Мембранный компенсатор

(51) 4 1 16 1. 51 ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИ А ВТОРСКО САТОР ти ма- териаа счет умень- провод лнения Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВИДЕТЕПЬСТВУ(57) Изобретение относится к обласшиностроения и позволяет снизить малоемкость трубопроводной системы зоблегчения ее несущих элементов пришенин осевых нагрузок на трубоот давления среды путем выпо мембранного компенсатора (МК) разгруженным от осевых сил. МК состоит из скрепленных с его концевыми патрубками (КП) 1 и 2 кольцевых мембран (КМ) 3 и 4, связанных между собой цилиндрической оболочкой 5, выполненной с возможностью изменения ее длины, например, в виде сильфона. На КП 1 и 2 шарнирно установлены поддерживающие элементы 9. МК имеет внешний кожух 10 с выступами 11 на его торцовых стенках. Поддерживающие элементы 9 взаимодействуют с КП через силовые кольца 6, опираясь при этом на выступы 11 и образуя рычажную систему, разгружающую МК от осевых сил давления среды в трубопроводе. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.гор) гО) К,где гч - радиус окружности, проходящейчерез середину опорных элементов; К - радиус окружности, проходящей через серединугофр сильфона 5. 55 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной технике, и может быть использовано в качестве компенсационных устройств трубопроводных систем и аппаратов, работающих под давлением.Цель изобретения - снижение материалоемкости трубопроводной системы за счет облегчения ее несущих элементов.На чертеже показан компенсатор, разрез по оси (условно показаны растянутое (ниже оси) и сжатое (выше оси) положения).Компенсатор содержит патрубки 1 и 2, к которым приварены внутренними кромками мембраны 3 и 4, снабженные концентрическими гофрами, мембраны внешними кромками приварены к соединяющей их оболочке 5, выполненной в виде сильфона, Во впадинах гофр мембран 3 и 4 и сильфона 5 размещены силовые (они же и контрольные) кольца 6 и 7. На патрубках 1 и 2 шарнирно закреплены на осях 8 поддерживающие элементы 9, выполненные, например, в виде радиально расположенных стержней или пластин. Поддерживающие элементы с их внутренней стороны находятся в постоянном контакте с силовыми кольцами 6 мембран, Внешние концы А опорных элементов свободны, Компенсатор снабжен внешним кожухом 10, состоящим из скрепленных полу- колец, внутренняя цилиндрическая кольцевая часть которого контактирует с силовыми кольцами 7 сильфона 5, Кожух 10 на внутренних поверхностях своих торцовых стенок снабжен опорными выступами 11, расположенными по окружности радиуса го и взаимодействующими с соответствующими опорными точками Б на внешней поверхности опорных элементов, Компенсатор имеет также внутреннюю обечайку 12 для уменьшения гидравлического сопротивления компенсатора.Силовые кольца 6 и 7 служат для ограничения деформаций гофр при перемещениях мембран 3 и 4 и сильфона 5, т. е. для контроля конфигурации впадин гофр, а также для равномерного распределения по всей окружности во впадинах гофр усилия, воспринимаемого поддерживающими элементами 9 и цилиндрической кольцевой частью внешней оболочки 10.Выступы 11 служат для опоры поддерживающих элементов 9 в опорных точках Б, через которые проходят поперечные к оси ком пенсатора плоскости, соответствующие нейтральному положению опорных элементов. При этом должно выполняться условие 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Компенсатор работает следующим образом.При температурном удлинении (сокращении) трубопровода патрубки 1 и 2 соответственно сходятся (расходятся). Соответствующие перемещения мембран 3 и 4 сопровождаются поворотом в шарнирах на осях 8 внутренних концов поддерживающих элементов 9 и проскальзыванием последних в опорных точках Б относительно выступов 11, воспринимающих большую часть нагрузки, передаваемой мембранами 3 и 4 на поддерживающие элементы 9. Остальная часть нагрузки воспринимается патрубками 1 и 2, поэтому кожух 10 работает как общее силовое кольцо на расчетную нагрузку.При перемещении мембран 3 и 4 поддерживающие элементы 9, находящиеся в постоянном контакте с силовыми кольцами 6, скользят по этим кольцам, не касаясь вершин гофр мембран. При схождении патрубков 1 и 2 внешние концы А опорных элементов расходятся, сильфон 5 растягивается, а силовые кольца 7 во впадинах его гофр скользят по внутренней поверхности цилиндрической части охватывающей оболочки 1 О. Противоположная картина происходит при расхождении патрубков 1 и 2.Давление среды, воспринимаемое мембранами 3 и 4, посредством силовых колец 6 передается на поддерживающие элементы 9, которые благодаря выступам 11, воздействующим на опорные точки Б, работают как рычаги. При этом давление среды, воздействующее на мембраны 3 и 4 в пространстве между опорными точками Б и внешними концами А опорных элементов, стремится свести патрубки 1 и 2, а давление среды воздействующее на мембраны в пространстве между опорными точками Б и внутренними концами поддерживающих элементов, - развести патрубки.Кроме того, в трубопроводе действуют распорные усилия от давления среды на поперечное сечение трубопровода, стремящиеся также развести патрубки 1 и 2. Выбором соответствующих геометрических параметров компенсатора достигается его разгрузка от осевых усилий. Мембранный компенсатор данной конструкции целесообразно применять при соблюдении условия1= - : -- 1.Я Рого - ГСоблюдение этого условия продиктовано тем обстоятельством, что при р; 1 нет смысла применять мембраны в компенсаторе для увеличения его компенсирующей способности, а достаточно ограничиться только сильфоном, непосредственно связывающим патрубки 1 и 2. При р (1 компенсирующая способность предлагаемого компенсатора всегда больше таковой для чисто сильфонного компенсатора, поскольку в этом случае плечо поддерживающего элемента 9(К - го) меньше плеча (го - г.), т. е. имеетместо выигрыш в перемещении кромок сильфона, связывающего мембраны (требуетсяменьшее изменение его длины). 1. Мембранный компенсатор для трубопроводов, содержащий концевые патрубки и скрепленные с ними и с цилиндрической соединительной оболочкой кольцевые гофри рованные мембраны, опирающиеся на поддерживающие элементы, консольно закрепленные на патрубках, внешний кожух, состоящий из цилиндрической обечайки и торцовых стенок, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости трубопроводной системы за счет уменьшения осевых распорных усилий, соединительная оболочка выполнена изменяемой длины, а внутренние поверхности торцовых стенок внешнего кожуха снабжены опорными выступами, расположенными на равном расстоянии от оси компенсатора между закрепленными и свободными концами поддерживающих элементов.2. Компенсатор по и. 1, отличающийся тем, что соединительная оболочка выполнена в виде сильфона.Составитель В. ЛарионовРедактор И. Горная Техред И. Верес Корректор Л. ПатайЗаказ 7579/40 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4