МЕЖСЕКЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ КРИОГЕННЫХ СИСТЕМ ГАЗОТУРБОВОЗА
INTERCHOCK HOSE OF GAS-TURBINE LOCOMOTIVE CRYOGENIC SYSTEMS

Изобретение относится к сцепке специального назначения транспортных средств, в частности к соединениям трубопроводов криогенного оборудования двухсекционных, трехсекционных газотурбовозов, работающих на криогенном топливе.
Известны конструкции межсекционных соединений транспортных средств для передачи веществ в газообразном и жидком состояниях, в которых используются резинотекстильные шланги (RU, патент №2338651 C1, МПК B60T 17/04, МПК F16L 37/26, 2008 г.).
Материал резинотекстильных шлангов не предназначен для использования при криогенных температурах.
Известен железнодорожный состав, в котором для подачи сжиженного газа использован гибкий межсекционный трубопровод (RU, патент №2314220 C1, МПК B61C 7/04, МПК B61C 11 /00, 2008 г.).
Недостатком данного соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями при движении железнодорожного состава, что может вызвать повреждение соединения.
Известна конструкция соединения криогенных систем двух секций газотурбовоза ГТ-1 гибкими криогенными сильфонными трубопроводами («Газотурбовоз ГТ-1 на альтернативном моторном топливе СПГ». Авторы В.Ф.Руденко, А.Г.Воронков, Е.Ю.Стальнов. Журнал «Транспорт на альтернативном топливе», №5, сентябрь 2009 г., с. 32-35).
Недостатком данной конструкции соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями, вызывающими повреждения.
Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза при воздействии криогенных температур и деформаций, возникающих при движении секций газотурбовоза.
Указанный технический результат достигается тем, что межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза снабжено двумя двухстенными прямолинейными гибкими гофрированными равной длины трубопроводами из хладостойкой стали, которые соединены с патрубками криогенного трубопровода соответственно первой и второй секций газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода, причем к кронштейнам прикреплены концы стержней-торсионов, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой и второй секций газотурбовоза; прямолинейные участки межсекционного трубопровода расположены под углом 85-95 градусов друг к другу, межстенные пространства прямолинейных двухстенных участков трубопровода вакуумированы, и в них установлены контрольные датчики давления; жесткий дугообразный трубопровод снабжен теплоизолирующим покрытием.
На чертеже представлен общий вид межсекционного соединения криогенных систем газотурбовоза в аксонометрии.
Межсекционное соединение содержит гибкий межсекционный трубопровод в виде двух прямолинейных двухстенных гибких гофрированных трубопроводов 1 и 2 из хладостойкой стали, которые соединены соответственно с криогенными трубопроводами 3 и 4 соответственно первой секции 5 и второй секции 6 газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах соответствующих секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам 7 и 8, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода 9. К кронштейнам 7 и 8 прикреплены концы стержней-торсионов соответственно 10 и 11, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой 5 и второй 6 секций газотурбовоза. Гибкие прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 выполнены двухстенными, причем межстеночное пространство вакуумировано, и в нем установлены контрольные датчики давления (на чертеже не показаны); на жесткий дугообразный трубопровод 9 нанесено теплоизолирующее покрытие. Двухстенные прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 имеют равную длину и расположены под углом α=85-95 градусов друг к другу.
Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза работает следующим образом.
Криогенная жидкость проходит из криогенного трубопровода 3 первой секции 5 в прямолинейный гофрированный трубопровод 1 из хладостойкой стали, далее через канал в кронштейне 7 в дугообразный трубопровод 9, через канал во втором кронштейне 8 во второй прямолинейный гофрированный трубопровод 2 из хладостойкой стали и поступает в криогенный трубопровод 4 второй секции 6 газотурбовоза.
При движении двухсекционного газотурбовоза по прямому участку железнодорожного пути взаимное положение всех элементов межсекционного соединения сохраняется, их деформации отсутствуют.
Применение хладостойкой стали исключает температурные повреждения. По внутренним полостям межсекционного соединения - прямолинейным гофрированным трубопроводам 1 и 2, каналам кронштейнов 7 и 8, дугообразному трубопроводу 9 протекает криогенное топливо. Стержни-торсионы 10 и 11 удерживают в заданном положении дугообразный трубопровод 9 и снижают амплитуду вибраций элементов соединения.
При движении двухсекционного газотурбовоза по криволинейному участку железнодорожного пути изменение взаимного пространственного положения торцев секций 5 и 6 и криогенных трубопроводов этих секций соответственно 3 и 4 компенсируется за счет деформации изгиба гофрированных трубопроводов 1 и 2. Стержни-торсионы 10 и 11 также воспринимают деформацию изгиба, но исключают продольную деформацию гофрированных трубопроводов 1 и 2, благодаря чему обеспечивается повышение надежности гофрированных трубопроводов и соединения в целом. Расположение прямолинейных участков криогенного трубопровода под углом 85-95 градусов друг к другу уменьшает величину деформаций изгиба трубопроводов 1 и 2; вакуумирование межстенного пространства двухстенных прямолинейных участков трубопровода и теплоизолирующее покрытие дугообразного трубопровода 9 препятствуют их обмерзанию, датчики давления в межстенном пространстве позволяют контролировать герметичность межстенного пространства трубопроводов 1 и 2. Этим достигается обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза.