Многослойный сильфон

(61) Дополнительное к авт. свид-ву 1)М. Кд. Р 16 13 22)Заявлено 07. 12.79 ( 2848283/25-0 с присоелинени (23) Приоритет заявки М ударствснный квинтет во делам нзабретеннй н вткрытнй(71) Заявител 54 СЛОЙНЫЙ СИЛЬФО ы с тои 2 Д неТаком сильфон обладает по срав нию с однослойным сильфоном повышенной долговечностью, однако, и его срок службы недостаточен, Причиной этого является неспособность внутренних слоев (гофрированных оболочек) равномерно перераспределять напряжения между слоями по профилю гоф. ра. Локальные напряжения внутри многослойной стенки сильфона возникают из-за наличия точечных контактов и разной степени прилегания внутренних гофрированных оболочек друг к другу, Одинаковую степень прилегания слоев в стенке сильфона осуществить практически не удается из-за его сложной формы Кроме того, этот сильфон обладает низкой прочностью в условиях вибраций. Причиной этого являются недостаточные диссипативные свойства .,-.спойной структуры стенки сильфоИзобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве герметизирующего элемента для обеспечения компенсации перемещения отдельных участков трубопроводов в тяжелых условиях эксплуатации: при наличии высоких давлений и вибраций.Известен сильфон, который, с целью повышения долговечности при работе в1 О условиях высоких давлений, содержит наружные и внутренние армирующие кольца 13Однако кольца сокращают рабочий ход сильфона. При высоком внутреннем1 давлении среды оболочка сильфона прижата к армирующим кольцам и сильфон практически выключен из работы как упругий элемент, что является существенным недостатком данного технического решения.Наиболее близким к предлагаемому является многослойный сильфон, гофрированные оболочки которого замкнупоперечными перегородка на - как сре;,г, в которой распространяются колебания.Цель изобретения - повышение долговечности сильфона при высокихвнутренних давлениях и в условияхвибраций,Поставленная цель достигается тем,что полости между оболсчками заполнены под давлением жидкостью, причемв полости, образованной первой и второй от оси сильфона оболочками, давление меньше, чем внутреннее рабочеедавление, а в каждой последующей полости давление меньше, чем в предыдущей.соединение перегородок и гофрированных оболочек - любое, обеспечивающее герметизацию, например, сварное;Зазоры между гофрированными оболочками получены в процессе изготовления сильфона путем удаления буферных слоев из инородного вещества,ечередующихся с гофрированными оболочками сильфона например, путем выплавления иэ пространства между оболочек низкоплавкого металла, например свинца.Наиболее целесообразен выбор давлений в полостях из условия равнопрочности гофрированных оболочек.Величины давлений в полостях сильфона, обеспечивающие равнопрочностьего гофрированных оболочек получаютрасчетным путем. При этом по известной методике расчета для каждой гофрированной оболочки получают зависимость напряженного состояния по профилю гофра от абсолютной величиныразности внешнего и внутреннего поотношению к данной оболочке давлений.По полученным зависимостям выбирают также разности давлений в полостях, чтобы опасные напряжения в отдельных оболочках были равны. Таккак внутреннее и внешнее давлениясильфона известны и известны разности давлений в полостях, при которыхобеспечивается равнопрочность гофрированных оболочек, то известны и сами давления в полостях.На чертеже изображен сильфон приналичии у него трех гофрированныхоболочек, разрез.Сильфон содержит гофрированныеоболочки 1-3, соединенные вместе сторцов сильфона перегородками 4, Оболочки 1-3 совместно с перегородкамиобразуют герметичные полости, за 885660полненные под давлением жидкостью 5.При этомРвне ь.РРРвнутд.где Р- давление внешней средычеши.на сильфон;Рвнутр, - внутренне рабочее давление сильфона;Р - давление жидкости в полости, образованнойо оболочками 1 и 2 сильфона;Р - давление жидкости 5 вполости, образованнойоболочками 2 и 3 силь 15фона,Давление Р и Р жидкости 5 выбраны из условия обесйечения равнопрочности гофрированных оболочек 1-3 призаданных внешнем (Роеш) и внутреннем (Р 1 утр ) давлениях, Кроме того,сильфон содержит с одного конца заглушающую пластину 6 и с другого конца пластину 7 с отверстием 8 дляподачи давления,Сильфон работает следующим образом.При нагружении сильфона внутренним давлением РВутр через отверстие 8 напряжения, возникающие в гофрированных оболочках 1-3, будут посредством давления жидкости 5 в полостях сильфона частично скомпенсированы, а оставшиеся напряжения будут равномерно распределены междувсеми оболочками 1-3 и более выравЭ 5нены. также по профилю гофр. Это обеспечивается с одной стороны текучестьюжидкости 5, а с другой стороны еенесжимаемостью.Для полного снятия изгибающих наеопряжений в стенках гофрированных оболочек 1-3 необходимо, чтобы давления жидкости 5 на стенки с обеих сторон были одинаковы, но при этомсильфон потеряет чувствительность к45уменьшению давления, поэтому в предлагаемом сильфоне в полости, образованной первой от оси сильфона и второй оболочками (оболочками 1 и 2),давление меньше, чем внутренне рабочее давление сильфона, а в каждойпоследующей полости давление меньше,чем в предыдущеи,Поскольку нарушение целостностилюбой из оболочек 1-3 приводит к вы.55 ходу из строя всего сильфона, то выбор давлений в полостях иэ условияравнопрочности оболочек обеспечиваетнаиболее высокую долговечность.885660 формула изобретения оставитель Д. Курдасовехред Е.Харитончик Корректо г Редак Тк Подписноенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., дт Тираж 1009ВНИИПИ Государствпо делам изобр 113035, Москва, Ж1/53 Заказ Проектная,пиал ППП "Патент" ж Предлагаемый сильфон стоек к вибрациям с широким спектром колебаний. Это свойство его определяется высокой способностью практически всех жидкостей поглощать энергию высокочастотных механических колебаний. Жидкость, находящаяся в полостях между оболочками, в случае возбуждения колебаний сильфона на резонансных частотах быстро их погасит,Кроме того, жидкость в полостях сильфона повышает и устойчивость сильфона при внутреннем давлении. Многослойный сильфон, гофрированные оболочки которого замкнуты с торцов поперечными перегородками, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения долговечности при высоких внутренних давлениях и в усло виях вибраций полости между оболоч"ками заполнены под давлением жидкостью, причем в полости, образованной первой и второй от оси сильфонаоболочками, давление меньше, чемвнутренне рабочее двление, а в каждой последующей полости давлениеменьше, чем в предыдущей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бурцев К,Н. Металлические сильфоны. М., Гостехиздат, 1968, с. 12.2. Авторское свидетельство СССРМ 229889, кл. Г 16 ,3 15/50, 1966.