Телескопическое гибкое трубное соединение

(19) (11)51)4 Г 161,2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ ол. 1 6о-исследователорско-технолоакторных и ко чесайИ.Лихаче ред анпути снижения спытательных с ДВС, ЦНИИТЭИтр 79, рис. 5. кто УБН ОПИЧЕСКОЕ ГИБКОЕ(54) ТЕЛЕС СОЕДИНЕНИЕ (57) Изобр машиностро ческих гиб именно к г станций. Ц упрощение эксплуата соединения трубное со области етение относится к ения, к классу тел ких трубных соедин азопроводам испыта елью изобретения я конструкции и улуч ционных свойств трТелескопическоединение преимущес ескопиений, а тельных яется ного гибко твенн ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.02.88. Б (71) Филиал Научиского и конструкткого института трновых двигателей (72) М,В,Чижанов (53) 621.643(088,(56) Состояние и ных выбросов на ициях. У 12, сер. росельмаш, М,: 19 для выпуска отработавших газов тепловых двигателей на испытательных станциях содержит три последовательносоединенных с кольцевыми зазорамиучастка труб, свободный конец одногоиз крайних участков трубы установлен с возможностью осевого перемещения по патрубку выпускного коллекторадвигателя, Свободный конец другогокрайнего участка трубы выполнен сдиффузором и жестко соединен со стендовой системой выпуска отработавшихгазов, а средний участок трубы соединен с концами соответствующих крайнихучастков труб посредством шарниров ивыполнен телескопическим. Трубноесоединение выбирается по определеннымсоотношениям параметров, обеспечивающим во всех стыках участков трубразрежение (вакуумное давление), врезультате чего исключается проникновение газов двигателя из внутреннейполости трубного соединения в рабочуюзону помещения испытательной станцииИзобретение относится к машиностроению, к классу телескопических гибких трубных соединений, а именно газопроводов испытательных станций тепловых двигателей.Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств трубного соединения за счет уменьшения мест сопряжений и исключения необходимости под,тяжки соединенияНа фиг.1 изображено телескопическое гибкое трубное соединение, продольный разрез на фиг.2 - исполнение трубного соединения с фланцем, на фиг.3 - аэродинамические характеристики трубного соединения.Телескопическое гибкое трубное соединение для выпуска отработавших газов тепловых двигателей на испы 101520 тательных станциях содержит три участка 1, 2 и 3 труб, последовательно соединенных с кольцевыми зазорами Ь посредством шарниров 4 и 5. Свобод 25 ный конец участка 1 трубного соединения свободно одевается на патрубок 6 выпускного коллектора двигателя (фиг.1) или выполняется с фланцем 7 (фиг.2) с дальнейшим наживлением его на шпильки 8 фланца 9 выпускного коллектора двигателя. Свободный конец участка 3 трубного соединения выполнен с диффузором 10 и жестко соединен со стендовой системой 11 выпуска от работавших газов.Кольцевые зазоры а участков 1-3 сопрягаемых труб и шарниры 4 и 5 обеспечивают две степени свободы трубного соединения, требуемую гиб кость и быстросъемность соединения, а прорези 12 участка 3 трубного соединения обеспечивают телескопическое перемещение участков 1 и 2 относительно оси трубного соединения. 45Телескопическое гибкое трубное соединение определяется из следующих соотношений:йп/йп. = 080 Оф 98 1/д; = 21- 0 1с О 1 ф 50 что соответствует коэффициенту гидравлического сопротивления трубного соединения 0,39-0,41 соответственно (фиг.З), где о, - внутренний диаметр патрубка выпускного коллектора двигателя, Й,д- внутренние диаметры участков 1-3 трубного соединения, с - внутренний диаметр участка трубы стендовой системы выпуска отработавших газов (ОГ), Ь, - ширина перекрытий при сопряжении соответственно патрубка выпускного коллектора двигателя с участком 1, последнего с участком 2, участка 3 с участком 2 трубного соединения,- толщина стенки трубы; 1,- длины участков труб соответственно первого, второго, третьего и участка трубы с диффузором. Коэффициент гидравлического сопротивления трубного соединения во всех случаях следует определять по отношению к скоростному напору ОГ на выходе из патрубка выпускного коллектора двигателя.Телескопическое гибкое трубное соединение работает следующим образом.До начала испытания двигателя на испытательной станции собирают трубное соединение. Для этого участки 1 и 2 труб соединяются между собой с диаметрально противоположных сторон посредством двух цилиндрических штифтов-шарниров 4, головки которых привариваются к наружной поверхности участка 2 трубы. Участок 2 трубы соединяется с диаметрально противоположных сторон с участком 3 трубы посредством двух цилиндрических шпилек- шарниров 5, с которыми взаимодействуют прорези 12 участка 3 трубы. Затем трубное соединение жестко закрепляется со стороны диффузора на стендовой системе 11 выпуска отработавших газов (ОГ). В дальнейшем участок 1 трубного соединения свободно одевается на цилиндрическую поверхность (в варианте исполнения - на шпильки 8 фланца 9) патрубка 6 выпускного коллектора двигателя. После запуска двигателя под действием скоростного напора через трубное соединение и стендовую систему 11 отработавшие газы выбрасываются в атмосферу.Конструкция трубного соединения гарантирует вакуумное течение ОГ внутрисоединения при определенном соотношении внутренних диаметров участков1-3 труб, аэродинамические характеристики которых выбираются иэ условий:со/й о+ = Оф 80-0,98; 1,/й; й 2; 0,1= 0,1 (см. фиг,З),Величины 1,/Д; с 2;с Оопределяют значения Гидравлических сопротивлений участков 1-3 труб и выбраны экспериментальным путем с учетомсреднестатических величин гидравли 1373960ческих сопротивлений эксплуатируемых в промышленности трубных соединений.ВеличинаО,1 определяет границу максимальйых гидравлических по 5 терь трубного соединения. При величине0,1 соотношение й /йрастет и предел применения телескопического гибкого трубного соединения уменьшается из-за сложности использо- О вания тонкостенных участков труб, так как связано с усложнением технологии их изготовления и снижения эксплуатационных характеристик.Как показывают графики на фиг.3 при соотношении внутренних диаметров участков 1-3 труб й/д( 0,80 суммарное гидравлическое сопротивление трубного соединения больше скоростного напора струи ОГ, вследствие чего внутри участков 1-3 возникает избыточное давление, которое приводит к загазованности помещения испытательных станций (ИС).Расчеты показывают, что соотноше ние й /йс 0,8 на практике применяться не должно, так как в этом случае течение ОГ внутри участков труб происходит под избыточным давлением и газы могут проникать в помещение испытательной станции (ИС). При соотношении ЙЙ) 0,8 внутри труб создается, разрежение и наружный воздух через кольцевые зазорыучастков труб подсасывается вовнутрь трубного соединения, появляются дополнитель 35 ные гидравлические потери на трение отработавших газов внутри зазоров и на смешение холодного наружного воздуха из помещения ИС с горячими ОГ. Однако эти потери очень малы, их величины при заданных параметрах соединения не превышают 0,5-17 и практического влияния на работу трубного соединения оказывать не могут.Соотношение внутренних диаметров участков 1-3 труб д/с 1 = 0,98 выбирается из условия потребной реальной толщины стенок участков труб, обеспечивающей достаточную жесткость при монтаже и эксплуатации конструк 50 ции трубного соединения.Выбор нижней границы соотношения внутренних участков 1, 2 и 3 труб д/с 1+ = 0,80 производится по первому участку трубного соединения, на котором возникает наибольший располагаемый напор струи ОГ и наибольшее гидравлическое сопротивление трубного соединения.формула изобретенияТелескопическое гибкое трубноесоединение, преимущественно для вьгпуска отработавших газов тепловыхдвигателей на испытательных станциях,содержащее последовательно соединенные участки труб, причем свободныйконец одного из крайних участковтруб предназначен для взаимодействияс выпускным коллектором двигателя,другой крайний участок трубы свободным концом жестко соединен со стендовой системой выпуска отработавшихгазов, средний участок трубы выполнен телескопическим и свободные концы его шарнирно соединены с концамисоответствующих крайних участковтруб, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения конструкциии улучшения ее эксплуатационныхсвойств, свободный конец крайнегоучастка трубы, со стороны стендовойсистемы выполнен с диффузором, свободный конец крайнего участка трубы,со стороны выпускного коллектора двигателя установлен с воэможностью осевого перемещения, а соединение имееттри последовательно соединенных скольцевыми зазорами участка труб иопределяется из соотношении:1/д о+ = Ов 80 Оз 98 1,/й;20,1; ,0,1;где Й - внутренний диаметр предыцущего участка трубы, мм;Й +, - внутренний диаметр последующего участка трубы, мм1, - длина 1-го участка трубы,ммф1суммарный коэффициент гидравлического сопротивлениядиффузора,суммарный коэффициент гидравлического сопротивлениястендовой системы выпускаотработавших газов.1373960 Фл Щиг оставитель В.Краснопольскийехред А.Кравчук Коррект дактор Ю,Середа ундри акаэ 554 Тираж 784 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, пис но ул. Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уж