КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 1994 года по МПК F16L51/02 

Изобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано в горнодобывающей, строительной, химической промышленности и в сельском хозяйстве.

Известно устройство для компенсаций подвижек трубопроводов, содержащее сильфон и защитную цилиндрическую вставку (патент США N 4106789 F 16 L 15/02).

Известно устройство для компенсации осевых удлинений труб, содержащее сильфон, наружную оболочку и отрезок трубы, вставленный в концы соединяемых труб (патент ФРГ N 311208, кл. F 16 L 51/02). Отрезок трубы вставлен на уплотнениях и служит для защиты сильфона от износа частицами материала.

Известный компенсатор для трубопровода (авт.св. СССР N 1206545, кл. F 16 L 51/02, 1983), обеспечивающий компенсацию всех видов деформации, взятый за прототип.

Компенсатор включает в себя гибкий торообразный элемент, разрезанный по образующей и закрепленный на концах труб. В торообразном элементе размещена полая эластичная кольцевая камера, заполненная средой под давлением, и защитное кольцо. Кольцевая камера и защитное кольцо предотвращают забивание торообразного элемента частицами материала, что увеличивает срок службы этого элемента. Однако кольцевая камера либо выступает вовнутрь трубопровода и увеличивает удельные потери давления, либо, оставаясь в контурах торообразного элемента, оставляет кольцевые полости, забиваемые материалом, который истирает сам элемент. Таким образом, срок службы такого устройства невелик, надежность невысока. Кроме того, конструкция компенсатора такова, что не позволяет легко ремонтировать его и корректировать применительно к той или иной деформации или рельефу.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

В предложенном компенсаторе, содержащем гибкую торообразную оболочку с разрезом по образующей, установленную между трубами и закрепленную на них кромками разреза, защитное кольцо, смонтированное на опорном элементе и размещенное между торцами труб, опорный элемент выполнен в виде набора стержней, закрепленных одним концом на защитном кольце равномерно по его периметру, а другим на гибкой торообразной оболочке.

Снабжение компенсатора защитным кольцом обеспечивает защиту торообразного элемента (оболочки) от крупных кусков руды и других твердых включений. Закрепление защитного кольца на торообразной оболочке гарантирует ей пять степеней свободы, кроме вращения вокруг оси трубы, компенсатор может воспринимать все виды деформаций. Прикрепление кольца радиальными стержнями обеспечивает простоту монтажа и демонтажа.

На чертеже представлен общий вид предлагаемого компенсатора.

Компенсатор включает в себя торообразную оболочку 1, установленную кромками разреза на фланцах 2 соединяемых труб 3. Во внешней образующей оболочки 1 проделаны отверстия, через которые пропущены резьбовые стержни 4. Противоположным концами стержни 4 ввинчены в отрезок трубы - защитное кольцо 5. К кольцу приварены фланцы 6. Между фланцами 6 и 2 установлены уплотнители 7. Стержни 4 размещены равномерно по периметру кольца 5.

Компенсатор работает следующим образом.

В исходном положении трубы не деформированы и имеют минимальную длину. Кольцо 5 расположено соосно трубам, между краями кольца и концами труб имеется осевой зазор, уплотнители 7 перекрывают зазор, изолируя тем самым внутреннюю полость оболочки 1. При транспортировке кускового материала кольцо 5 защищает торообразную оболочку от ударов и абразивного износа.

В процессе эксплуатации под действием температурных перепадов, снеговых нагрузок и подвижек земной поверхности возможны различные виды деформации трубопровода по его длине.

В случае радиальной деформации происходит перекос торообразной оболочки 1. Стержни 4 совместно со всей плоскостью наибольшего сечения поворачиваются на некоторый угол, вызывая поворот защитного кольца 5. Угол поворота определяется либо размерами кольца 5, либо упругостью уплотнителей 7. При этом защитное кольцо 5 упирается краями во фланцы 2 труб либо происходит деформация уплотнителей. Полость торообразной оболочки 1 остается изолированной от потока, проходное сечение труб провода не уменьшается. Даже при просачивании пульпы в полость оболочки 1 ее надежность остается высокой, так как крупные куски отражаются кольцом 5. В случае углового перекоса (фиг. 3) края оболочки 1 с внешней стороны стыка расходятся, с внутренней сближаются. Это вызывает распрямление оболочки 1 снаружи и увеличение кривизны изнутри. Происходит как бы перемещение торообразной оболочки к центру кривизны труб 3. Закрепленные на оболочке 1 стержни 4 повторяют это движение и также к центру кривизны передвигают кольцо 5. После перемещения кольца внутренняя полость оболочки 1, обращенная к центру кривизны трубопровода, оказывается изолированной от потока лучше, чем наружная полость, за счет сокращения осевого зазора с внутренней стороны трубопровода. Именно такое положение и должно быть, так как в искривленном трубопроводе мелкие частицы стремятся осесть на участке меньшего радиуса. Крупные же куски, отбрасываемые к периферии, по-прежнему отражаются кольцом 5.

Кроме того, возможно простое уменьшение (например, летом) или увеличение (например, зимой) осевого зазора. Соосность сохраняется, сечение не изменяется.

Предложенное устройство сохраняет достоинства прототипа, т.е. способность воспринимать все виды деформации. Наиболее целесообразно применять устройство для гидравлического транспорта кусковых материалов.

Монтаж предложенного компенсатора осуществляют следующим образом. Перед тем как поместить кольцо 5 в торообразную оболочку 1, стержни 4 ввинчивают в кольцо 5. Совместив центральное сечение кольца и торообразной оболочки, ввинчивают стержни 4, пропуская их концы в отверстия оболочки 1, и закрепляют снаружи гайками и шайбами. Надевают на края кольца 5 уплотнитель 7 и монтируют весь компенсатор известными способами на фланцах 2.

В качестве торообразного элемента целесообразно использовать отслужившие покрышки автомобилей. В качестве стержней применяются обыкновенные шпильки или болты и т.п. Уплотнители 7 могут быть изготовлены из эластичных шлангов, покрышек, синтетики и др. полимерных материалов.

Предлагаемый компенсатор позволяет повысить надежность эксплуатации гидротранспоpтных трубопроводов, их долговечность, что должно благоприятно отразиться на экологической ситуации региона, а также на себестоимости производимой продукции.

Использование: в горнодобывающей, строительной, химической промышленности, в с/х в качестве гидротранспорта. Сущность изобретения: опорный элемент выполнен в виде набора стержней, которые закреплены одним концом на защитном кольце по его периметру, а другим на гибкой торообразной оболочке. 1 ил.

КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА, содержащий гибкую торообразную оболочку с разрезом по образующей, установленную между трубами и закрепленную на них кромками разреза, защитное кольцо, установленное на опорном элементе и размещенное между торцами труб, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в виде набора стержней, закрепленных одним концом на защитном кольце равномерно по его периметру, а другим - на гибкой торообразной оболочке.