ГИБКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ Российский патент 1996 года по МПК F16L51/02 F16L59/00 

Изобретение касается гибкого, герметичного соединения трубопроводов.

Такие гибкие соединительные элементы устанавливаются, как правило, в трубопроводах в качестве промежуточных элементов, чтобы воспринимать перемещения и колебания и отводить от дальнейшего трубопровода на соседние конструктивные элементы. В частности, эти элементы используются в трубопроводах, по которым подаются горячие газы. При этом возникают обусловленные изменения температуры изменения длины так, что эти соединительные элементы должны иметь высокую гибкость и большую свободу в отношении радиальных, угловых и осевых перемещений.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство по заявке Великобритании N 2052665. Устройство представляет собой подвижное соединение труб с помощью сильфона в форме волны. Внутри сильфона предусмотрен гофрированный изоляционный рукав, концы которого вместе с сильфоном расположены на соединительных деталях. Изоляционный рукав состоит из расположенного между слоями из текстильного материала слоя из изоляционного материала.

При этом в качестве недостатка можно рассматривать то, что изоляционный материал в зоне закрепления на концах изоляции в результате закрепления с сильфоном сильно уплотнен и большое количество тепла передается к сильфону. По соображениям деформирования гофрированная изоляция не может быть выполнена очень толстой, даже если это было бы необходимо.

Изготовление гофрированной изоляции является дорогостоящим и требует больших затрат. Закрепленная с обеих сторон гофрированная изоляция увеличивает жесткость компенсатора (повышенные усилия перемешивания). Стопроцентное герметичное присоединение сильфонов к соединительным деталям в сочетании с расположенной между ними изоляцией проблематично. Гофрированная изоляция имеет ограниченный срок службы, так как она перемещается вместе с сильфоном.

Технический результат от использования устройства увеличение срока службы теплоизоляции при хорошей жаропрочности.

Достигается это тем, что в качестве изоляции предусмотрена простирающая внутрь обеих соединительных деталей, заполненная теплоизоляционным материалом, выполненная в виде трубной системы "труба в трубе" изоляционная кассета, что между изоляционной кассетой и соединительными деталями соответственно предусмотрено уплотнение, и что уплотнение является плавающим и прилегает с внутренней стороны к соединительной детали.

При решении в соответствии с изобретением изоляция не связана с перемещением сильфона. Таким образом, неподвижная изоляционная кассета и, тем самым, изоляционный материал не деформируется и получается как бы неограниченный срок службы изоляции и сохраняются определенные изоляционные свойства. Кроме того, изоляционная кассета и слой теплоизоляционного материала могут быть выполнены почти любой толщины, так что в зависимости от требований достигается желательная теплоизоляция. Предусмотренные уплотнение изоляционной кассеты относительно соединительных деталей надежно, чтобы в промежуточном пространстве между сильфоном и изоляционной кассетой не протекал поток газа, чтобы уменьшить термическую нагрузку сильфона. Кроме того, изоляционная кассета в соответствии с изобретением может быть дополнительно вмонтирована в гибкий соединительный элемент.

Изоляционная кассета может быть выполнена цельной или из нескольких деталей. При этом, в частности, интересным является то, что благодаря составимости на перекрытии по периметру и на стыках с помощью самоклеющейся уплотнительной ленты из керамического волокна кассеты дополнительно могут устанавливаться также изнутри в гибкие соединительные элементы. При этом достигается большая прочность благодаря тому, что оболочка изоляционной кассеты состоит из аустенитного материала, в частности, особенно пригодной оказалась комбинация материала 1.4541 в качестве оболочки кассеты и расположенного внутри изоляционного материала в форме минерального (керамического) волокна, а также смешанного слоя глиноземно-силикатных волокон, который используется фирмой "SEPR" (Societe Europeenne de Produits Refractaires), Франция под названием "Керлане 45".

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью чертежа, на котором представлен пример выполнения изобретения.

На фиг. 1 показан разрез соединительного элемента трубопровода; на фиг. 2 радиальный разрез соединительного элемента трубопровода.

Фиг. 1 показывает в разрезе конструкцию варианта выполнения в соответствии с изобретением. Соединительный элемент трубопровода состоит из двух соединительных деталей 1, 2, сильфона 3, из никелевого сплава, например, NiCr 22 Мо 9 Nb (материал N 2.4856) или аналогично, из закрепленной с помощью соединительного кольца 4 на соединительной детали 1 защитной трубы 5 и изоляционной кассеты 6 с уплотнением 7. К тому же защитная труба 5 имеет упорное кольцо 8. Изоляционная кассета 6 состоит из расположенного внутри изоляционного материала 9 и оболочки 10 кассеты. С помощью пленки 11 уплотнение 7 соединено с оболочкой 10 кассеты.

В этом примере выполнения соединительные детали 1, 2, соответственно, привариваются к трубопроводу, а сильфон 3 представляет собой гибкое, герметичное соединение между обеими соединительными деталями 1, 2. Благодаря применению изоляционной кассеты в сочетании с уплотнением 7, выполненным предпочтительно в виде шнура из керамического волокна, реализуется эффективная теплоизоляция. Благодаря использованию защитной трубы 5 между сильфоном 3 и изоляционной кассетой 6 образуется промежуточное пространство, через которое не протекает газовый поток, вследствие чего достигается дальнейшее уменьшение термической нагрузки при транспортировке горячих сред. Оказалось, что минеральное волокно, например, смешанный слой из глиноземно-силикатных волокон (Керлане 45) с плотностью 128 кг/м³ обладает замечательными изоляционными свойствами. В качестве оболочки кассеты пригодными оказался аустенитный материал 1.4541. Чтобы обеспечить хорошую изоляцию, предпочтительно изоляционные кассеты 6 далеко вдвигать в обе соединительные детали. К тому же это обеспечивает большой участок для сильфона 3, при этом сильфон 3 не выступает за пределы уплотнения 7, более того, уплотнение 7 всегда прилегает с внутренней стороны к соединительной детали 2. Чтобы при таком удлинении в осевом направлении уплотнение 7 не сползало с защитной трубы 5, последняя имеет упорное кольцо 8. Уплотнение 7 примерно на расстоянии 100 мм по периметру кольца закреплено с помощью пленочных полос толщиной примерно 0,1 мм и шириной около 10 мм из материала 1.4541 или аналогичного материала закреплено на торцах или оконечных ступенях изоляционной кассеты 6.

На фиг. 2 для пояснения представлен радиальный разрез соединительного элемента трубопровода. Снаружи можно видеть соединительную деталь 2. Далее следует полое пространство, которое обеспечивает перемещение как раз относительно угловой нагрузки обеих соединительных деталей 1, 2 относительно друг друга. Далее непосредственно следует выполненная цельной изоляционная кассета 6, а внутри защитная труба 5.

Использование: для гибкого, герметичного соединения трубопроводов. Сущность изобретения: внутри устройства расположена изоляционная кассета 6, заполненная температуростойким высокоизоляционным материалом 9 и выполненная в виде трубной системы "труба в трубе". 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гибкий соединительный элемент с теплоизоляцией, включающий сильфон с соединительными деталями на каждом его конце, соединяемыми с трубопроводом, и расположенную между соединительными деталями внутри сильфона изоляцию из термостойкого теплоизоляционного материала, отличающийся тем, что изоляция выполнена в виде изоляционной кассеты "труба в трубе", заполненной теплоизоляционным материалом, и между изоляционной кассетой и соединительными деталями установлено плавающее уплотнение, прилегающее с внутренней стороны к соединительной детали. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что кассета содержит изоляционный материал из керамических волокон. 3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что изоляционным материалом является керамическое волокно. 4. Элемент по пп.1 3, отличающийся тем, что изоляционный материал имеет плотность 48 130 кг/м³. 5. Гибкий соединительный элемент по пп.1 4, отличающийся тем, что оболочка изоляционной кассеты состоит из аустенитного материала. 6. Элемент по пп. 1 5, отличающийся тем, что упомянутое уплотнение образовано с помощью набивочного уплотнительного шнура. 7. Элемент по п.6, отличающийся тем, что набивочный уплотнительный шнур выполнен из керамического волокна. 8. Элемент по пп.1 и 7, отличающийся тем, что уплотнение с помощью пленочных полос закреплено на обочине кассеты. 9. Элемент по пп. 1 8, отличающийся тем, что изоляционная кассета установлена с помощью закрепленной на одной соединительной детали и вставленной в другую соединительную деталь защитной трубы. 10. Элемент по пп. 1 9, отличающийся тем, что наружный диаметр защитной трубы меньше внутреннего диаметра соединительных деталей. 11. Элемент по п. 9 или 10, отличающийся тем, что защитная труба закреплена на соединительной детали с помощью соединительного кольца. 12. Элемент по пп. 1 11, отличающийся тем, что защитная труба на свободном конце снабжена упорным кольцом.