Компенсационное устройство трубопровода (варианты)



Компенсационное устройство трубопровода (варианты)
Компенсационное устройство трубопровода (варианты)

 


Владельцы патента RU 2451864:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

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. Компенсационное устройство трубопровода содержит патрубки и фланцы. Патрубки соединены между собой изогнутым патрубком, причем патрубки лежат в одной плоскости. В качестве компенсирующих элементов применены три сильфонных компенсатора, компенсирующие перемещения в телесном угле. Два компенсатора входят в состав одного патрубка, а третий - в составе другого патрубка. В средней части компенсационного устройства установлена опора, обеспечивающая перемещения в плоскости компенсационного устройства. Опора жестко закреплена к неподвижному элементу конструкции. В компенсационном устройстве трубопровода по второму варианту два из сильфонных компенсаторов компенсируют перемещения в телесном угле и входят в состав одного патрубка, а третий сильфонный компенсатор, который входит в состав другого патрубка, компенсирует угловые перемещения в плоскости компенсационного устройства. Ось поворота компенсатора перпендикулярна плоскости компенсационного устройства. При использовании изобретения повышается надежность работы компенсационного устройства трубопровода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

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.

Компенсационные элементы трубопровода обеспечивают его работоспособность при относительных перемещениях (линейных и угловых) соединяемых ими элементов, а варианты применения компенсационных элементов зависят как от величины и характера этих перемещений, так и от возможностей самих компенсационных элементов.

В качестве компенсационных элементов применяются, например, сильфонные компенсаторы, которые могут быть выполнены как с наружными карданными узлами, так и с внутренними шарнирами, соответственно обеспечивающие компенсирование угловых перемещений как в телесном угле, так и в одной плоскости.

Зачастую требуется компенсировать угловые и линейные перемещения в значительных пределах, например в трубопроводе большой протяженности.

Известно компенсационное устройство трубопровода по патенту №2265769, содержащее три соединенных между собой патрубками шарнира, выполненных в виде вставленных одна в другую полых сфер, который принят за прототип.

Недостатками прототипа является:

- при воздействии вибродинамических нагрузок (источником которых может быть, например, насос для перекачки рабочего тела) компенсационное устройство трубопровода ничем не ограничено от перемещений в направлении, перпендикулярном плоскости размещения шарниров, в результате чего на резонансных частотах может произойти его разрушение, что значительно снижает надежность конструкции;

- шарниры, выполненные в виде вставленных одна в другую полых сфер, требуют дополнительных элементов герметизации, что также снижает надежность работы устройства.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы компенсационного устройства трубопровода.

В компенсационном устройстве трубопровода, содержащем патрубки и фланцы, задача по первому варианту решается за счет того, что патрубки соединены между собой изогнутым патрубком, причем патрубки лежат в одной плоскости, в качестве компенсирующих элементов применены три сильфонных компенсатора, компенсирующие перемещения в телесном угле, два из которых входят в состав одного патрубка, а третий - в составе другого патрубка; в средней части компенсационного устройства установлена опора, обеспечивающая перемещения в плоскости компенсационного устройства, а сама опора жестко закреплена к неподвижному элементу конструкции.

В компенсационном устройстве трубопровода, содержащем компенсирующие элементы, патрубки и фланцы, задача по второму варианту решается за счет того, что патрубки соединены между собой изогнутым патрубком, причем патрубки лежат в одной плоскости, в качестве компенсирующих элементов применены три сильфонных компенсатора, два из них компенсируют перемещения в телесном угле и входят в состав одного патрубка, а третий сильфонный компенсатор, который входит в состав другого патрубка, компенсирует угловые перемещения в плоскости компенсационного устройства, причем ось поворота компенсатора перпендикулярна плоскости компенсационного устройства.

На фиг.1 представлено компенсационное устройство трубопровода по первому варианту с применением опоры, на фиг.2 представлено компенсационное устройство трубопровода по второму варианту, где:

1 - фланцы;

2 - изогнутый патрубок;

3 - сильфонные компенсаторы;

4 - патрубки;

5 - плоскость компенсационного устройства;

6 - опора;

7 - неподвижный элемент конструкции;

8 - средняя часть компенсационного устройства;

9 - основание;

10 - ось поворота компенсатора;

11 - свободный прижим.

Компенсационное устройство трубопровода по первому варианту, содержащее патрубки 4 и фланцы 1, патрубки 4 соединены между собой изогнутым патрубком 2, причем патрубки 4 лежат в одной плоскости, компенсирующие элементы, в качестве которых применены три сильфонных компенсатора 3, компенсирующие перемещения в телесном угле, два из которых входят в состав одного патрубка 4, а третий - в составе другого патрубка 4. В средней части компенсационного устройства 8 установлена опора 6, обеспечивающая перемещение в плоскости компенсационного устройства 5, а сама опора 6 жестко закреплена к неподвижному элементу конструкции 7.

Опора 6 может быть выполнена, например, в виде основания 9, жестко закрепленного к неподвижному элементу конструкции 7, со свободным прижимом 11. Опора 6 позволяет участку компенсационного устройства с одним сильфонным компенсатором 3 перемещаться только в плоскости компенсационного устройства 5, а участок компенсационного устройства с двумя сильфонными компенсаторами 3 не имеет ограничений по перемещениям.

Опора 6, закрепленная на неподвижном элементе конструкции 7, будет воспринимать поперечную нагрузку, при этом образовывается система пространственных связей, обеспечивающая динамическую и статическую прочность конструкции.

Компенсационное устройство трубопровода по второму варианту, содержащее патрубки 4 и фланцы 1, патрубки 4 соединены между собой изогнутым патрубком 2, причем патрубки 4 лежат в одной плоскости, компенсирующие элементы, в качестве которых применены три сильфонных компенсатора 3, два из них компенсируют перемещения в телесном угле и входят в состав одного патрубка 4, а третий сильфонный компенсатор 3, который входит в состав другого патрубка 4, компенсирует угловые перемещения в плоскости компенсационного устройства 5, причем ось поворота компенсатора 10 перпендикулярна плоскости компенсационного устройства 5.

Расстояния между сильфонными компенсаторами 3 определяются расчетом из условий компенсации максимальных расчетных величин относительных перемещений, при этом плоскость компенсационного устройства 5 располагают максимально близко к плоскости, в которой образуются максимальные перемещения.

В сильфонных компенсаторах 3 соединение сильфонов с фланцами выполняется в сварном варианте, поэтому каких-либо дополнительных элементов герметизации не требуется.

Во втором варианте нагрузка, действующая на компенсационное устройство в направлении, перпендикулярном плоскости компенсационного устройства, воспринимается шарнирным узлом сильфонного компенсатора 3, компенсирующего угловые перемещения только в плоскости компенсационного устройства 5.

Компенсационное устройство трубопровода работает следующим образом.

В процессе эксплуатации компенсационное устройство трубопровода компенсирует все продольные и поперечные перемещения за счет изгиба сильфонных компенсаторов 3 по первому варианту, причем средняя часть компенсационного устройства 8 перемещается в опоре 6 в плоскости компенсационного устройства 5.

В процессе эксплуатации компенсационное устройство трубопровода по второму варианту компенсирует все продольные и поперечные перемещения за счет изгиба сильфонных компенсаторов 3.

Компенсационное устройство трубопровода располагают в плоскости наибольших относительных перемещений, что позволит ему работать в наиболее благоприятных условиях.

Податливость сильфонных компенсаторов 3 определяется их жесткостью.

Предлагаемое компенсационного устройства трубопровода может компенсировать перемещения в больших пределах, в том числе технологические (монтажные) перемещения. В случае если максимальные относительные перемещения относительно нулевого положения не одинаковы, то можно увеличить возможности компенсирования за счет изгиба сильфонных компенсаторов 3 в сторону меньшего значения относительных перемещений, смещая искусственно нулевое положение на необходимую величину. Эту операцию целесообразно выполнять в процессе монтажа компенсационного устройства трубопровода с контролем изменения углов изгиба сильфонных компенсаторов 3, причем следует учитывать, что средний сильфонный компенсатор 3 изгибается на больший угол, чем два других за счет перераспределения угловых перемещений между сильфонными компенсаторами 3 с учетом их жесткости.

Повышение надежности работы компенсационного устройства трубопровода достигается за счет введения в конструкцию компенсационного устройства трубопровода дополнительных связей в виде опоры 6 по первому варианту и в виде сильфонного компенсатора 3 с одной осью поворота 10 по второму варианту, которые обеспечивают динамическую и статическую прочность конструкции.

Кроме того, не требуется каких-либо дополнительных элементов герметизации за счет того, что сильфонные компенсаторы 3 выполняются в сварном варианте.

1. Компенсационное устройство трубопровода, содержащее патрубки и фланцы, отличающееся тем, что патрубки соединены между собой изогнутым патрубком, причем патрубки лежат в одной плоскости, компенсирующие элементы, в качестве которых применены три сильфонных компенсатора, компенсирующие перемещения в телесном угле, два из которых входят в состав одного патрубка, а третий - в составе другого патрубка; в средней части компенсационного устройства установлена опора, обеспечивающая перемещение в плоскости компенсационного устройства, а сама опора жестко закреплена к неподвижному элементу конструкции.

2. Компенсационное устройство трубопровода, содержащее патрубки и фланцы, отличающееся тем, что патрубки соединены между собой изогнутым патрубком, причем патрубки лежат в одной плоскости, компенсирующие элементы, в качестве которых применены три сильфонных компенсатора, два из них компенсируют перемещения в телесном угле и входят в состав одного патрубка, а третий сильфонный компенсатор, который входит в состав другого патрубка, компенсирует угловые перемещения в плоскости компенсационного устройства, причем ось поворота компенсатора перпендикулярна плоскости компенсационного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию трубопроводного транспорта. .

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

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

Изобретение относится к компенсационным устройствам для трубопроводов. .

Изобретение относится к компенсационным устройствам для трубопроводов. .

Изобретение относится к устройствам для шарнирного соединения труб системы подачи горячего воздуха от силовой установки летательного аппарата. .

Изобретение относится к поворотно-осевым компенсаторам для трубопроводов пневмогидравлических систем в ракетно-космической технике. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при изготовлении обладающих повышенной коррозионной стойкостью сильфонов для трубопроводов, транспортирующих различные среды при температуре от минус 200°С до плюс 200°С.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может использоваться для компенсации перемещений трубопровода. .

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

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. Диаметры смежных стальных ограничительных втулок приняты различными с возможностью взаимодействия внутренней поверхности одной втулки с наружной поверхностью другой втулки при постоянном размещении концов обеих втулок с перекрытием друг друга. Присоединительные фланцы выполнены с внутренними выступами, размещенными с минимальными зазорами относительно наружной поверхности эластичной трубы. На внутренней поверхности концевой части втулки большего диаметра может быть закреплена кольцевая прокладка из эластичного антифрикционного материала с возможностью взаимодействия ее внутренней поверхности с наружной поверхностью втулки меньшего диаметра. Техническим результатом является повышение надежности эксплуатации трубопровода, улучшение его компенсационных возможностей, упрощение и удешевление устройства с увеличением срока службы эластичной трубы. 2 ил.

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. При этом глубина куполообразных углублений составляет от 0,3 до 1 внутреннего радиуса куполообразных углублений. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для компенсации перемещений трубопроводов. Компенсатор размещен на трубопроводе с теплоизоляцией, состоящей из пенополиуретанового слоя и полиэтиленовой оболочки. Компенсатор содержит металлический сильфон с приваренными к нему патрубками разной длины, который расположен в защитном стальном корпусе и снабжен направляющими в виде трех фланцев, ограничивающих только угловые и радиальные перемещения компенсатора. К длинному патрубку сильфона прикреплены с возможностью скольжения внутри корпуса два подвижных фланца. Вокруг части длинного патрубка за пределами корпуса образован свободный от тепловой изоляции компенсационный участок, защищенный от намокания теплогидростойкой диафрагмой цилиндрической формы с припуском на амплитуду работы сильфона. Диафрагма закреплена на краях полиэтиленовой оболочки на компенсационном участке с помощью термоусадочной манжеты. Между корпусом и сильфоном, а также частью длинного патрубка имеется теплоизоляция в виде засыпки из мелкогранулированного вспененного пенополиуретана. Провода системы оперативно-дистанционного контроля расположены в металлической трубке, закрепленной с внутренней стороны корпуса. Технический результат: повышение надежности устройства при расширении его эксплуатационных возможностей. 2 ил.

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 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.

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.

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.
Наверх