Vymysleli ľahší a efektívnejší prírubový spoj

23. jún. 2017 • Technické vedy

Vymysleli ľahší a efektívnejší prírubový spoj

Pri používaní klasických prírubových spojov, slúžiacich na spájanie potrubia, je tesniaca sila zabezpečovaná pomocou skrutiek. Nevýhodou je prídavné ohybové namáhanie prírub pri zabezpečovaní tesniacej sily potrebnej pre tesnosť spoja. Práve preto sa realizačných tím, členom ktorého je aj Lukáš Oravec, rozhodol pre vývoj nového spoja.

„Pri vývoji nového spoja sme vychádzali s požiadavky odstránenia prídavného ohybového namáhania prírub, a tým zníženia hmotnosti spoja. Pre tesnenie prírubového spoja sme použili pružné tesnenie s malou deformáciou pre zabezpečenie tesnosti spoja, bez nárokov na vyvodenie tesniacej sily. Tesniaci účinok je zabezpečovaný tlakom média na pružné tesnenie. Ďalšou požiadavkou bolo umožnenie ustavenia s možnosťou dvoch stupňov voľnosti pri montáži prípadne počas prevádzky,“ uvádza sa v popise projektu.

Ide už o druhý projekt Lukáša Oravca, ktorý uspel v rámci tohto ročníka súťaže „Máš nápad? Prezentuj svoj startup!“. Do desiatky víťazných prác sa prebojoval aj s projektom Zalesňovanie, ktorým má ambíciu podporiť rozvoj lesného hospodárstva.

Aké sú teda výhody nového prírubového spoja voči klasickým prírubovým spojom? Je to predovšetkým zníženie hmotnosti prírubového spoja, no tiež umožňuje dva stupne voľnosti pri montáži. „Počas montáže je možné túlec, ktorý je privarený na potrubie, natočiť v dvoch smeroch, čo umožňuje uľahčenie ustavenia pri montáži. Zmena polohy túlca voči hrdlu je možná aj počas prevádzky, pri zachovaní tesnosti spoja. Samotný spoj sa chová ako kĺb, čím eliminuje prípadné doplnkové namáhanie vyplývajúce z prípadných pohybov potrubí. S ohľadom na pružnosť spoja je spoj obzvlášť výhodný do oblastí so zvýšenou seizmicitou. Významné môže byť využitie pri pružných systémoch s väčšími deformáciami, napr. pri potrubných rozvodoch lodí,“ píše sa v popise projektu. 

Tento prírubový spoj je chránený na Úrade priemyselného vlastníctva SR patentom č.288067 a súčasne je zabezpečovaná jeho ochrana na Európskom patentovom úrade v Mníchove. 

Ďalej sa tvorcom podarilo zjednodušenie odliatkov armatúr a zníženie ich hmotnosti. „Mimoriadne zaujímavá oblasť aplikácie nového prírubového spoja je oblasť armatúr. Aplikáciou túlca, hrdla a tesnenia u prírubových armatúr odpadnú prakticky 4 príruby. U samotných odliatkov telies armatúr dôjde k výraznému zjednodušeniu odliatkov a k výraznému zníženiu ich hmotnosti,“ uvádzajú.

Spomeňme ešte medzi výhodami aj výrazné zvýšenie prevádzkového tlaku, ktoré umožňuje nový prírubový spoj s dvomi stupňami voľnosti. Realizačný tím sa zaoberal aj výpočtovými modelmi, ktoré boli koncipované na základe úplných 3D modelov prírubových spojov vytvorených v programe Solid Edge ver.20 (UGS PLM Software) a pre potreby analýz boli tieto modely upravené ako štvrtinové symetrické modely. Skrutkové spoje boli modelované prostredníctvom modelových nástrojov dostupných v použitom programe (tzv. „bolts“). Pre tvorbu siete konečných prvkov boli použité 10 uzlové telesové prvky typu TETRA10.

V závere tvorcovia projektu uvádzajú, že z popisu, analýz a skúšok funkčného vzoru môžu konštatovať, že nový prírubový spoj s dvomi stupňami voľnosti predstavuje voči klasickým prírubovým spojom 40 až 75 % zníženie hmotnosti prírubového spoja a umožňuje tiež dva stupne voľnosti pri montáži a prevádzke. „Významné uplatnenie nájde hlavne pri využití v rámci prírubových armatúr, je obzvlášť výhodný do oblastí so zvýšenou seizmicitou, nájde využitie pri pružných systémoch s väčšími deformáciami, napr. pri potrubných rozvodoch lodí. Vykonané výpočtové analýzy umožňujú definovať medzné hodnoty dovoleného zaťaženia pracovným tlakom v potrubí v závislosti na svetlosti prírubového spojenia a v závislosti na počte skrutiek,“ uzatvárajú jeho autori.

 

Informácie a foto poskytol: Lukáš Oravec, jeden z členov realizačného tímu

Spracovala: Slávka Habrmanová, NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: ZVČ

 

Súťaž „Máš nápad? Prezentuj svoj startup!“ vyhlasuje dvakrát ročne rektor Technickej univerzity v Košiciach prof. Ing. Stanislav Kmeť, CSc. Organizátorom je Univerzitné centrum inovácií, transferu technológií a ochrany duševného vlastníctva (UCITT). Hlavnými partnermi súťaže sú Slovak Business Agency (SBA) a Saab AB.

Koncom apríla sa v zasadacej miestnosti rektorátu Technickej univerzity v Košiciach konalo finále 5. kola súťaže. Súťažiace start-upy mali možnosť získať vstupenku do Startup centra TUKE, súčasťou ktorej je 6 mesačný akceleračný program na podporu rozvoja inovatívnych myšlienok. Do záverečného kola súťaže postúpilo 14 inovatívnych nápadov. Svoje podnikateľské zámery, doterajšie úspechy, ako aj plány do budúcnosti predstavili start-upy, ktoré od októbra 2016 pôsobili v Startup centre TUKE.

Súvisiace:

Hore
Aurelium - centrum vedy
Publikácie Veda v CENTRE
Veda v Centre
Quark_2019
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Povrch 1 nohy predstavuje 18 % z celkového povrchu kože, na hlave je 9 %, ruka má 9 %
Zistite viac