5.5. Сильфоны и гибкие трубопроводы

Сильфоны — тонкостенные устройства с концентрическими волнообразными складками-гофрами, устанавливаемые в тру­бопроводах для компенсации неточности изготовления и тем­пературных изменений труб и агрегатов.

Волнистая стенка сильфона вызывает дополнительные по­тери напора на преодоление гидравлических сопротивлений, и для их уменьшения внутрь сильфонов монтируют вставки, обеспечивающие относительную гладкость гидравлического тракта.

Рис. 5.11. Конструкция сильфонов

В системах применяют механические сильфо­ны, обладающие хорошей жесткостью и упругостью. Не исключена возможность установки устройств из пластмас­сы (фторопласт-4).

В системах жидкостных ракет наибольшее распространение получили бесшовные и продольношовные сильфоны. Размеры их выбирают так, чтобы отношение наружного диаметра d_н к внутреннему d_в находилось в пределах 1,3ј1,5 (большее значение для малых сильфонов). Важными пара­метрами являются шаг гофров t и ширина выступа а.

Сильфоны отечественного производства выполняют так, чтобы соблюдались отношения

при

при

Для работы при высоких давлениях применяют многослойные сильфоны, состоящие из набора концентрических тонкостен­ных оболочек, либо сильфоны, армированные наружными или внутренними кольцами.

Рис. 5.12. Конструкция сильфона, армированного наружными кольцами, и армирующее кольцо

В пневмогидравлических системах применяются гибкие трубопроводы (шланги). Они устанавливаются для соединения расходных неподвижных магистралей с двигателем, когда управление ракетой в полете осуществляется его качанием.

Рис. 5.13. Гибкий трубопровод

1 — ниппель; 2 — кольцо внутреннее; 3 — кольцо наружное; 4 — муфта; 5 — шланг гофрированный; 6 — наконечник

Такие трубопроводы применяются в местах значительных взаимных перемещении частей корпуса и трубопроводов из-за тепловых расширений, а в гидравлических системах их ис­пользуют как демпферы пульсации давления.

Наибольшее распространение получили гибкие металличе­ские трубопроводы с тонкостенной гoфppoвaннoй оболочкой, конфигурация гофров которой зависит от способа изготовления и назначения трубопровода. Снаружи выполняется проволоч­ная оплетка, которая может быть силовой или экранирующей. Силовая проволочная оплетка предохраняет гофрированную оболочку от разрушения и обеспечивает работоспособность трубопровода в поле переменных осевых и радиальных на­грузок.

Рис. 5.14. Гибкий шланг 1 — сильфон; 2 — кольцо; 3 — ниппель; 4 — кольцо внутреннее; 5 — кольцо наружное; 6 — муфта; 7 — оплетка

5.6. Соединения трубопроводов

Отдельные участки трубопроводов вместе с агрегатами объединяются в пневмогидравлическую систему элементами, которые носят название соединений трубопроводов.

Соединения трубопроводов делятся на три группы:

– неразъемные соединения;

– разъемные соединения;

– быстроразъемные соединения.

При этом вce группы объединены единым требованием обеспечения герметичности и прочности трубопроводов, вхо­дящих в систему.

К неразъемным относятся соединения трубопроводов, вы­полняемые сваркой или пайкой, как правило, по торцам соеди­няемых участков трубопроводов.

Такие соединения применяют в случаях, когда не требуется индивидуальная подгонка участ­ков трубопровода и их замена.

K числу наиболее распространенных разъемных соединений относятся фланцевые (см. рис. 5.15, а), которые могут выполняться как с приварными, так и со свободными фланцами.

Фланцевые соединения применяются при отсутствии угловых смеще­ний соединяемых трубопроводов.

Если в процессе монтажа оси соединяемых трубопроводов будут расположены под углом друг к другу, то а этом случае используют разъемные соединения, в которых сопряжение производится между конусной и сферической поверхностями или между сферическими и другими профилированными поверхно­стями (рис. 5.15, б).

Рис. 5.15. Разъемные соединения трубопроводов

К быстроразъемным относится класс соединений, предна­значенных для разъединения или соединения трубопроводов ракеты и наземного оборудования или трубопроводов отдель­ных ступеней многоступенчатой ракеты. Они являются самоконтрящимися и могут быть отнесены к одной из двух групп:

– соединения с вторичным фиксатором;

– соединения без вторичного фиксатора.

Первая группа (рис. 5.16, а) используется при стыковке трубопроводов ракеты и наземного оборудования и характеризуется тем, что для разъединения или соединения трубопроводов необходимо предварительно приложить осевое или ра­диальное усилие к вторичному фиксатору, сдвинуть его в сто­рону, а затем развести трубопроводы.

Вторая группа (рис. 5.16, б) соединений позволяет расстыковать или состыковать трубопроводы только выполнением одной операции – приложением осевого усилия к трубопроводам.

Такие соединения применяются при стыковке трубопроводов отдельных ступеней многоступенчатой ракеты.

Рис. 5.16. Быстроразъемные соединения трубопро­водов

Иногда разъемные соединения выполняют с клапанными механизмами, герметизирующими концы магистралей после расстыковки.