КОМПЕНСАТОР ТЕМПЕРАТУРНЫХ УДЛИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2000 года по МПК F16L51/00 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту чистых жидкостей и содержащих твердые частицы, предназначено для компенсации температурных удлинений трубопровода.

Известен компенсатор тепловых деформаций трубопровода [1]. Компенсатор имеет эластичное кольцо, например из резины, которое прижимается к поверхности скольжения давлением воды, протекаемой по трубопроводу. Кольцевая обойма, в которой размещено уплотнительное кольцо имеет полость и радиальные отверстия, выполненные по окружности. Указанное устройство принимается за прототип.

Недостатком прототипа является отсутствие защиты поверхности скольжения от повреждения (истирания) при транспортировании жидкостей, имеющих твердые частицы.

Цель изобретения - разработать компенсатор для трубопроводов, транспортирующих жидкости как чистые, так и имеющие твердые частицы.

Поставленная цель достигается тем, что в корпусе компенсатора устанавливается два уплотнительных кольца с обоймами и стаканами, к первому стакану по направлению течения жидкости присоединен металлический патрубок, защищающий поверхность скольжения от воздействия твердых частиц, находящихся в жидкости.

Конструкция компенсатора показана на чертеже, разрез.

Корпус двухстороннего компенсатора 1 имеет поверхность скольжения 2, защищенную от коррозии. Уплотнительные кольца 3 вставлены в металлические обоймы 4. Обойма под уплотнительным кольцом имеет кольцевую полость 5 и радиальные отверстия 6. Защитный патрубок 7 присоединен к стакану 8 (первому по движению жидкости). Между патрубком, обоймами и вторым стаканом образован зазор 9, который сообщается с внутренним пространством трубопровода. Торцы корпуса снабжены фасками.

Поверхность скольжения после обработки на станке защищается антикоррозийным покрытием, например нанесением слоя металла (хром, никель) в электролитической ванне или нанесением лакокрасочного слоя.

Уплотнительное кольцо изготавливается из упругого материала, например из резины, диаметром на несколько милиметров больше диаметра поверхности скольжения, что позволяет ввести его в корпус с нажимом и тем самым получить начальное уплотнение компенсатора. В расчетах начальное уплотнение компенсатора принимается 0,05 МПА.

Давление уплотнительного кольца на поверхность скольжения при работе стального трубопровода может достигать 2,0 и более МПа.

В предлагаемой конструкции компенсатора силы давления воды, прижимающие уплотнительное кольцо к поверхности скольжения, превосходят силы, направленные на отрыв кольца от этой поверхности, в 1,8 - 1,9 раза. С учетом начального уплотнения компенсатора его запас плотности равен двум или близко к этой величине.

В процессе работы трубопровода температурные удлинения компенсируются перемещением концов труб, соединенных со стаканами компенсатора. Твердые частицы, находящиеся в транспортируемой жидкости, двигаются по защитному патрубку в направлении потока и под действием кинетической энергии минуют зазор между защитным патрубком 7 и вторым стаканом 10, не попадая в пространство, где расположены уплотнительные кольца и поверхность скольжения компенсатора. Длина защитного патрубка принимается достаточной для сохранения зазора между ним и вторым стаканом при максимальной расчетной величине уменьшения длины трубопровода от понижения температуры.

Компенсатор с двумя уплотнительными кольцами работает на два пролета трубопровода, по одному кольцу на пролет. Такое решение позволяет снизить при прокладке наземных трубопроводов число компенсаторов и неподвижных опор в два раза, что дает значительный экономический эффект в строительстве трубопроводов.

Компенсатор устойчив против замерзания. При оледенении водовода в аварийных случаях лед может появиться на стенках корпуса компенсатора между уплотнительными кольцами. На участке поверхности скольжения от уплотнительного кольца к торцу корпуса воды нет, следовательно не будет льда. Движение уплотнительных колец к торцу корпуса при охлаждении трубопровода происходит без помех.

Конструкция двухстороннего компенсатора позволяет сравнительно просто выполнить замену уплотнительного кольца после истечения срока его эксплуатации. Для замены кольца следует сдвинуть корпус, открыть кольцо, а после замены кольца корпус вернуть на прежнее место, что не требует бензорезных и сварочных работ.

Применение компенсаторов с защитным патрубком позволяет прокладывать трубопроводы для промышленных и гражданских объектов, транспортирующие чистые жидкости и жидкости, содержащие твердые частицы.

На трубопроводах наземной и канальной прокладки сальниковые компенсаторы в зимнее время смерзаются и выходят из строя. Внедрение компенсаторов предлагаемой конструкции дает высокий технический и экономический эффект.

Источники информации
1. SU 149980 A, 1962, F 161 51/00.

Используют в строительстве для компенсации температурных удлинений трубопроводов для перекачивания жидкостей, содержащих твердые частицы. Для защиты поверхности скольжений компенсатора от истирания твердыми частицами, находящимися в транспортируемой жидкости, внутренняя поверхность компенсатора защищена патрубком, соединенным со стаканом, первым по ходу жидкости. Между стенками защитного патрубка и стаканов обеспечен зазор, сообщающийся с перекачиваемой жидкостью для увеличения силы прижатия уплотнительных колец к внутренней поверхности корпуса компенсатора. Изобретение направлено на повышение надежности компенсатора. 1 ил.

Компенсатор температурных удлинений трубопровода, содержащий обоймы и стаканы, размещенные в корпусе, уплотнительные кольца, вложенные в обоймы, имеющие радиальные отверстия, которые сообщают полость под уплотнительными кольцами с пространством трубопровода, отличающийся тем, что к первому по течению жидкости стакану присоединен защитный патрубок, а между стенками защитного патрубка и стаканов образован зазор, сообщающийся с пространством трубопровода.