ГИБКОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГАЗОВОДА
FLEXIBLE JOINT OF GAS DUCT

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям гибких газоводов горячего газа, работающих в условиях высоких температур и переменных давлений, и направлено на их совершенствование.
Известна конструкция подвижного телескопического соединения двух труб с уплотнительным кольцом (см. Т.М.Башта. «Гидравлические приводы летательных аппаратов». Москва, изд. «Машиностроение»,  1967 г., стр.377, рис.309).
Недостатком данной конструкции является невозможность компенсации угловых перемещений труб и незащищенность трубопровода при работе на горячих газах.
Известна конструкция трубопровода горячего газа, в которой металлический корпус защищен изнутри последовательно теплозащитным покрытием и деталями из эрозионно-стойкого материала (патент РФ №2121104 C1, кл. 6 F16L 59/00).
Недостатком данного трубопровода является жесткость конструкции, которая не позволяет компенсировать угловые и осевые перекосы.
Известна конструкция гибкого соединения газоводов, в которой между двумя сферическими ответными фланцами, разделенными зазором, установлен кольцевой слой эластомера, при этом слои эластомера разделены металлическими вставками (см. патент США №3390899, кл. 285-45).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что ее невозможно использовать при работе на горячих газах, т.к. незащищенный металл трубопровода подвергается сильному нагреву и эрозионному уносу, что приводит к прогару газовода.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности за счет уменьшения жесткости газовода при сохранении надежности его работы.
Указанная цель достигается тем, что в гибком соединении газоводов, содержащих разделенные зазором два сферических ответных фланца, между которыми расположен кольцевой слой эластомера, и телескопический подвижный узел в виде металлических оболочек, сопряженных по цилиндрическим поверхностям с уплотнительным кольцом и защищенных изнутри последовательно теплозащитным покрытием и эрозионно-стойкой облицовкой, последняя выполнена составной, причем ее части контактируют между собой по сферическим поверхностям соосными со сферическими поверхностями фланцев, между которыми находится слой эластомера, а на сферические поверхности частей эрозионно-стойкой облицовки нанесен слой антиадгезионного покрытия, при этом диаметр сопряженных цилиндрических поверхностей телескопического узла по меньшей мере равен максимальному диаметру, расположенного с его стороны сферического фланца в зоне контакта с эластомером, а теплозащитное покрытие выполнено из того же материала, что и кольцевой слой эластомера, находящийся между двумя сферическими ответными фланцами.
На чертеже приведена конструкция гибкого газовода.
1
2
Гибкое соединение газоводов состоит из телескопического узла, выполненного в виде двух сопряженных металлических цилиндрических оболочек 1 и 2 с уплотнительным кольцом 3, и шарнирного узла, выполненного в виде двух сферических фланцев 4 и 5 с общей осью 6. Между фланцами 4 и 5 находится скрепленный с ними кольцевой слой эластомера 7. Внутренняя поверхность газовода последовательно покрыта эластичным теплозащитным покрытием 8, которое обычно изготавливается из резиновой смеси, например, марки Р-864 или 51-2058, и эрозионно-стойкой облицовкой 9. Облицовка 9 прочно скреплена со слоем покрытия 8, например, при помощи клеевого состава. Теплозащитный слой 8 выполнен из того же материала, что и слой эластомера 7. Эрозионно-стойкая облицовка 9 выполнена составной и состоит из трех частей 10, 11 и 12, которые взаимодействуют друг с другом по сферическим поверхностям 13 и 14. Сферические поверхности 13 и 14 соосны внутренним поверхностям 15 и 16 сферических фланцев 4 и 5 соответственно. Центры поверхностей 13, 15 и 14, 16 совпадают и находятся на оси газовода. На поверхности 13 и 14 нанесен слой антиадгезионного покрытия. Диаметр сопряжения оболочек 1 и 2 D превышает максимальный диаметр D фланца 4 в зоне его контакта с эластомером 7.
1
2
При сборке и работе благодаря тому, что конструкция газовода содержит телескопический и шарнирные узлы, она позволяет компенсировать как угловые, так и осевые перемещения. Так как облицовка 9 выполнена составной и ее части перемещаются относительно друг друга по сферическим поверхностям 13 и 14, обечайки 1 и 2 свободно вращаются, преодолевая сопротивление только эластичного теплозащитного покрытия 8. Выполнение слоя эластомера 7 и покрытия 8 из одного и того же материала делает конструкцию более технологичной, так как можно нанести эластомер 7 и покрытие 8 одновременно. Благодаря тому, что сферические поверхности 13 и 14 соосны с внутренними поверхностями 15 и 16, разворот обечаек 1 и 2 происходит с минимальной деформацией эластомера 7. Давление газов воздействует как на телескопический узел, так и на слой эластомера 7. Через эластомер 7 давление передается на внутреннюю стенку 15 фланца 4. Возникающая сила пытается раздвинуть фланцы 4 и 5, при этом сила, действующая со стороны телескопического узла, старается прижать фланцы 4 и 5 друг к другу. Если диаметр D будет больше D, то всегда будет действовать усилие, поджимающее фланцы друг к другу.
Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается повышение эффективности работы газовода за счет уменьшения жесткости облицовки при сохранении надежности его работы.