ДЕМПФЕР
DAMPER

Изобретение относится к ракетно-космической технике, криогенной технике и может быть применено в других отраслях промышленности.
Магистрали пневмогидравлических систем состоят из трубопроводов, клапанов, компенсационных элементов, демпферов, ресиверов, фильтров и других элементов.
Демпферы представляют собой устройства, предназначенные для уменьшения амплитуд колебаний.
Демпферы располагаются в точках системы, имеющих наибольшие амплитуды колебаний, или в точках, в которых помещение демпфера изолирует систему от действия возбуждающих сил (см. Машиностроение. Энциклопедический справочник т.1, кн.2, с.153)
Наиболее распространенные демпферы - это демпферы, в которых энергия колебаний расходуется на перетекание жидкости или газа из одной камеры в другую, т.е. рассеивается в виде тепла.
Известен демпфер гидравлического удара по патенту №2059918, содержащий оболочку из эластичного материала, кожух и фланцы, выбранный за прототип.
Недостатком прототипа является то, что применяемые эластичные материалы типа пенополиуретана или губчатой резины теряют свои свойства эластичности при криогенных температурах и такие демпферы не могут быть использованы в магистралях, по которым подаются криогенные компоненты, например жидкий кислород, жидкий водород.
Задачей предложенного изобретения является создание демпфера гашения колебания давлений в широком диапазоне, работающего как при нормальных температурных условиях, так и при криогенных температурах.
Задача решается за счет того, что в демпфере, содержащем оболочку из эластичного материала с фланцами и кожух, препятствующий перемещению оболочки в радиальном направлении, в качестве оболочки применена оболочка из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами, приваренная к фланцам, на фланцах установлен кожух, состоящий из двух полуцилиндров, соединенных между собой крепежными элементами, в полости, образованной кожухом и оболочкой, размещен податливый материал, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах, причем эта полость сообщается с атмосферой через отверстия в кольцевых выступах фланцев.
На чертеже представлен демпфер, где
1) фланцы;
2) оболочка;
3) продольные гофры;
4) кольцевые выступы;
5) отверстия;
6) боковые стенки;
7) кожух;
8) цилиндрические законцовки;
9) полуцилиндры;
10) крепежные элементы;
11) полость;
12) податливый материал.
В демпфере, содержащем оболочку из эластичного материала с фланцами и кожух, препятствующий перемещению оболочки в радиальном направлении, в качестве оболочки применена оболочка 2 из тонкостенной нержавеющей стали с продольными гофрами 3, обладающая податливыми свойствами в радиальном направлении, и цилиндрическими законцовками 8, с помощью которых она приварена к фланцам 1, на фланцах 1 выполнены кольцевые выступы 4 с отверстиями 5 в боковых стенках 6, на кольцевые выступы 4 установлен кожух 7, состоящий из двух полуцилиндров 9, соединенных между собой крепежными элементами 10, в полости 11, образованной кожухом 7 и оболочкой 2, размещен податливый материал 12, обладающий податливыми свойствами при криогенных температурах, причем полость 11 сообщается с атмосферой через отверстия 5 в кольцевых выступах 4 фланцев 1.
Оболочка 2 с продольными гофрами 3 формуется из тонкостенной нержавеющей стали (например, из листа или трубы) по технологии, подобной формованию сильфонной оболочки. Степень податливости оболочки 2 в радиальном направлении зависит от толщины стенки оболочки 2, количества слоев оболочки 2, от высоты, ширины и шага продольных гофр 3. Применение в демпфере оболочки 2 с продольными гофрами 3 в сочетании с податливым материалом 12, в котором также можно изменять его демпфирующие свойства за счет изменения упругих параметров, позволяет значительно расширить демпфирующие возможности демпфера, а именно воспринимать и гасить энергию колебаний давления в широком диапазоне.
В качестве податливого материала 12 могут быть использованы, например, «путанка» из нержавеющей проволоки или материал на основе пенополиимидов, способных сохранять свои податливые свойства при криогенных температурах, который размещают в полости 11. Податливый материал 12 является как демпфирующим материалом, дополняющим оболочку 2, так и вместе с кожухом 7 препятствует потере устойчивости продольных гофр 3 оболочки 2 при воздействии на нее колебаний давления.
При изменении объема полости 11 от воздействия колебаний давления в магистрали через отверстия 5 в боковых стенках 6 обеспечивается свободное сообщение полости 11 с окружающей атмосферой.
Демпфер работает следующим образом.
Демпфер, установленный в магистраль, при возникновении в магистрали колебаний давления, продольные гофры 3 его оболочки 2 за счет упругих свойств деформируются в радиальном направлении, воздействуют на податливый материал 12, который также деформируется за счет своих упругих свойств, вместе они принимают на себя избыток давления, а затем после прохождения фронта ударной волны снова восстанавливают свое первоначальное положение, тем самым принимают на себя все колебания давления в магистрали.
Применение оболочки 2 из нержавеющей тонкостенной стали с продольными гофрами 3, с возможностью варьировать ее демпфирующие свойства за счет изменения параметров гофры 3 (ширины, высоты, шага), за счет использования многослойных конструкций оболочки 2 в сочетании с применением податливого материала 12, в котором также можно изменять его демпфирующие свойства за счет изменения упругих параметров, позволяет создавать демпферы гашения колебания давлений в широком диапазоне, работающих как при нормальных температурных условиях, так и при криогенных температурах.