Компенсатор угловых перемещений трубопроводов

Авторы патента:

F16L51/02 - с сильфонами или деформируемыми фальцованными или гофрированными трубами

Владельцы патента RU 2555603:

Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к компенсационным устройствам для трубопроводов и может быть использовано в пневмо- и гидросистемах, транспортирующих агрессивные и взрывоопасные среды. Компенсатор угловых перемещений трубопроводов состоит из магистрального сильфона и шарнирного поворотного устройства, размещенного на оси сильфона между пилонами, соединяющими поворотное устройство с противоположными концами сильфона. Поворотное устройство помещено в герметичную оболочку, соединенную с окружающей средой с помощью дренажного канала (трубки). Герметичная оболочка состоит из внутреннего сильфона, опорных втулок и двух пустотелых обтекателей, неподвижно соединенных между собой. Поворотное устройство состоит из сферического подшипника, закрепленного на пальце с помощью штифта, при этом наружная сфера взаимодействует с внутренней сферой серьги, а наружная цилиндрическая поверхность пальца подвижно взаимодействует с внутренними цилиндрическими поверхностями вилки. Технический результат: исключение возгорания и засорения рабочих продуктов частицами абразивного износа трущихся пар в поворотном устройстве, частичная разгрузка поворотного устройства, уменьшение его габаритов в радиальном направлении. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в пневмо- и гидросистемах других отраслей промышленности, транспортирующих агрессивные и взрывоопасные среды.

Известны компенсаторы угловых перемещений трубопроводов, сильфонного типа с кольцевыми карданными поворотными устройствами, помещенными во внутреннюю полость магистрального сильфона и расположенными по наружному контуру проходного сечения трубопровода: патенты США №2936185 от 01.03.1956 г., кл. 285-226 и №3112129 от 08.09.1958 г., кл. 285-226; патенты Великобритании №792476 от 03.08.1955 г., кл. 99 (J) F06l и №1039461 от 25.01.1963 г., кл. F2G6D и F06l.

Недостатками вышеперечисленных патентов является:

- возможность засорения транспортируемого продукта частицами абразивного износа трущихся частей поворотных устройств;

- опасность возгорания при транспортировании взрывоопасного продукта;

- отсутствие разгрузки поворотных устройств от воздействия распорных усилий, действующих в магистральных сильфонах.

Известно расширительное устройство - патент США №2901272 от 09.01.1956 г., кл. 285-226 (прототип).

Оно состоит из двух последовательно соединенных магистральных сильфонов. Силовая связь противоположных концов устройства осуществляется через пилоны, между которыми установлен шарнир Гука, размещенный на одной оси с сильфонами.

Устройство имеет все выше перечисленные недостатки, характерные для аналогов. Кроме этого необходимо отметить, что крестовина шарнира Гука имеет большие габариты в радиальном направлении.

Расположение кардана на оси расширительного устройства конструктивно позволяет исключить возможность засорения и возгорания транспортируемого продукта за счет изоляции трущихся поверхностей с помощью замкнутой гибкой оболочки, например сильфона. Использование в качестве оболочки сильфона позволяет обеспечить частичную разгрузку кардана от действия осевых сил.

Технической задачей изобретения является создание компенсатора угловых перемещений трубопроводов с улучшенными характеристиками при транспортировке агрессивных и взрывоопасных продуктов за счет исключения засорения и возгорания рабочих продуктов частицами абразивного износа трущихся пар в поворотном устройстве, частичной разгрузки поворотного устройства и уменьшения его габаритов в радиальном направлении.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном компенсаторе угловых перемещений трубопроводов, состоящем из магистрального сильфона и шарнирного поворотного устройства размещенного на оси сильфона между пилонами, соединяющими поворотное устройство с противоположными концами сильфона, согласно изобретению поворотное устройство помещено в герметичную оболочку, соединенную с окружающей средой с помощью дренажного канала, герметичная оболочка состоит из внутреннего сильфона, опорных втулок и двух пустотелых обтекателей, неподвижно соединенных между собой, а поворотное устройство состоит из сферического подшипника, закрепленного на пальце с помощью штифта, при этом наружная сфера взаимодействует с внутренней сферой серьги, а наружная цилиндрическая поверхность пальца подвижно взаимодействует с внутренними цилиндрическими поверхностями вилки.

На фигуре представлена конструкция предлагаемого компенсатора угловых перемещений трубопроводов, где:

1 - магистральный сильфон;

2 - опорное кольцо;

3 - поворотное устройство;

4 - сферический подшипник;

5 - палец;

6 - штифт;

7 - серьга;

8 - тяга;

9 - опорная втулка;

10 - вилка;

11 - тяга;

12 - опорная втулка;

13 - пилон;

14 - герметичная оболочка;

15 - дренажный канал (трубка);

16 - обтекатель;

17 - внутренний сильфон.

Предлагаемый компенсатор состоит из магистрального сильфона 1 с приваренными к нему опорными кольцами 2 и поворотного устройства 3, в состав которого входит сферический подшипник 4, закрепленный на пальце 5 с помощью штифта 6. Наружная сферическая поверхность подшипника 4 взаимодействует подвижно с внутренней сферической поверхностью серьги 7, выполненной заодно с тягой 8, закрепленной на опорной втулке 9.

Наружная цилиндрическая поверхность пальца 5 подвижно взаимодействует с внутренними цилиндрическими поверхностями вилки 10, выполненной заодно с тягой 11, закрепленной на опорной втулке 12. Опорные втулки 9 и 12 соединены неподвижно с опорными кольцами 2 с помощью пилонов 13.

Поворотное устройство 3 помещено в герметичную оболочку 14, соединенную с окружающей средой с помощью дренажного канала (трубки) 15. Герметичная оболочка 14 состоит из обтекателей 16, опорных втулок 9, 12 и внутреннего сильфона 17 между ними.

Компенсатор работает следующим образом.

При наличии в магистралях рабочего давления в магистральном сильфоне 1 действует распорное усилие, а во внутреннем сильфоне 17 сжимающее усилие. В результате этого поворотное устройство 3 частичного разгружено и воспринимает осевую нагрузку, равную

F_o=p(f_м-f_вн),

где:

F_o - осевое усилие, воспринимаемое поворотным устройством;

Р - давление транспортируемой среды;

f_м и f_вн - эффективная площадь магистрального и внутреннего сильфона соответственно.

Дренажная трубка 15 предназначена для контроля герметичности оболочки 14 при изготовлении компенсатора и поддержания в ней давления окружающей среды при его работе.

Поворотное устройство 3 обладает двумя степенями свободы и позволяет компенсировать угловые перемещения трубопроводов в плоскости х - у - за счет поворота пальца 5 в вилке 10 и в плоскости х - z - за счет поворота сферического подшипника 4 в серьге 7.

Предлагаемый компенсатор обладает следующими положительными свойствами:

- исключается возможность засорения транспортируемого продукта частицами абразивного износа трущихся частей поворотного устройства;

- исключается опасность возгорания взрывоопасного продукта при транспортировании;

- поворотное устройство частично разгружено от воздействия распорных усилий, действующих в магистральных сильфонах;

- поворотное устройство имеет минимальные габаритные размеры в радиальном направлении, что уменьшает гидравлическое сопротивление компенсатора.

1. Компенсатор угловых перемещений трубопроводов, состоящий из магистрального сильфона и шарнирного поворотного устройства, размещенного на оси сильфона между пилонами, соединяющими поворотное устройство с противоположными концами сильфона, отличающийся тем, что поворотное устройство помещено в герметичную оболочку, соединенную с окружающей средой с помощью дренажного канала.

2. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что герметичная оболочка состоит из внутреннего сильфона, опорных втулок и двух пустотелых обтекателей, неподвижно соединенных между собой.

3. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что поворотное устройство состоит из сферического подшипника, закрепленного на пальце с помощью штифта, при этом наружная сфера взаимодействует с внутренней сферой серьги, а наружная цилиндрическая поверхность пальца подвижно взаимодействует с внутренними цилиндрическими поверхностями вилки.

Изобретение относится к устройствам для компенсации перемещений трубопроводов. Компенсатор размещен на трубопроводе с теплоизоляцией, состоящей из пенополиуретанового слоя и полиэтиленовой оболочки.

Подвижное соединение фланцев металлических труб // 2514809

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в гидротранспорте, теплоснабжении и газоснабжении. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы подвижного соединения фланцев металлических труб, упрощение конструкции и снижение расхода материалов. Технический результат достигается тем, что по тору оболочки куполообразные углубления выполнены переменной глубины и разного диаметра в сторону увеличения от минимального диаметра тора до его максимального диаметра.

Компенсатор // 2511853

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в качестве компенсационного соединения трубопроводов различного назначения. Компенсатор содержит эластичную трубу с уплотнительными отбортовками и установленные снаружи от эластичной трубы с радиальным зазором ограничительные втулки с присоединительными фланцами.

Керамический компенсационный элемент для радиальной и осевой подвижности с защитой от проникновения воды // 2476755

Изобретение относится к компенсационному элементу для проходки горячей технологической трубы через стену. .

Компенсационное устройство трубопровода (варианты) // 2451864

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в различных видах промышленности (газовой, нефтяной, молочной, авиационной, космической и др.), где необходима компенсация угловых и линейных перемещений трубопроводов в больших пределах.

Температурное компенсационное устройство для трубопроводов // 2445542

Изобретение относится к оборудованию трубопроводного транспорта. .

Компенсатор трубопровода // 2439419

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, в частности к устройствам компенсации температурных изменений трубопроводов, и может быть использовано в энергетике, химической промышленности, машиностроении.

Сильфонный компенсатор для бесканальной прокладки // 2431072

Изобретение относится к трубопроводной технике и предназначено для компенсации тепловых перемещений трубопроводов. .

Регулирующее устройство байпасного типа // 2426928

Компенсатор для трубопроводов // 2406913

Изобретение относится к компенсационным устройствам для трубопроводов. .

Сильфонный компенсатор // 2561816

Изобретение относится к ракетостроению и может быть использовано для соединения фланцев входных магистралей жидкостных ракетных двигателей с фланцами трубопроводов или баков ракет носителей. В предлагаемом сильфонном компенсаторе, содержащем магистральные сильфоны, патрубок с приваренной втулкой, разгрузочный элемент, центрирующие опоры, сферические шарниры, шток, согласно изобретению магистральные сильфоны расположены под прямым углом друг к другу, соединены между собой и разгрузочным элементом при помощи тройника, при этом на входе в горизонтальный магистральный сильфон установлен патрубок со втулкой, содержащей одну центрирующую опору со сферическим шарниром, а разгрузочный элемент снабжен второй центрирующей опорой со сферическим шарниром во втулке патрубка. Изобретение позволяет компенсировать угловые и линейные перемещения фланцев топливного бака и ракетного двигателя, повысить надежность работы разгрузочного элемента и сферических шарниров. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Трубный элемент, обеспечивающий уменьшенный перепад давления // 2587018

Изобретение относится к трубному элементу (1), который может служить удобным соединительным элементом в линии циркуляции текучей среды в любой области промышленного применения, в частности в реактивном двигателе. Трубный элемент содержит деформируемую трубчатую оболочку (2) в виде сильфона (9) с кольцевыми выпуклостями (3), образующими внутренние выступы, и защитную рубашку (4), содержащую концевой сегмент (5), который закреплен в трубчатой оболочке (2) и свободный конец которого выступает внутрь трубчатой оболочки (2). При этом защитная рубашка (4) содержит множество дополнительных сегментов (6, 16, 17, 18, 20), частично входящих друг в друга, причем каждый из дополнительных сегментов (6, 16, 17, 18, 20) содержит на периферии своей наружной поверхности (7) по меньшей мере один захватный элемент (8), закрепленный на наружной поверхности (7) и взаимодействующий по меньшей мере с одной кольцевой выпуклостью (3). Технический результат - уменьшение перепада давлений в трубном элементе. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Гибкая компенсаторная вставка с гасителем пульсаций давления // 2592571

Изобретение относится к области производства трубопроводной арматуры, в частности к производству упругих компенсаторных вставок и гасителей пульсаций давления рабочей среды трубопроводов для транспортирования жидких сред. Гибкая компенсаторная вставка с гасителем пульсаций давления содержит покровный и герметизирующий слои резины, армирующие слои корда и фланцы, при этом внутри вставки вдоль продольной оси смонтирован гаситель пульсаций давления, при этом одним концом гаситель пульсаций прикреплен по крайней мере двумя ребрами к фланцу гибкой компенсаторной вставки, а другим концом может крепиться по крайней мере двумя ребрами к фланцу гибкой компенсаторной вставки жестко или подвижно. Технический результат - объединение функции компенсации относительных перемещений трубопроводов и функции эффективного снижения уровня гидродинамического шума, создаваемого потоком рабочей жидкости в трубопроводе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления сильфона // 2633252

Изобретение относится к технологии изготовления устройств для подвижного соединения трубопроводов - сильфонов. Способ изготовления сильфона включает обработку его поверхности очисткой, сушкой и нанесение раствора ФПАВ (фторсодержащего поверхностно-активного вещества). На поверхность наносят раствор ФПАВ с концентрацией от 0,1 до 5,0 мас. % во фторорганическом растворителе, а затем проводят сушку. Нанесение проводят либо после стадии формирования заготовок для сильфонов, либо после стадии формовки и сушки сильфонов. ФПАВ выбирают из класса перфторполиоксапропилен- или перфторполиоксаэтиленкарбоновых кислот или их смеси (молекулярная масса ФПАВ от 3000 до 7500), которые растворены во фторорганическом растворителе, например в хладоне 113 или в перфторэтилизопропилкетоне. Нанесение ФПАВ проводят при температуре 20-60°C в течение 50-60 минут. Технический результат: увеличение рабочих ресурсов готовых сильфонов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Применение компенсатора для напорного трубопровода в качестве соединения звеньев трубопровода // 2638490

Изобретение относится к устройствам для компенсации перемещений трубопровода и может быть использовано для соединения звеньев труб. Предложенный компенсатор для напорного трубопровода содержит муфту и размещенную в ней эластичную оболочку со штуцером, предназначенным для создания разряжения и прилегания оболочки к внутренней поверхности муфты по ее окружности. Штуцер выполнен с возможностью соединения с атмосферой после ввода звеньев трубопровода в муфту для облегания оболочкой концов звеньев трубопровода. Оболочка оснащена клапаном на ее внутренней поверхности. Повышает производительность сборки трубопровода. 2 ил.

Сильфонное компенсационное устройство для бесканальной прокладки трубопровода // 2640136

Изобретение относится к устройствам для компенсации осевых перемещений теплогидроизолированных трубопроводов в процессе эксплуатации. Устройство содержит сильфонный компенсатор 2, расположенный в жестком защитном корпусе 3 и соединенный патрубками с рабочей трубой 1. Рабочая труба 1 в зоне расположения сильфонного компенсатора 2 охвачена полимерной гидрозащитной трубой-оболочкой 4, под которой размещен слой теплоизоляции из вспененных материалов 7, проводники системы мониторинга и другие элементы, например центрирующие опоры. Гидрозащитная труба-оболочка 4 имеет гофрированный участок 5, отделенный от внешней среды с помощью кожуха 6, устанавливаемого поверх гофрированного участка 5. Долговечность и работоспособность сильфонного компенсационного устройства обусловлена его надежной герметизацией, не нарушаемой при деформациях трубопровода, что достигается за счет выполнения на гидрозащитной трубе-оболочке 4 гофрированного участка 5, придающего гидрозащитной трубе-оболочке способность деформироваться без разрушения при изменениях температурным режимов теплоносителя трубопровода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.