УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОТКЛОНЕНИЯ ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ ИЛИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ОБОРВАННОЙ ЧАСТИ ЛИНИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК F16L57/00 

Изобретение относится к устройству для защиты от отклонения для демпфирования или предотвращения движения оборванной части линии.

В промышленной установке, например также на электростанции, имеются линии (трубопроводы), по которым протекает находящаяся под высоким давлением среда. Если предположить, что такая линия могла бы разорваться, то обе части линии, будучи обусловлены отдачей вытекающей с большой скоростью среды, расходятся в стороны с соответственно высокой скоростью. В этом случае нельзя исключить, что части линии при попадании на другие трубы или конструктивные элементы повредят их.

В основе изобретения лежит поэтому задача разработки устройства для защиты от отклонения, которое после разрыва трубопровода препятствует попаданию частей линии с высокой скоростью на конструктивные элементы установки и их повреждению, что обеспечивается закреплением на линии в предполагаемом месте ее разрыва соединительного тела - двух тяг, по меньшей мере.

Эта задача решается согласно первой форме выполнения изобретения за счет того, что, перекрывая предположительное возможное место разрыва, расположены, по меньшей мере, две жесткие или деформируемые тяги, которые с обеих сторон от возможного места разрыва соединены с линией.

Этим достигается то преимущество, что после разрыва линии части линии удерживаются тягами и/или кинетическая энергия частей линии поглощается за счет деформации тяг и при этом ограничивается усилие в тягах. Коэффициент динамической нагрузки при этом значительно меньше 2. Части линии отходят, следовательно, лишь незначительно от места разрыва.

Как правило, достаточно, если подобные устройства для защиты от отклонения расположены на известных, особенно подверженных разрыву отрезках линии. Тяги могут быть закреплены, например, на деталях, приваренных к линии с обеих сторон от возможного места разрыва.

Согласно особенно предпочтительному примеру тяги находятся в карданном соединении с линией. Этим достигается то преимущество, что могут демпфироваться также усилия, действующие на части линии неаксиально. Части линии стабилизируются в осевом положении.

Например, тяги, по меньшей мере, с одной стороны от возможного места разрыва находятся в соединении с коромыслом (например, в карданном соединении), которое подвижно покоится на упоре, например круглом упоре, и установлено с возможностью вращения вокруг него. Упор прочно соединен с линией. Он может быть, например, впоследствии приварен. Коромысло покоится на упоре в равновесии также после отклонения, даже после разрыва линии. Оно компенсирует также, возможным образом, не точно одинаковое растяжение воздействующих тяг.

В частности, тяги находятся в соединении с коромысловой парой, коромысла которой покоятся на линии противоположно друг другу на отдельных упорах. Тяги могут находиться в карданном соединении с одним или обоими коромыслами. Также с обеих сторон от возможного места разрыва может быть расположено по одной такой коромысловой паре.

Согласно другому примеру тяги находятся в соединении с опорой, которая поддерживает линию в направлении возможного места разрыва на ответвлении. Подобное расположение возможно только тогда, когда вблизи предполагаемого места разрыва имеется такое ответвление.

Поставленная задача решается согласно второй форме выполнения за счет того, что часть, обрыв которой предполагается, поддерживается на ответвлении или на корпусе арматуры опорой и находится в соединении с опорой посредством, по меньшей мере, двух жестких или деформируемых тяг.

Этим притормаживаются или даже удерживаются не оба соседних оборванных отрезка, а только один. Для соседнего оборванного отрезка требуется тогда второе аналогичное устройство для защиты от отклонения.

Тяги расположены, например, наискось к осям отрезков линии, идущих от ответвления или корпуса арматуры. Они могут быть расположены также наискось к оси корпуса арматуры. Этим достигается то преимущество, что за счет тяг составляющие усилия демпфируются в направлении осей всех этих отрезков линии и корпуса арматуры. Таким образом, сдерживаются последствия обрывов трубопровода на каждом из отрезков.

Например, часть, обрыв которой предполагается, охвачена в зоне ответвления или корпуса арматуры жестким или деформируемым хомутом, колена которого образуют обе жесткие или деформируемые тяги. За счет этого не требуется крепежных средств на этой части линии.

Между опорой и линией могут быть расположены деформируемые сплющиваемые трубы. Эти сплющиваемые трубы воспринимают предпочтительно, как и деформируемые тяги, кинетическую энергию. Сплющиваемые трубы могут быть частями и без того имеющейся опоры скольжения.

Между опорой и конструкцией здания могут быть, кроме того, расположены шарнирные раскосы. Ввод усилий в конструкцию здания может быть, тем самым, оптимальным.

Благодаря устройству для защиты от отклонения согласно изобретению достигается, в частности, то преимущество, что после разрыва линии оборванные отрезки в значительной степени остаются на своем прежнем месте. Они не могут отклониться в сторону вследствие эффектов отдачи и вызвать последующие повреждения.

Три варианта устройства для защиты от отклонения согласно изобретению более подробно поясняются с помощью чертежа, на котором изображают
- фиг. 1: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого возможное место разрыва перекрыто;
- фиг. 2: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого возможное место разрыва перекрыто и часть линии поддерживается на опоре;
- фиг. 3: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого часть линии охвачена деформируемым хомутом и поддерживается на опоре.

На фиг. 1 изображен трубопровод 1 с местом 2 разрыва. Если по трубопроводу 1 под высоким давлением протекает среда, то после разрыва трубопровода 1 она выходила бы в месте 2 разрыва с высокой скоростью. Это вызвало бы отдачу частей трубопровода 1, из-за чего они могли бы быть вырваны из своих держателей. Как следствие этого в установке, составной частью которой является трубопровод 1, может возникнуть повреждение за счет попадания частей линии.

Если известно место трубопровода 1, в котором с наибольшей вероятностью может произойти разрыв, то предпочтительно разместить там изображенное на фиг. 1 устройство для защиты от отклонения. Таким местом может быть, например, сварной шов.

Изображенное на фиг.1 устройство для защиты от отклонения состоит, пoмимо прочего, из упоров 3, например круглых упоров, приваренных к трубопроводу 1 выше и ниже места 2 разрыва. Напротив каждого из изображенных упоров 3 расположены два дополнительных упора 3 (не видны). На каждом из этих упоров 3 удерживается коромысло 4. Для этого упор 3 входит в отверстие в коромысле 4. В целом, имеется четыре коромысла 4, из которых видны только два. Коромысловая пара 4, находящаяся с одной стороны места 2 разрыва, соединена двумя деформируемыми тягами 5 с коромысловой парой 4 с другой стороны места 2 разрыва. Обе деформируемые тяги 5 расположены относительно трубопровода 1 друг против друга и могут находиться в карданном соединении с коромысловыми парами 4.

В случае разрыва трубопровода 1 между обеими коромысловыми парами 4 среда выходит, правда, из трубопровода 1, однако возникающая отдача не приводит к последующим повреждениям. Кинетическая энергия частей трубопровода, объясняемая отдачей, вызывает пластическую деформацию деформируемых тяг 5, которые в значительной степени удерживают части трубопровода в их первоначальном месте, причем одновременно с этим ограничиваются усилия в тягах.

На фиг.2 изображено ответвление 6 трубопровода 1, от которого одна часть трубопровода проходит в плоскости чертежа вверх, а две части трубопровода проходят перпендикулярно плоскости чертежа. На направленной вверх части трубопровода в соответствии с верхней частью фиг.1 расположены два упора 3, два коромысла 4 и две деформируемые тяги 5. Тяги 5 находятся полностью в карданном соединении с коромыслами 4 так, что могут демпфироваться также неосевые движения трубопровода 1. На противоположном коромыслам 4 конце тяг 5 последние находятся в соединении с опорой 7. Эта опора 7 расположена под ответвлением 6 и поддерживает ответвление 6, а также остальной трубопровод 1.

После разрыва трубопровода 1 в месте 2 разрыва верхняя часть трубопровода 1, как это изображено в форме выполнения на фиг.1, удерживается деформируемыми тягами 5. Опора 7 препятствует нижней части трубопровода 1 с ответвлением 6 отклониться в сторону за счет отдачи. Между опорой 7 и ответвлением 6 трубопровода 1 на фиг. 2 расположены сплющиваемые трубы 8. Эти сплющиваемые трубы 8 могут быть составными частями опоры скольжения. Задача сплющиваемых труб 8 в отношении защиты от отклонения состоит, однако, в том, чтобы после разрыва трубопровода 1 кинетическая энергия нижней части трубопровода 1 сдавливала сплющиваемые трубы 8, с тем чтобы большее движение нижней части стало невозможным. Между опорой 7 и конструкцией 10 здания для отвода внешних усилий на конструкцию здания могут быть расположены шарнирные раскосы 9 или жесткие конструктивные элементы или комбинация обоих.

Форма выполнения устройства для защиты от отклонения на фиг.2 может быть использована в зоне ответвлений 6.

Встречнонаправленные усилия, действующие после разрыва линии на обе части линии, направляются на одну и ту же опору 7 с одной стороны через тяги 5, а с другой стороны через сплющиваемые трубы 8. Усилия ограничиваются при этом за счет пластической деформации тяг 5 и сплющиваемых труб 8. Поскольку усилия встречно направлены, направляемые дальше от опоры 7 на конструкцию 10 здания усилия относительно малы.

На фиг. 3 изображена другая форма выполнения устройства для защиты от отклонения согласно изобретению, которое может быть использовано на ответвлениях, а также на корпусах арматуры. При этом, как изображено на фиг.2, ответвление 6 или корпус арматуры опираются на опору 7. Между опорой 7 и ответвлением 6 или корпусом арматуры находятся сплющиваемые трубы 8. Кроме того, между конструкцией 10 здания и опорой 7 расположены шарнирные раскосы 9.

Во внутреннем изгибе ответвления 6 или корпуса арматуры вокруг него наложен деформируемый хомут 11, колена которого проходят приблизительно в направлении биссектрисы угла, образуемого между собой осями двух идущих от ответвления частей трубопровода. Деформируемый хомут 11 соответствует по своим свойствам деформируемым тягам 5. Он соединен с конструкцией 10 здания непосредственно или косвенно, например через опору 7.

За счет деформируемого хомута 11 одна составляющая усилия прижимает ответвление 6 или корпус арматуры к сплющиваемым трубам 8 и, тем самым, к опоре 7. Другая составляющая усилия препятствует движению ответвления 6 или корпуса арматуры на большой отрезок влево в плоскости чертежа. Таким образом, сдерживаются разрывы в плоскости чертежа справа и слева от ответвления 6 или корпуса арматуры. Для сдерживания разрыва трубопровода также слева от ответвления 6 или корпуса арматуры потребовался бы второй деформируемый хомут (не показан), который следовало бы расположить зеркально-симметрично изображенному хомуту 11, причем плоскость симметрии проходит перпендикулярно плоскости чертежа вдоль оси направленной вверх части трубопровода.

С помощью устройства для защиты от отклонения согласно изобретению оборванные отрезки напорного трубопровода в значительной степени удерживаются в своем первоначальном положении.

Вместо деформируемых тяг 5 могут быть предусмотрены также жесткие тяги.

Изобретение относится к строительству и используется для защиты от отклонения или предотвращения движения оборванной части трубопровода - линии. Две жесткие или деформируемые тяги перекрывают возможное место разрыва трубопровода и с обеих сторон от места разрыва соединены с трубопроводом шарнирно посредством коромысла. После разрыва трубопровода его концы удерживаются тягами, которые поглощают кинетическую энергию частей трубопровода в результате его обрыва. Даны варианты выполнения устройства. Повышает надежность трубопровода, защищает конструктивные элементы от ударов частей трубопровода в результате его разрыва. 3 с. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для защиты от отклонения для демпфирования или предотвращения движения оборванной части линии (1), причем, перекрывая предполагаемое возможное место (2) разрыва, расположено соединительное тело, отличающееся тем, что в качестве соединительного тела расположены по меньшей мере две жесткие или деформируемые тяги (5), при этом тяги (5) с обеих сторон от возможного места (2) разрыва находятся в карданном соединении с линией (1). 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тяги (5) соединены по меньшей мере с одним коромыслом (4), которое подвижно покоится на упоре (3), прочно соединенном с линией (1). 3. Устройство для защиты от отклонения для демпфирования или предотвращения движения оборванной части линии (1), причем, перекрывая предполагаемое возможное место (2) разрыва, расположено соединительное тело, отличающееся тем, что в качестве соединительного тела расположены по меньшей мере две жесткие или деформируемые тяги (5), при этом тяги (5) находятся в соединении с одной стороны с линией (1), а с другой стороны с опорой (7), которая поддерживает линию (1) в направлении возможного места (2) разрыва на ответвлении (6). 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что тяги (5) находятся в карданном соединении с линией (1). 5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что тяги (5) соединены по меньшей мере с одним коромыслом (4), которое подвижно покоится на упоре (3), прочно соединенном с линией (1). 6. Устройство по пп. 3-5, отличающееся тем, что между опорой (7) и линией (1) расположены сплющиваемые трубы (8). 7. Устройство по пп. 3-6, отличающееся тем, что между опорой (7) и конструкцией (10) здания расположены шарнирные раскосы (9). 8. Устройство для защиты от отклонения для демпфирования или предотвращения движения оборванной части линии (1), отличающееся тем, что часть, обрыв которой предполагается, поддерживается на ответвлении (6) или на корпусе арматуры опорой (7) и находится в соединении с опорой (7) посредством по меньшей мере двух жестких или деформируемых тяг (5). 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что тяги расположены наискось к осям отрезков линии, идущих от ответвления (6) или корпуса арматуры. 10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что часть, обрыв которой предполагается, охвачена в зоне ответвления или корпуса арматуры жестким или деформируемым хомутом (11), колена которого образуют обе жесткие или деформируемые тяги (5). 11. Устройство по одному из пп. 8-10, отличающееся тем, что между опорой (7) и линией (1) расположены сплющиваемые трубы (8). 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что сплющиваемые трубы (8) являются частями опоры скольжения. 13. Устройство по одному из пп. 8-12, отличающееся тем, что между опорой (7) и конструкцией (10) здания расположены шарнирные раскосы (9).