МЕЖСЕКЦИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ КРИОГЕННОЙ СИСТЕМЫ ГАЗТУРБОВОЗА
INTERSECTIONAL CONNECTION OF GAS-TURBINE LOCOMOTIVE CRYOGENIC SYSTEM

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к сцепке специального назначения транспортных средств, и касается соединения трубопроводов криогенного оборудования двухсекционных, трехсекционных газотурбовозов, работающих на сжиженном природном газе.
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, 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, 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 межсекционного соединения криогенных систем газотурбовоза, принятая за прототип, содержащая два гибких двухстенных гофрированных трубопровода с вакуумированным межстеночным пространством и один жесткий дугообразный трубопровод, одним концом гибкие гофрированные трубопроводы соединены с криогенными трубопроводами, жестко закрепленными на торцах секций газотурбовоза, а другими концами - с кронштейнами, снабженными каналами для протока сжиженного природного газа (RU, патент №2487032 С1, МПК B61G 5/06, B61C 17/02, 2013 г.).
Недостатком данной конструкции является наличие жесткого дугообразного трубопровода, не компенсирующего деформацию кручения гибких гофрированных трубопроводов и испытывающего деформации кручения и изгиба, вызывающие повреждения межсекционного соединения.
Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности, безопасности и увеличение срока службы межсекционного соединения при воздействии криогенных температур, продольных и поперечных усилий и деформаций, возникающих при движении секций газотурбовоза.
Указанный технический результат достигается тем, что в межсекционном соединении криогенной системы газотурбовоза, содержащем гибкие гофрированные трубопроводы, выполненные двухстенными для протекания сжиженного природного газа по внутреннему каналу, соединенные концами соответственно с криогенными трубопроводами первой и второй секций газотурбовоза и жестко закрепленные на торцах секций, использованы три гибких гофрированных трубопровода, жестко соединенные между собой отводами и прикрепленные к адапторам криогенных трубопроводов первой и второй секции газотурбовоза, смонтированные на упругом каркасе, образованном одним горизонтальным и двумя вертикальными упругими стержнями, проходящими внутри каждого из трех гибких гофрированных трубопроводов по их центральной оси и жестко соединенными одними концами вертикальных стержней с горизонтальным упругим стержнем отводами, другими концами - с адапторами криогенных трубопроводов первой и второй секции газотурбовоза, межстеночное пространство гибких гофрированных трубопроводов заполнено сжатым азотом, вертикальный гибкий гофрированный трубопровод оснащен штуцером, соединяющим полость межстеночного пространства с контрольным датчиком давления для контроля герметичности межсекционного соединения. Применение упругого каркаса в конструкции межсекционного соединения позволяет свести к минимуму осевую деформацию, а деформация кручения гибких гофрированных трубопроводов компенсируется за счет деформации изгиба упругих стержней, тем самым повышается срок службы данного межсекционного соединения.
На фиг.1 изображена конструкция межсекционного соединения криогенной системы газотурбовоза в аксонометрической проекции. На фиг.2 представлено сечение А-А фиг.1. На фиг.3 представлено сечение Б-Б фиг.1. На фиг.4 представлено сечение В-В фиг.1.
Межсекционное соединение криогенной системы газотурбовоза (фиг.1, 2, 3, 4) содержит три гибких гофрированных трубопровода 1, 2 и 3 из хладостойкой стали, соединенные последовательно. Гибкие гофрированные трубопроводы 1, 2 и 3 выполнены двухстенными для протекания по внутреннему каналу сжиженного природного газа и для заполнения межстеночного пространства сжатым азотом, который обеспечивает контроль герметичности и увеличивает срок службы межсекционного соединения за счет исключения возможности обмерзания внутреннего гибкого гофрированного трубопровода.
Применение хладостойкой стали в конструкции межсекционного соединения исключает температурные повреждения.
Гибкие гофрированные трубопроводы 1, 2 и 3 смонтированы на упругом каркасе, образованном тремя упругими стержнями, двумя вертикальными 4, 5 и одним горизонтальным 6, проходящими внутри по центральной оси каждого из трех гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 и жестко соединенными одними концами между собой отводами 7, при этом межсекционное соединение криогенной системы газотурбовоза жестко прикреплено другими концами гибких гофрированных трубопроводов 1 и 3 к адаптерам 8 криогенных трубопроводов первой 9 и второй 10 секций газотурбовоза.
Гибкий гофрированный трубопровод 3 или 1 оснащен штуцером 11, соединяющим полость межстеночного пространства, заполненного сжатым азотом, с контрольным датчиком давления (на чертеже не показано). Сжатый азот в межстеночном пространстве исключает возможность обмерзания внутреннего гибкого гофрированного трубопровода, и тем самым достигается увеличение срока службы межсекционного соединения.
Межсекционное соединение работает следующим образом. Сжиженный природный газ поступает из первой секции 9 во вторую 10 по внутреннему каналу гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 через отводы 7 и адапторы 8 криогенных трубопроводов.
При перемещении секций 9, 10 газотурбовоза друг относительно друга осевая деформация гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 межсекционного соединения сводится к минимуму за счет применения упругого каркаса. Деформация кручения одного из трех стержней минимизируется за счет деформации изгиба двух других либо замещается полностью деформацией изгиба всех трех стержней.
Этим достигается обеспечение надежности, безопасности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенной системы газотурбовоза.