ИЗОЛЯТОР Российский патент 2020 года по МПК F16L25/02 

Изобретение относится к трубопроводным устройствам, а более точно касается устройств, обеспечивающих защиту газопроводов от блуждающих токов.

Изолятор предназначен для диэлектрического изолирования секционированных участков и/или арматуры газопроводов с различными номинальными диаметрами и рабочим давлением до 2, 5 МПа включительно.

Общеизвестно, что блуждающие токи отрицательно воздействуют на газопровод. Известна защита газопроводов электрическим секционированием, которое заключается в разделении газопроводов на отдельные секции посредством установки в стыковых соединениях изолирующих фланцев. (М.А. Нечаев Карманный справочник работника газового хозяйства).

Известны диэлектрические фланцевые соединения для электрического разъединения труб, в которых используют электроизолирующие прокладки между фланцами и диэлектрические вставки между крепежными элементами и фланцами. Так, в диэлектрическом фланцевом соединении трубопровода, для создания трубопроводного соединения, обеспечивающего защиту от наружной коррозии и диэлектрический разъем одного участка трубопровода от другого, внутри патрубков с фланцами приклеивают катушку из стеклопластиковой трубы, а в зазор между фланцами помещается стеклопластиковая прокладка-кольцо. В пазах фланцев размещаются резиновые уплотнительные кольца. Стальные шпильки с гайками изолируются с помощью диэлектрических вставок (патент РФ №2174637).

Известно изолирующее фланцевое соединение (патент РФ №2611130) предназначенное для секционирования и разделения на электроизолированные участки трубопроводов с различными номинальными диаметрами и рабочим давлением до 10 МПа включительно. Изолирующее фланцевое соединение содержит электроизолирующую прокладку, зафиксированную между фланцами посредством шпилек с гайками или болтов и выступами электроизолирующих втулок. Электроизолирующие втулки своими выступами расположены с обеих сторон к электроизолирующей прокладке. Изобретение направлено на повышение надежности изолирующего фланцевого соединения.

Известно изолирующее соединение гладких труб (патент РФ 2442063) для защиты от коррозии. Изолирующее соединение гладких труб содержит металлический корпус в виде полого цилиндра с внутренним кольцевым выступом, жестко соединенный с двумя фланцами с отверстиями под стандартные крепежные элементы, электроизолирующую вставку между трубами, изготовленную из диэлектрического материала, размещенные внутри металлического корпуса два полых цилиндра из диэлектрического материала, один из которых ограничен внутренним кольцевым выступом. Внутри полых цилиндров расположены кольцевые герметизирующие прокладки, два металлических кольца, два С-образных кольца с заостренными выступами на внутренней поверхности и сферической наружной поверхностью, изготовленных из более твердого материала, чем материал труб, две подвижные металлические втулки с конической внутренней поверхностью и две ступенчатые втулки из диэлектрического материала. С фланцами на металлическом корпусе с помощью крепежных элементов связаны нажимные фланцы, снабженные цилиндрическими выступами, плотно входящими в полые цилиндры из диэлектрического материала.

Известные изолирующие устройства используют различные детали для соединения и изоляции, что трудоемко и оставляет негерметичными соединения, которые сохраняют нахождение под воздействием блуждающих токов, коррозийного воздействия и требуют трудоемкого монтажа и технического обслуживания.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание изолятора как единой герметичной неразъемной детали зацело с электроизлирующей диэлектрической прослойкой, что улучшает герметичность и электрическую изоляцию одного участка трубопровода или арматуры от другого, а также упрощает монтаж и не требует обслуживания.

Технический результат достигается тем, что изолятор для газопровода содержит корпус в виде стального патрубка, внутренняя поверхность которого профилирована частично как ответная поверхности газопровода для наложения и присоединения, а другой частью выполнена на конус с углом 1.5°_-⁺1, стальную втулку в виде профилированного изогнутого патрубка с различными номинальными диаметрами, причем наружная поверхность частично профилирована как конус с углом 1.5°_-⁺1 ответно конусу корпуса, а конечный участок имеет диаметр под стыковое присоединение к газопроводу, электроизолирующую диэлектирическую прослойку, предварительно нанесенную на конусную часть втулки, и спрессованные совместно по конусам так, что образуют зацело единую герметичную неразъемную деталь, при этом в качестве диэлектрической прослойки применяют эпоксидную порошковую краску толщиной 0,5-0,35 мм.

Целесообразно, чтобы наружние изолирующие поверхности корпуса и втулки были покрыты полиэфрной смолой.

Кроме того, целесообразно, чтобы корпус и втулка были выполнены из стали, выбранной соотвественно климатическим условиям при эксплуатации.

В дальнейшем изобретение пояснется описанием и чертежами, на которых представлены:

на фиг. 1 - корпус изолятора (осевое сечение),

на фиг. 2 - втулка изолятора (осевое сечение),

на фиг. 3 - изолятор, согласно изобретению (осевое сечение),

на фиг. 4 - изолирующее соединение газопровода с применением изолятора согласно изобретению (осевое сечение),

на фиг. 5 - изолирующее соединение газопровода с использованием изолятора согласно изобретению (общий вид),

на фиг. 6 - изолирующее соединение участков газопровода с шаровым краном с использованием изолятора согласно изобретению.(осевое сечение).

Согласно изобретению, изолятор включает корпус 1, втулку 2 и электроизолирующую диэлектрическую прослойку 3 (фиг. 3). Корпус 1 (фиг. 1) выполнен в виде патрубка, внутренняя поверхность патрубка профилирована и имеет с одной стороны участок 4 явлющийся ответным поверхности соединения самого газопровода и/или арматуре, а далее участок 5, поверхность которого выполнена на конус с углом 1.5°_-⁺1°.

Втулка 2 (фиг. 2) выполнена в виде профилированного изогнутого патрубка с различными номинальными диаметрами, причем наружная поверхность начального участка 6 профилирована как конус с углом 1.5°_-⁺1° ответно конусу участка 5 корпуса 1, а конечный участок 7 имеет диаметр соответствующий другой секции газопровода для их стыкового присоединения.

Корпус 1 и втулка 2 выполнены из стали. Марки стали выбирают соотвественно климатическим условиям при эксплуатации.

Электроизолирующая диэлектрическая прослойка 3 изначально нанесена на конусную 6 часть (с углом 1.5°_-⁺1) втулки 2. Толщина диэлектрической прослойки составляет 0,5-0,35 мм.

Для применения в качестве диэлектрической прослойки выбрана эпоксидная порошковая краска (марка П-ЭП-585Т). Свойства и технические характеристики этой краски допускают ее применение на газопроводах для любых условий эксплуатации, диэлектрическая проницаемость этой краски, которая составляет не менее 0,01 кВ/мкм, электрическая прочность не менее 20 В/мкм, допускает ее использование как диэлектрической прослойки.

Сборка изолятора осуществляется на гидравлическом прессе, путем запрессовки конусной части 6 втулки 2 с нанесенной прослойкой 3 в корпус 1 изолятора на глубину конусной части 5 (в соответствии с конструкторской документацией).

В результате запрессовки изолятор представляет собой единую герметичную неразъемную деталь, где корпус 1 и втулка 2 спрессованы зацело с электроизлирующей диэлектрической прослойкой 3 (фиг. 3).

Для дополнительного обеспечения герметичности и склеивания корпуса и втулки их поверхности снаружи обработаны полиэфирной смолой (на чертежах, из-за тонкости, не показана).

На фиг. 4 и фиг. 5 показан пример изолирующего соединения участков газопровода с использованием изолятора согласно изобретению.

Изолирующее соединение (фиг. 4) содержит патрубок 8 с фланцевым расширением 9, изолятор, корпус 1 которого наложен ответной поверхностью и приварен к фланцевому расширению 9, а втулка 2 изолирована прокладкой 7 от расширителя 9 и приварена к патрубку 10 встык. Патрубки 8 и 10 приварены 13 к секциям 11 и 12 газопровода (соответственно) встык (фиг. 5). Электрический ток, распространяющийся по газопроводу, не может преодолеть электроизолирующую диэлектрическую прослойку 3 изолятора и секции 11 и 12 электроизолированы.

На фиг. 6 показан пример изолирующего соединения участков газопровода с шаровым краном с использованием изолятора согласно изобретению.

Корпус 1 изолятора наложен ответной поверхностью и приварен к корпусу 15 шарового крана газопровода, а втулка 2 изолирована прокладкой 14 и приварена 13 встык к патрубку 16, который, также встык, приваривается к газопроводу аналогично изолирующему соединению фиг. 5. Электрический ток, распространяющийся по газопроводу, не может преодолеть электроизолирующую диэлектрическую прослойку 3 изолятора, и участки газопровода и шаровой кран электроизолированы.

Электрическое сопротивление изоляции более 5 Мом при напряжении 1 кВ. Герметичность изолятора и диэлектрические характеристики проверются для допуска к использованию на газопроводах.

Провереннные изоляторы могут использоваться для соединения секций (участков) газопровода, транспортирующих природный газ давлением до 2,5 МПа (до 25 кгс/см²).

Готовые изоляторы, прошедшие испытания, используются для дальнейшей сборки в кранах шаровых и соединениях изолирующих, защищая газопровод и окружающих от блуждающих токов, используются в качестве изолирующей вставки между наземным и подземным трубопроводами, выполнют функцию диэлектрика.

Изобретение касается устройств, обеспечивающих защиту газопроводов от блуждающих токов. Изолятор для газопровода содержит корпус в виде патрубка, внутренняя поверхность которого профилирована и имеет с одной стороны участок, ответный под поверхность соединения с газопроводом, а с другой - участок на конус с углом 1.5°±1°, втулку в виде профилированного изогнутого патрубка с различными номинальными диаметрами, причем наружная поверхность начального участка профилирована как ответная конической поверхности корпуса и имеет конус с углом 1.5°±1°, а конечный имеет диаметр, соответствующий другой секции газопровода для их стыкового соединения, электроизолирующую диэлектрическую прослойку, нанесенную на конусную часть втулки, совместно впрессованные в конус корпуса, при этом корпус и втулка образуют единую неразъемную деталь зацело с электроизолирующей диэлектрической прослойкой, причем в качестве диэлектрической прослойки применяют эпоксидную порошковую краску. Диэлектрическая прослойка имеет толщину 0,5-0,35 мм. Наружные изолирующие поверхности корпуса и втулки были покрыты полиэфирной смолой. Корпус и втулка выполнены из стали. Техническим результатом изобретения является улучшение герметичности и электроизоляции одного участка трубопровода или арматуры от другого при одновременном упрощении монтажа соединения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Изолятор для газопровода, включающий корпус и диэлектрическую прокладку, характеризующийся тем, что изолятор содержит корпус в виде стального патрубка, внутренняя поверхность которого профилирована частично как ответная поверхности газопровода для наложения и присоединения, а другой частью выполнена на конус с углом 1.5°±1°, стальную втулку в виде профилированного изогнутого патрубка с различными номинальными диаметрами, причем наружная поверхность частично профилирована как конус с углом 1.5°±1° ответно конусу корпуса, а конечный участок имеет диаметр под стыковое присоединение к газопроводу, электроизолирующую диэлектрическую прослойку, предварительно нанесенную на конусную часть втулки, спрессованные совместно по конусам так, что образуют зацело единую герметичную неразъемную деталь, при этом в качестве диэлектрической прослойки применяют эпоксидную порошковую краску толщиной 0,5-0,35 мм.

2. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что наружные изолирующие поверхности корпуса и втулки покрыты полиэфирной смолой.

3. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус и втулка выполнены из стали, выбранной соответственно климатическим условиям при эксплуатации.