виброизоляционное устройство

Формула изобретения

1. Виброизоляционное устройство трубопровода, содержащее концевые фланцы, установленные с зазором наружную и внутреннюю оболочки, зазор между которыми сообщается с транспортируемой средой, отличающееся тем, что внутренняя оболочка образована двумя установленными с осевым зазором патрубками, противоположные торцы которых закреплены на фланцах, а на наружной поверхности патрубков установлены поперечные кольцеобразные выступы, при этом на внутренней поверхности наружной оболочки также закреплены поперечные кольцевые выступы, образующие с выступами патрубков бесконтактное лабиринтное уплотнение.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между наружной оболочкой и патрубками в лабиринтном уплотнении заполнен вибродемпфирующим материалом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружная оболочка выполнена разъемной и снабжена крепежными элементами.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к средствам борьбы с вибрацией в трубопроводах, например, в судостроении.

Известны виброизолирующие устройства с использованием резиновых патрубков различной конструкции (И.И. Клюкин. "Борьба с шумом и вибрацией на судах", Л. Судостроение, 1971, с.291), а.с. N 1252603. Данный тип устройства может работать в трубопроводах низкого давления. Для повышения рабочего давления виброизолирующего устройства изготавливают резино-металлические патрубки, имеющие большую жесткость, но и обладающие худшими виброизолирующими характеристиками.

Устройства на основе резины не могут работать при повышенной температуре.

В качестве виброизолирующих устройств используют также сильфоны гибкие гофрированные металлические патрубки (см. книгу И.И. Клюкина). Они работают при высоких температурах и достаточно хорошо изолируют колебания низких частот. На высоких частотах возможна волновая передача звука через металлические стенки.

В качестве прототипа выбрано виброизоляционное устройство трубопровода, содержащее элементы крепления его в трубопроводе и эластичную вставку, а.с. N 1117428 с приоритетом 16.03.83. Особенность вставки в том, что она состоит из наружной и внутренней оболочки и трубки, навитой между этими оболочками. Один конец трубки соединен с внутренней поверхностью трубопровода, другой с окружающей средой.

Данное устройство обладает неплохими виброизолирующими свойствами, однако не может работать при высоких давлениях и повышенной температуре.

В предлагаемом виброизолирующем устройстве, содержащем концевые фланцы, установленные с зазором наружную и внутренние оболочки, зазор между которыми сообщается с транспортируемой средой. Внутренняя оболочка образована двумя патрубками, установленными с осевым зазором. Противоположные торцы патрубков закреплены на фланцах, а на их наружной поверхности установлены кольцеобразные выступы. На внутренней поверхности наружной оболочки также закреплены кольцевые выступы. Выступы на патрубках и оболочке образуют бесконтактное лабиринтное уплотнение.

Пространство между кожухом и патрубками может быть заполнено вибродемпфирующим материалом.

Помимо этого, кожух для удобства монтажа выполнен разъемным и снабжен крепежными элементами.

Для обеспечения соответствующей виброизоляции патрубки не касаются друг друга. Для того, чтобы исключить истечение рабочей среды через зазор, в конструкции используется принцип лабиринтного дросселирующего уплотнения. В таком уплотнении на пути перетекающей жидкости (вода, пар, газ и т.п.) создается значительное сопротивление. В каждой последующей камере уплотнения давление будет меньше, чем в предыдущей, ближней к зазору.

Путем выбора соответствующего числа таких дросселирующих ступеней можно добиться такого состояния, когда давление рабочей среды в последней камере будет равно атмосферному и истечения рабочей среды из виброизоляционного устройства не будет.

Число ступеней уменьшится, если полости лабиринтного уплотнения будут заполнены вибродемпфирующим материалом. Выбор типа материала определяется необходимыми характеристиками виброизоляции и типом рабочей среды.

При заполнении полости лабиринта вибродемпфирующим веществом, варьируя упругостью материала и числом степеней, можно сделать "мягкое" устройство с точки зрения виброизоляции, которое держит любое давление в трубопроводе и конструктивно надежно.

Достоинствами конструкции являются небольшие габариты, особенно при применении заполнителя, и возможность видоизменять параметры конструкции под тип рабочей среды, давление и необходимые характеристики виброизоляции.

Конструкция виброизоляционного устройства трубопровода поясняется чертежом.

На фиг. 1, 2 представлен разрез устройства и поперечное сечение патрубка и кожуха.

Виброизоляционное устройство трубопровода содержит патрубки 1 и 2, установленные относительно друг друга соосно и с зазором.

Каждый патрубок на внешней поверхности со стороны зазора содержит ряд радиальных кольцевых выступов 3. Охватывающий кожух 5 содержит радиальные кольцевые выступы 4.

Кожух 5 смонтирован таким образом, что радиальные кольцевые выступы 4 кожуха 5 входят во впадины между выступами 3 патрубков 1 и 2, образуя бесконтактное лабиринтное уплотнение. Каждый патрубок 1 и 2 снабжен элементом крепления 6, в данном случае фланцевым соединением. Кожух 5, как показано на разрезе А-А, выполнен из двух частей, которые скреплены болтовым соединением 7. Лабиринтное уплотнение может быть заполнено вибродемпфирующим материалом 8. Фиксация наружного кожуха 5 в осевом и радиальном направлениях относительно внутренних патрубков 1 и 2 осуществляется или за счет самофиксирования под действием переменного давления в камерах при смещении кожуха 5, или креплением подвесок к опоре, на которой устанавливается трубопровод.

Виброизоляционное устройство трубопровода работает следующим образом.

Устройство через элементы крепления 6 подсоединяется к трубопроводу, или к механизму. В связи с тем, что патрубки 1, 2 установлены с зазором, осуществляется полная виброизоляция.

Рабочая среда благодаря бесконтактному лабиринтному уплотнению, образованному патрубками 1, 2, кожухом 5 и кольцевыми радиальными выступами 3 и 4, дросселируется, давление в камерах, более удаленных от зазора, уменьшается. Путем выбора соответствующего числа дросселирующих ступеней можно добиться состояния, что в крайней камере давление будет равно атмосферному и истечения рабочей среды не будет. При заполнении уплотнения вибродемпфирующим материалом 8 гидравлическое сопротивление возрастает, и количество ступеней дросселирования может быть уменьшено. В качестве заполнения могут использоваться различные виды материалов в зависимости от рабочей среды в трубопроводе. В качестве вибродемпфирующего материала может использоваться, например, сырая микропористая резина при рабочей среде вода. Повышение давления рабочей среды может ухудшить характеристики вибродемпфирования за счет изменения плотности заполнения, однако, это можно скомпенсировать изменением размеров и числа ступеней лабиринтного уплотнения.

Сборку устройства легче производить при разрезном кожухе 5. В этом случае секции кожуха 5 крепятся, например, болтовым соединением 7.

Данное виброизоляционное устройство трубопровода может работать при повышенных давлениях и температурах различных рабочих сред.