Компенсатор для трубопроводов Советский патент 1987 года по МПК F16L51/02 

Изобретение относится к области трубопроводной техники и может быть использовано в машиностроении, нефтяной и газовой промышленности при создании систем и трубопроводов, разгруженных от осевых сил реакций упругих элементов компенсаторов.

Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения зоны нечувствительности регулируюшего органа устройства уравновешивания осевых сил упругости компенсируюшей оболочки.

На фиг. 1 показан компенсатор, разрез; на фиг. 2 - золотниковый распределитель, разрез; на фиг. 3 - диаграмма перемеш,ений участков компенсирующей оболочки при тепловых перемещениях трубопроводов до включения устройства уравновешивания от сил упругости и после уравновешивания.

Компенсатор для трубопроводов (фиг. 1) содержит присоединительпые патрубки 1 и 2, связанные с компенсирующей гофрированной оболочкой 3, кожух 4 и разгружающую камеру 5, состоящую из двух коаксиаль- но размещенных одна в другой и охватывающих присоединительный патрубок 2 гофрированных оболочек 6 и 7, устройство уравновешивания осевых сил упругости компенсирующей оболочки 3 с регулирующим органом 8, которое выполнено в виде двух соосно расположенных на подвижном основании 9 камер 10 и И, образованных гофрированными оболочками 12 и 13 с торцовыми стенками 14 -16. Стенка 14 является общей для обеих камер 10 и П и установлена подвижно на основании 9, а две другие стенки 15 и 16 закреплены на нем жестко. Компенсирующая оболочка 3 снабжена двумя дополнительными гофрами 17 и 18, гофр 17 связан тягами 19 с общей торцовой стенкой 14 камер, а гофр 18 посредством тяг 20 - с основанием 9. Регулирующий орган 8 представляет собой золотниковый распределитель, связывающий полость компенсатора с камерами 10 и 11, при этом золотник 21 распределителя соединен с основанием 9, а его корпус 22 установлен на патрубке 2 с разгружающей камерой 5 (фиг. 2). Оболочка 3 соединена с дополнительными гофрами 17 и 18 через кольца 23 и 24.

Компенсатор для трубопроводов работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости в трубопровод разгрузка патрубков 1, 2 и оболочки 3, охватываемой кожухом 4, от поршневой силы давления производится с помощью разгружающей камеры 5, заполненной жидкостью. Разгружающая камера 5, образованная коаксиальными оболочками 6 и 7, имеет эффективную площадь, равную площади сечения патрубков 1 и 2 или незначительно превыщающую ее. Поэтому силы давления, действующие на торцы камеры.

уравновещивают силу распора в трубопроводе.

При тепловом перемещении трубопроводов возникает осевая деформация компенсирующей оболочки 3 и включается устройство уравновешивания осевых сил ее упругости.

При осевом расширении трубопровода патрубок 2 сближается с патрубком 1, например, на величину - Л, сжимая компенсирующую оболочку 3 на величину -6 и каждый дополнительный гофр - на -е фиг. 3, нижняя часть пунктирной ломаной линии). Основание 9 устройства уравновешивания выполнено подвижным, так как оно прикреплено к кольцу 23, перемещения которого

отличаются от перемещений патрубка 2 на величину - е (фиг. 3) Перемещение вправо сечения 1 патрубка 2 и установленного в этом сечении корпуса 22 распределителя больше, чем у размещенных в сечении П кольца 23

0

и соединенного с ним золотника 21 на величину -8, так же, как перемещение кольца 24 в сечении III по отношению к патрубку 1 (сечение IV). Следовательно, золотник 21 смещается влево относительно корпуса 22, при этом камера 11 сое5 диняется с внутренней полостью патрубка 2, а камера 10 - со сливной магистралью (фиг. 2). Оболочка 13 разжимается, а оболочка 12 сжимается и стенки 14 и 15 сближаются. Кольцо 24, соединенное тягами 19 со стенкой 14, смещается влево, а .кольцо 23,

0 соединенное тягами 20 со стенкой 16, - вправо. При этом кольца 23 и 24 сближаются, сжи.мая оболочку 3 на величину - -2Е и разжимая гофры 17 и 18 до их номинального состояния. Золотник 21 распределителя смещается вправо на величи5 ну е и в момент устранения сжатия гофров 17 и 18 занимает среднее положение, разобщая камеру 11 от патрубка 2 и камеру 10 от сливного трубопровода. В результате этого все тепловое перемещение

Q трубопроводов -Л принимает на себя компенсирующая оболочка 3 (фиг. 3, средняя часть сплошной ломаной линии под осью X). Силы реакций оболочки 3 уравновешиваются дополнительной сжимающей силой, создаваемой за счет перепада давления в ка5 мерах 10 и 11. При этом гофры 17 и 18 и соединенные с ними патрубки 1 и 2 полностью разгружены от осевых сил упругости сжатой оболочки 3.

При осевом сокращении трубопровода и связанным с этим удлинением компенса0 тора на величину Л (фиг. 3) устройство уравновешивания с распределителем работают в противоположном направлении. Компенсирующая оболочка растягивается на величину 6, каждое из податливых колец -- на величину к (фиг. 3, верхняя часть

пунктирной ломаной линии). Золотник 21 при этом смещается вправо относительно корпуса 22, и камера 10 соединяется с внутренней полостью патрубка 2, а камера 11-

со сливной магистралью. Расстояние между кольцами 23 и 24 возрастает, оболочка 3 растягивается на величину 2е, а гофры 17 и 18 сжимаются до своего номинального состояния. Золотник 21 распределителя возвращается в среднее положение, а все тепловое перемещение трубопровода принимает на себя компенсирующая оболочка 3 (фиг. 3, средняя часть сплошной ломаной линии над осьюХ). В результате этого гофры 17 и 18 и соединенные с ними патрубки 1 и 2 полностью разгружены от осевых сил упругости растянутой оболочки 3.

Формула изобретения

Компенсатор для трубопроводов, содержащий присоединительные патрубки, связанные с компенсирующей гофрированной оболочкой, кожух и разгружающую камеру, состоящую из двух коаксиально размещенных одна в другой и охватывающих присоединительный патрубок гофрированных

оболочек, устройство уравновещивания осевых сил упругости компенсируюн1ей оболочки с регулирующим органом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения зоны нечувствительности регулирующего органа, устройство уравновешивания выполнено в виде двух соосно расположенных на подвижном основании камер, образованных гофрированными оболочками с торцовыми стенками,

одна из которых является общей для обеих камер и установлена подвижно на основании, а две другие закреплены на нем жестко, компенсирующая оболочка снабжена двумя кольцами, одно из которых связано тягами с общей торцовой стенкой камер, а другое - с основанием, а регулирующий орган представляет собой золотниковый распределитель, связывающий полость компенсатора с камерами, при этом золотник распределителя соединен с основанием, а его корпус установлен на патрубке с разгружающей камерой.

Изобретение относится к области трубопроводной техники и позволит новысить надежность работы компенсатора за счет уменьшения зоны нечувствительности pervЧ 6 1510 1 П 11 /3 I I I 1 лируюнхего органа устройства уравновешивания осевых сил упругости комненсирую- шей оболочки. Компенсатор содержит присоединительные патрубки 1 и 2, компенсирующую гофрированную оболочку 3, разгружающую камеру 5, устройство уравновешивания осевых сил упругости оболочки 3 с регулирующим органом 8 в виде золотникового распределителя, состоящее из двух сильфонных камер 10 и 11, установленных на подвижной основании 9. Торцовая стенка 14 является общей для камер 10 и 11, перемещается относительно основания 9 и связана тягами 19 с кольцом 24, установленным на оболочке 3. Основание 9 связано тягами 20 с кольцом 23, также установленным на оболочке 3. Корпус регу- лируюплего органа закреплен на патрубке 2, а его золотник связан с кольцом 23. 3 ил. 8 20 23 19 III/ 2k «с (Л 17 со ьо 00 О5 со со

2/ А / .7

жадности

Hudfiocmb (Риг.г

се 4.1 Сеч.Ц

сеч.ш СечУ

Ло разгр1/зка гофр л, 18

После розгруэни Фиг.1,

Редактор Н. Тупица Заказ 3472/42

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Ларионов Те.хредИ. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 811Подписное