Компенсатор температурного удлинения трубопроводов Советский патент 1984 года по МПК F16L51/00 

I

4

А

сл

Изобретение относится к трубопроводной технике и может быть использовано для компенсации температурных изменений длины трубопроводов различного назначения - тепловых энергетических установок, технологических в нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях.

Известны компенсаторы изменения длины трубопровода, выполненные в виде участка трубопровода различной конфигурации: П-образные и другие 1.

Недостатком этих компенсаторов является наличие усилия отпора упругой деформации компенсатора, которое действует на трубопровод, его опоры и технологическое оборудование, снижая тем самым их надежность и повышая материалоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсатор, выполненный в виде отрезка трубы, составленной из двух полуцилиндрических частей, скрепленных между собой продольными швами. Части изготовлены из материалов с разными температурными коэффициентами линейного расширения 2.

При изменении температуры компенсатора части меняют свои линейные размеры на различные величины, что приводит к изгибу компенсатора в направлении, перпендикулярном плоскости, проходяшей через его ось и линии скрепления частей.

Недостатком данного компенсатора является повышенный расход материала на его изготовление. Так, для обеспечения необходимой величины относительного перемешения концов компенсатора при заданной рабочей температуре он должен иметь определенную длину, обусловленную сочетанием материалов, из которых выполнены составные части, и величиной компенсируемого удлинения трубопровода. Уменьшение длины или снижение материалоемкости путем использования материалов с большей разницей коэффициентов температурного расширения в данном компенсаторе невозможно из-за ограничения по прочностным свойствам в зоне вдоль линий скрепления частей.

Целью изобретения является снижение материалоемкости компенсатора за счет уменьшения его длины.

Указанная цель достигается тем, что компенсатор температурного удлинения трубопроводов, выполненный в виде отрезка цилиндрической трубы, состоящей из частей, изготовленных из материалов с разными температурными коэффициентами линейного расширения и жестко скрепленных между

собой продольными швами, состоит не менее чем из четырех частей, при этом части, выполненные из материалов с большим и меньшим температурным коэффициентом линейного расширения, расположены диаметрально противоположно, а между ними по периметру трубы расположены части равной дуговой длины, выполненные из материала со средним значением температурного коэффициента линейного расширения.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый компенсатор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - графическое пояснение работы компенсатора в составе П-образного трубопровода.

Компенсатор, выполненный в виде отрезка трубы, состоит из частей 1-3. Коэффициент температурного расширения материала, из которого изготовлена часть 1, больше, чем материала, из которого изготовлены части 2, а коэффициент температурного рас ширения материала частей 2 больше, чем коэффициент температурного расширения части 3. Части 1 и 2, 2 и 3 прочно соединены между собой путем сварки или иным способом по линиям 4, параллельным оси

5 трубы. Места соединения располагаются симметрично относительно плоскости б-б, в которой изгибается компенсатор. Для обеспечения компенсации, например, П-образного участка трубопровода применяются четыре компенсатора, скрепленные попарно меж0 ду собой, с трубой 5 и оборудованием 6. Компенсаторы, скрепленные между собой, располагаются таким образом, что вдоль одной образующей, находящейся в плоскости изгиба компенсаторов, лежат части, на-пример 1 и 3, выполненные из разных материалов.

Компенсатор работает следующим образом.

При нагревании компенсатора вместе с трубопроводом части 1-3 удлиняются

0 на разную величину, и компенсатор изгибается, как показано на фиг. 3. Благодаря тому, что между частями 1 и 3 вставлены части 2 с промежуточным значением коэффициента теплового расширения материала, температурные напряжения в местах соединения частей, изготовленных из разных материалов, меньше, чем в компенсаторе, состоящем только из двух частей, изготовленных из тех же материалов, что и части 1 и 3. Поэтому при прочих равных условиях сни0 жение напряжений позволяет уменьщить длину компенсатора и, следовательно, снизить его материалоемкость, сохранив необходимую компенсирующую способность.

КОМПЕНСАТОР ТЕМПЕРАТУРНОГО УДЛИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ, выполненный в виде отрезка цилиндрической трубы, состоящей из частей, изготовленных из материалов с разными температурными коэффициентами линейного расширения и жестко скрепленных между собой продольными швами, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости компенсатора за счет сокращения его длины, компенсатор состоит не менее, чем из четырех частей, при этом части, выполненные из материалов с больщим и меньшим температурным коэффициентом линейного расширения, расположены диаметрально противоположно, а между ними по периметру трубы расположены части равной дуговой длины, выполненные из материала со средним значением температурного коэффициента линейного расширения. €