness, where the load between the corrugations is distributed equally, the load on the corrugations • close to flanges 2 is maximum due to the minimum mobility (they are often performed with a smaller diameter and smaller widths) and are loaded more, the rest are evenly distributed (they are made the same). · The transverse forces of the bellows are perceived by the toroidal shells 6, so 55 the claimed technical solution even has an advantage compared to the bellows of zero rigidity, since the toroidal shells 6 protect the claimed bellows compensator from loss of stability, while for extended bellows expansion joints, even with minimal loads, the loss of stability is very is real. The claimed technical solution also compensates for axial and radial mounting distortions from the effects of the bellows expansion pipe.

• 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 6 является дополнительной опорой сильфонного компенсатора, что также снижает напряжение в гофрах и их заделках; каждая оболочка 6 является газостатическим амортизатором.• Thus, toroidal shells 6 eliminate the loss of stability of the compensator and the growth of stresses in the corrugations and their embedments, improving vibroacoustics, since the stressed material transmits vibration better; each toroidal shell 6 is an additional support of the bellows compensator, which also reduces the voltage in the corrugations and their closures; each shell 6 is a gas-static shock absorber.

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.Support rings 8 unload the corrugations from the spacer forces of the fluid pressure, reducing stresses in the corrugations and their embedments; contribute to a sharp decrease in the rigidity of the bellows, providing even with minimal pressure changes (pressure pulsation) the corresponding movement of the bellows compensator to balance and reduce the level of cyclic loads; each thrust ring is a gas-static shock absorber.

Оболочки 6 и кольца 8 благодаря эластичности материала являются демпфирующими устройствами.Shell 6 and ring 8 due to the elasticity of the material are damping devices.

Claims

Claim "

A bellows expansion joint, consisting of a bellows with connecting flanges and a guide pipe located in its cavity with elastic support rings mounted on it, made by the fact that the guide pipe is perforated and provided with flanges and hollow material made of elastic material toroidal shells covering the guide pipe and located between its flanges and the bellows flanges, and the support rings are hollow and interact with the trough of the bellows corrugation, while the floor STI support rings and the toroid-shaped chamber in communication with a source of pressurized compressible medium, xrgacfo ^ Marisha