Компенсатор

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в качестве компенсационного соединения трубопроводов различного назначения. Эластичная труба с уплотнительными отбортовками размещена в ограничительные втулки, образующие с наружной поверхностью эластичной трубы радиальный компенсационный зазор. Ограничительные втулки снабжены присоединительными фланцами, прижимающими уплотнительные отбортовки эластичной трубы к присоединительным фланцам соединяемых трубопроводов. Длина эластичной трубы превышает суммарную длину наружных ограничительных втулок на величину осевого компенсационного зазора, образующегося между кромками ограничительных втулок. Расположенный в области осевого компенсационного зазора и свободный от опоры на наружные ограничительные втулки участок эластичной трубы снабжен армирующим элементом. Компенсатор обладает продольной, поперечной и угловой устойчивостью. Повышает компенсирующую способность в поперечном и угловом направлениях. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной технике, и может быть использовано в качестве компенсационного соединения трубопроводов различного назначения.

Известен трубопроводный компенсатор, защищенный патентом GB 838560, МПК F 16 L 51/02, дата публикации - 22.06.1960. Компенсатор-аналог содержит эластичную неметаллическую трубу с компенсирующей складкой и зажимаемыми в присоединительных фланцах уплотнительными отбортовками. Цилиндрические участки эластичной неметаллической трубы армированы наружными втулками и кольцами из пруткового материала.

Недостатком аналога является низкая компенсирующая способность устройства в поперечном направлении из-за отсутствия компенсационного зазора между эластичной неметаллической трубой и наружными армирующими элементами. Данное обстоятельство ограничивает использование устройства-аналога в диапазоне давлений транспортируемой по трубопроводу рабочей среды.

Прототипом заявляемого устройства является компенсатор осевых деформаций трубопроводов, защищенный патентом RU 2083907, МПК⁶ F 16 L 51/02, дата публикации - 10.07.1997. Компенсатор-прототип включает эластичную неметаллическую трубу с уплотнительными отбортовками и наружные ограничительные втулки, установленные телескопически по отношению друг к другу. Наружные ограничительные втулки образуют с эластичной неметаллической трубой радиальные зазоры. На той части протяженности эластичной неметаллической трубы, которая размещена внутри наружной ограничительной втулки большего диаметра и имеет пространство для компенсационного расширения, в тело трубы включена армирующая пружина, определяющая волны деформации трубы. Каждая уплотнительная отбортовка эластичной неметаллической трубы зажата между присоединительным фланцем трубопровода и присоединительным фланцем наружной ограничительной втулки.

Недостатком прототипа является то, что телескопическое расположение наружных ограничительных втулок снижает компенсирующую способность устройства в поперечном и угловом направлениях.

Заявленное изобретение позволяет повысить компенсирующую способность устройства в поперечном и угловом направлениях при сохранении его надежности и долговечности.

Заявленный технический результат достигается в компенсаторе, включающем эластичную трубу с армирующим включением и уплотнительными отбортовками, а также ограничительные втулки. Ограничительные втулки установлены снаружи от эластичной трубы с радиальным зазором. Длина эластичной трубы превышает суммарную длину наружных ограничительных втулок, а армирующее включение размещено на части протяженности эластичной трубы, свободной от опоры на наружные ограничительные втулки.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображен заявленный компенсатор в ненагруженном состоянии, на фиг.2 - заявляемый компенсатор в нагруженном состоянии.

Компенсатор содержит эластичную трубу 1 длиной L₁ с уплотнительными отбортовками 2 и 3. Снаружи от эластичной трубы 1 установлены ограничительные втулки 4 и 5 длиной L₂ и L₃ соответственно, образующие с наружной поверхностью эластичной трубы радиальный компенсационный зазор ΔR. Противолежащие торцевые кромки 6 и 7 ограничительных втулок 4 и 5 скруглены наружу по радиусу r. Ограничительные втулки 4 и 5 снабжены также присоединительными фланцами 8 и 9, прижимающими уплотнительные отбортовки 2 и 3 эластичной трубы 1 к присоединительным фланцам 10 и 11 соединяемых трубопроводов 12 и 13. Плотность фланцевых соединений обеспечивается крепежными деталями 14. Длина L₁ эластичной трубы 1 превышает суммарную длину (L₂+L₃) наружных ограничительных втулок 4 и 5 на величину осевого компенсационного зазора ΔL, образующегося между противолежащими кромками 6 и 7 ограничительных втулок 4 и 5. Расположенный в области осевого компенсационного зазора ΔL и свободный от опоры на наружные ограничительные втулки 4 и 5 участок эластичной трубы 1 ужесточен с помощью армирующего включения 15.

Заявляемый компенсатор работает следующим образом.

При установке компенсатора на соединяемые трубопроводы 12 и 13 неармированные участки эластичной трубы 1 за счет своей радиальной деформации в пределах радиального компенсационного зазора ΔR и осевой деформации в пределах осевого компенсационного зазора ΔL поглощают относительные осевые, поперечные и угловые смещения соединяемых трубопроводов, а также различные отклонения геометрических размеров и формы соединяемых трубопроводов от номинальных. Ограничительные втулки 4 и 5 выполняют при этом функции направляющих и защитных обечаек. В процессе работы компенсатора втулки сближаются без соприкосновения торцевых кромок 6 и 7. Размеры компенсационных зазоров ΔR и ΔL определяют максимально допустимые значения указанных отклонений и относительных смещений трубопроводов. Участок эластичной трубы 1, ужесточенный армирующим включением 15, сохраняет в процессе работы компенсатора практически первоначальную форму, не выпучивается в осевой компенсационный зазор ΔL и не подвергается дополнительному износу.

Наличие радиального и осевого компенсационных зазоров ΔR и ΔL обеспечивает высокую продольную гибкость и хорошую поперечную эластичность заявляемого компенсатора. При этом армирование эластичной трубы 1 наружными ограничительными втулками 4 и 5 в совокупности с ужесточением свободного от опоры на втулки 4 и 5 участка эластичной трубы 1 арматурой 15 обеспечивает хорошую продольную, поперечную и угловую устойчивость компенсатора.

Таким образом, конструктивные отличия заявляемого компенсатора позволяют эффективно поглощать значительные по величине относительные смещения соединяемых трубопроводов в любом направлении без ущерба для целостности устройства. Заявляемый компенсатор обладает большим ресурсом работы при сохранении высокой надежности функционирования.

Компенсатор, включающий эластичную трубу с армирующим включением и уплотнительными отбортовками, установленные снаружи от эластичной трубы с радиальным зазором ограничительные втулки, отличающийся тем, что длина эластичной трубы превышает суммарную длину наружных ограничительных втулок, при этом армирующее включение размещено на части протяженности эластичной трубы, свободной от опоры на наружные ограничительные втулки.