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

Авторы патента:


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

 


Владельцы патента RU 2476755:

ДЕКОМТЕ ДЕ ТЕМПЛЕ КОМПЕНСАТОРТЕХНИК ГМБХ (DE)

Изобретение относится к компенсационному элементу для проходки горячей технологической трубы через стену. Устройство включает технологическую трубу, выходящую из горячей камеры в холодную камеру через секцию трубопровода, входящего в проем в стене, изоляцию на стене, внутреннюю изоляционную трубу, которая окружает технологическую трубу, и внешнюю изоляционную трубу, которая лежит на внутренней части секции трубопровода, угловой фланец, который соединяет торец внешней изоляционной трубы, удаленной от стены, с технологической трубой, и примерно цилиндрический полый гибкий тканевый компенсационный элемент, который соединен с наружной поверхностью секции трубопровода и углового фланца. Между внутренней изоляционной трубой и внешней изоляционной трубой предусмотрен поперечный люфт. Дополнительная изоляционная труба расположена напротив технологической трубы и проходит от углового фланца и фиксируется в непосредственной близости от последнего. При самой низкой температуре дополнительная труба проходит до торца внутренней изоляционной трубы, наиболее удаленной от стены, а при самой высокой рабочей температуре формирует зазор с указанной поверхностью, формируя зазор относительно внешней изоляционной трубы при всех рабочих температурах. Изобретение повышает надежность соединения. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к компенсационному элементу для прохода горячей технологической трубы через стену, причем технологическая труба проходит из горячей камеры в холодную камеру через секцию трубопровода, которая вставлена в проем в стене, стена имеет изоляцию, предусмотрена внутренняя изоляционная труба, которая окружает технологическую трубу и внешнюю изоляционную трубу и опирается на внутреннюю часть секции трубопровода, угловой фланец, который соединяет торец внешней изоляционной трубы, наиболее удаленный от стены с технологической трубой, и приблизительно цилиндрический полый гибкий тканевый компенсационный элемент, который связан с наружной поверхностью секции трубопровода и углового фланца.

Проходка горячей технологической трубы через стену является целью, которая часто должна быть достигнута на электростанциях, установках для сжигания отходов и тому подобных установках, если, например, трубы для теплообменников должны быть выведены из горячей камеры сгорания через ее стенку. В ходе технологического процесса теплопроводящая труба расширяется в результате проходящей через нее горячей среды и изменяет свое положение относительно отверстия в стене. Это движение компенсируется так называемым "компенсационным элементом".

В известном уровне техники в патентной заявке DE 2323082 C2 представлен компенсационный элемент из мягкого материала, который закрывает стык между двумя секциями трубы, перемещающимися относительно друг друга, с помощью многослойной конструкции гибкого изоляционного материала, через который проходит охлаждающий воздух, радиационные камеры и отражатели. Мягкий изоляционный материал может отражать лучистое тепло еще эффективнее благодаря зазорам между слоями материала. В то же время охлаждающий воздух течет через полости, которые защищают изоляционный материал от чрезмерного нагревания из-за конвекции.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что она является очень сложной и, несмотря на все усилия по охлаждению с помощью твердых изоляционных материалов, имеет очень короткий срок службы.

В качестве альтернативы предложены компенсационные элементы из неподвижных и негибких изоляционных материалов. Они описаны на примере двух труб, которые скользят одна внутри другой и покрыты снаружи тканевым компенсационным элементом, который проходит по внешне видимому стыку между двумя трубами, образуя, таким образом, как бы кузнечный мех или гофр. Две трубы экранируют значительную долю лучистой теплоты от теплочувствительного тканевого компенсационного элемента.

Недостаток этого устройства заключается в том, что при секциях труб, разнесенных на максимальное расстояние на стыках, чувствительный тканевый компенсационный элемент подвергается воздействию лучистой теплоты и дополнительно высокой температуры конвекции. С одной стороны, тепло, излучаемое открытой тонкой частью внутренней трубы, также воздействует на компенсационный элемент. С другой стороны, через промежуток между внутренней и внешней трубой действуют горячие воздушные потоки. Следовательно, тканевый компенсационный элемент в области, близкой к стыкам, стареет особенно быстро. Следовательно, эта область становится типом предопределенной точки разрушения, через которую, например, дымовой газ может проходить из внутренней камеры в окружающую среду.

На этом фоне целью изобретения является обеспечить компенсационный элемент, который в значительной степени уменьшает тепловую погрузку тканевого компенсационного элемента, как в результате теплового излучения, так и через конвекцию тепла, причем эта изоляция должна быть газонепроницаемой и стойкой к длительному неблагоприятному воздействию, в частности, в одном примере воплощения, может компенсировать движения технологической трубы в стенном проеме в поперечном и осевом направлении.

Как техническое решение, изобретение поперечный «люфт» в виде зазора между внутренней изоляционной трубой и внешней изоляционной трубой, при этом дополнительная изоляционная труба плотно прилегает к технологической трубе, указанная дополнительная изоляционная труба проходит от углового фланца, и крепится в непосредственной близости от этого фланца, и при самой низкой температуре проходит до торца внутренней изоляционной трубы, который удален от стены, и при самой высокой рабочей температуре формирует зазор, при этом указанный зазор расположен напротив внешней изоляционной трубы при всех рабочих температурах.

Признаки изобретения включают тот факт, что между внутренней изоляционной трубой и внешней изоляционной трубой имеется люфт, который обеспечивает свободное от трения движение двух труб, одна внутри другой.

Даже в самом простом примере воплощения, внутренняя изоляционная труба состоит фактически из двух частей, а именно, (более длинная) внутренняя изоляционная труба, которая расположена близко к горячей камере и проходит через стену, и ее ответной части, при этом имеется дополнительная изоляционная труба, которая также плотно прилегает к технологической трубе, но при увеличении изменения температуры увеличивает зазор относительно внешней изоляционной трубы. Важной характеристикой изобретения является то, что этот зазор между двумя внутренними изоляционными трубами всегда устанавливается напротив внешней изоляционной трубы. Это является значительным преимуществом в том, что лучистая теплота проходит через этот зазор и падает на внешнюю изоляционную трубу, и частично отражается от нее и частично рассеивается этой трубой, не оказывая вредного воздействия на теплочувствительный тканевый компенсационный элемент.

Теплопередача конвекцией значительно снижается по сравнению с известными техническими решениями, поскольку воздушная камера между внутренней изоляционной трубой и внешней изоляционной трубой в той точке, которая наиболее удалена от стены, закрыта постоянным соединением между дополнительной изоляционной трубой и угловым фланцем и внешней изоляционной трубой, которая плотно прилегает к ней, и в точке, которая расположена наиболее близко к стене, соединена с воздушной камерой между внешней изоляционной трубой и тканевым компенсационным элементом благодаря небольшому люфту между внешней изоляционной трубой и секцией трубопровода.

Благодаря этому небольшому зазору между секцией трубопровода и внешней изоляционной трубой, телескопически движущейся внутри трубопровода, только очень небольшое количество тепла поступает к тканевому компенсационному элементу. Этот объем тепла практически вообще достаточен только для нагревания воздуха выше точки росы агрессивных кислотных компонентов дымового газа. Таким образом, кислотные компоненты растворяются в виде газа и не конденсируются, как жидкость, которая вредно воздействовала бы на тканевый компенсационный элемент.

В конструкции компенсационного элемента согласно изобретению преимущества постоянно гибкого и газонепроницаемого тканевого компенсатора объединяются с преимуществами негибких, но стойких к износу и высоко-теплостойких изоляционных твердых материалов, например огнеупорной глины или другой керамики. Решающее преимущество состоит в том, что в случае теплового расширения стык, который неизбежно приводит к смещению центра компенсационного элемента, так, что этот стык со всех сторон окружен жаростойким и механически прочным изоляционным материалом. Это значит, что можно использовать в торцах компенсационного элемента легко доступный и легко обрабатываемый материал, такой как сталь, используемый как материал для механических фиксаторов элементов изоляции.

В одном примере воплощения предлагается возможность компенсации поперечных движений технологической трубы, причем направления движения ориентируются приблизительно как "боковые" в плоскости стены, через которую проходит технологическая труба, которая, в большинстве случаев, соответствует радиальному направлению относительно технологической трубы в области стенного проема.

Только, когда технологическая труба не проходит примерно ортогонально через стену, но - что вполне возможно - под острым углом, поперечное движение относительно стены может иметь эффект как осевого, так и радиального движения.

В известном уровне техники, для неподвижных, негибких, но постоянных и стойких к износу изоляционных материалов, например огнеупорной глины, могут быть использованы только некоторые компенсационные элементы, которые могут компенсировать движения в осевом направлении, когда две трубы из огнеупорной глины или другой керамики вставлены одна в другую.

Изобретение обеспечивает такую пару, содержащую внутреннюю трубу и внешнюю трубу, которая в дополнение к подвижности в осевом направлении, также дает возможность перемещения относительно друг друга в радиальном направлении благодаря наличию закрывающего диска, прикрепленного к изоляции на торце секции трубопровода и связанного с изоляционным диском. Оба диска имеют большое отверстие, через которое проходит внутренняя изоляционная труба. Решающим фактором является то, что внутренняя изоляционная труба имеет боковой, то есть в данном случае радиальный люфт в указанном отверстии.

Путем изменения размера этого люфта определяется, насколько большой должна быть подвижность в радиальном направлении. Этот поперечный люфт в первом приближении должен быть столь же большим, что и поперечный люфт между внешней изоляционной трубой и внутренней изоляционной трубой или дополнительной изоляционной трубой, соответственно. Если из-за тепловых эффектов можно ожидать не только удлинения, но также и дополнительного искривления компенсатора, люфт между внешней изоляционной трубой и двумя внутренними изоляционными трубами должен быть дополнительно увеличен на размер, который может иметь место в результате ожидаемого дополнительного искривления.

Таким образом, воздушное пространство между двумя внутренними изоляционными трубами и внешней изоляционной трубой для компенсации радиальных перемещений заметно увеличивается.

Чтобы закрыть зазор между отверстием в закрывающем диске и внутренней изоляционной трубой, проходящей через этот диск, внутренний изоляционный диск плотно прижат к изоляционному диску, который перемещается относительно первого диска. Чтобы полностью закрыть воздушную камеру, этот внутренний изоляционный диск окружает внутреннюю изоляционную трубу по всей ее периферии. Для фиксации положения изобретение предлагает пальцы, которые вводятся вперед параллельно поверхности внутреннего изоляционного диска и затем во внутреннюю изоляционную трубу.

В результате точка технологической трубы, на которой установлен изоляционный диск, становится фиксированной точкой. Если осевое положение технологической трубы должно сместиться относительно изоляционного диска, необходимо, чтобы внутренняя изоляционная труба могла скользить на технологической трубе так, чтобы не было никакого зазора между изоляционным диском и внутренним изоляционным диском, плотно прилегающим к нему.

Поскольку два изоляционных диска расположены на стене внутри изоляции, внутренний изоляционный диск должен по торцам иметь зазор, отделяющий его от окружающей изоляции, причем указанный зазор, по меньшей мере, должен быть равен поперечному люфту, С дугой стороны, поверхностью, наиболее удаленной от секции трубопровода, внутренний изоляционный диск плотно прилегает к изоляции стены.

Для соединения изоляционного диска с закрывающим диском, изобретение предлагает крепежные уголки на кромке закрывающего диска.

Таким образом, сравнительно простая стальная конструкция, которая может быть изготовлена с помощью известных инструментальных средств, становится основной опорой компенсационного элемента согласно изобретению.

В дополнительном примере воплощения эти стальные конструкции также дают возможность защитить компенсационный элемент от действия воды, которая может проникнуть через разрыв в трубе. Как следствие такой неисправности, вода может испариться, проникнуть через изоляцию на стенку горячей камеры и скапливаться на самой нижней поверхности горячей камеры, то есть на стенке, которая отделяет горячую камеру от холодной. Когда эта вода попадает в компенсационный элемент, она способствует коррозии, которая может преждевременно разрушить стальные части компенсационного элемента и, таким образом, сократить срок службы этого элемента. При относительно небольших дополнительных затратах существующие стальные конструкции компенсатора в области стены могут быть сконструированы таким образом, что проникновение относительно большого количества воды в компенсационный элемент будет предотвращено. С этой целью изобретение предлагает закрывающий диск, главной функцией которого является опора для изоляционного диска, но также он дополнительно обеспечивает защиту от попадания воды. С этой целью он должен быть соединен с секцией трубопровода водонепроницаемым образом, например, путем сварки. Если вода проникла в изоляцию и была поглощена ей как губкой, она больше не может проникнуть в компенсационный элемент через зазор между закрывающим диском и секцией трубопровода.

Поскольку вода может находиться там в течение относительно долгого времени, целесообразно изготовить закрывающий диск из нержавеющей или, по меньшей мере, стойкой к ржавчине стали.

Если в результате случайного сбоя количество воды в самой низкой точке горячей камеры является настолько большим, что уровень воды достигает торца секции трубопровода, и закрывающий диск приварен к узлу водонепроницаемым швом, вода, тем не менее, может проникнуть в компенсационный элемент.

Для этого случая изобретение предлагает, чтобы изоляционный диск состоял из водонепроницаемого или, по меньшей мере, водостойкого материала. Поскольку этот изоляционный диск, в принципе, должен иметь люфт относительно внутренней изоляционной трубы, и отверстие всегда остается. Это отверстие закрыто внутренним изоляционным диском, плотно прилегающим по краям отверстия. В случае высокого уровня воды, из-за зазора между изоляционным диском и внутренним изоляционным диском, вода может проникнуть во внутреннюю камеру компенсационного элемента, что, как упомянуто выше, может вызвать коррозию металла.

Чтобы лучше защитить этот зазор от проникновения воды, изобретение предлагает вставить дополнительный металлический диск между внутренним изоляционным диском и наружным изоляционным диском. Он не является таким большим, как внутренний изоляционный диск, и в случае радиального перемещения внутреннего изоляционного диска скользит по изоляционному диску.

Кроме того, эти два диска должны состоять из эластичного материала с тем, чтобы они могли быть прижаты друг к другу пружиной.

Затем промежуток между этими двумя деталями закрывается с тем, чтобы никакого существенного количества воды не могло бы проникнуть во внутреннюю камеру компенсационного элемента.

Если существует опасение, что вода может проникнуть между этим дополнительным металлическим диском и внутренней изоляционной трубой во внутреннюю камеру компенсационного элемента, изобретение предлагает, как дополнительное усовершенствование то, что металлический диск проходит во внутреннюю изоляционную трубу до технологической трубы и надежно соединяется с ней, например, с помощью сварки.

В комбинации с водонепроницаемым сварным соединением закрывающего диска с секцией трубопровода, конец компенсационного элемента в стене эффективно защищен от проникновения воды из горячей камеры.

До этого раздела были описаны детали этих стальных конструкций в области проема в стене. Для другого конца, наиболее отстоящего от стены, элементы изоляции также могут быть установлены по газонепроницаемой и теплонепроницаемой методике с простыми уголками и наваренными фланцами. Например, изобретение предлагает соединение углового фланца с технологической трубой, причем секция трубы служит как опорный соединитель, который окружает технологическую трубу и плотно прилегает к ней. Эта секция трубы приварена к одной кромке углового фланца.

В качестве альтернативы, в угловой фланец может быть встроено устройство для подачи охлаждающего воздуха, в зависимости от температуры процесса и в зависимости от типа материала тканевого компенсационного элемента, таким образом, может быть достигнута оптимальная рабочая температура тканевого компенсационного элемента.

Термин "тканевый компенсационный элемент" означает не только ткань, которая покрыта подходящими изоляционными материалами и является постоянно гибкой и газонепроницаемой, но также и любой другой пленочный материал, который можно сформировать в гофрированную конструкцию, т.е. приблизительно в полый цилиндр, который прилегает к угловому фланцу и к секции трубопровода и может удерживаться на них посредством крепежной полосы со стяжным болтом.

Изоляционные трубы естественно могут состоять из однокомпонентной трубы. Возможно более простое производство, например, в форме отливки, если изоляционные трубы состоят, по меньшей мере, из двух полуцилиндров. Эти полуцилиндры могут затем быть скреплены металлической полосой со стяжным болтом.

Чтобы обеспечить компенсацию осевых перемещений, включая в области углового фланца, с одной стороны, и, с другой стороны, термически оптимальную конструкцию, изобретение предлагает участок углового фланца, в котором тканевый компенсационный элемент проходит примерно параллельно поверхности внешней изоляционной трубы. При этом внутренняя часть также проходит параллельно внешней изоляционной трубе. В случае максимального осевого смещения угловой фланец может прилегать к этому участку снаружи внешней изоляционной трубы.

Если обеспечена подача охлаждающего воздуха, то создается достаточно большой зазор для прохода воздушного потока между тканевым компенсационным элементом и внешней изоляционной трубой.

Вышеописанная область осевого смещения требует, чтобы зазор контактной области углового фланца тканевого компенсационного элемента и внешней изоляционной трубой всегда соответствовал бы, по меньшей мере, поперечному люфту, который предусмотрен между внешней изоляционной трубой и двумя внутренними изоляционными трубами.

Ниже приведена более подробная информация и признаки изобретения на основе примеров его воплощения. Это описание не предназначено ограничить объем изобретения и служит только для его объяснения.

Фигура 1 - продольный разрез через холодный компенсационный элемент.

Фигура 2 - продольный разрез как на фигуре 1 в горячем рабочем состоянии.

Фигура 3 - Изображение наиболее важных компонентов в разобранном виде.

Более подробно фигуры представляют следующее.

На фигуре 1 показан продольный разрез компенсационного элемента согласно изобретению в холодном рабочем состоянии. Горячая камера H в верхней части чертежа отделена от холодной камеры K изоляцией 5a на стене 5. Зоны с разными температурами также обозначаются терминами "внутренняя" и "внешняя" в следующих обозначениях: "внутренняя" зона расположена вблизи горячей камеры H или около горячей технологической трубы 6, "внешняя" зона удалена от нее, т.е. находится вблизи холодной камеры K. Через стену 5 и изоляцию 5a проходит технологическая труба 6. К технологической трубе 6, в верхнем ее части, прилегает внешняя изоляционная труба 2b, которая в холодном состоянии непосредственно соединена с дополнительной изоляционной трубой 2a, которая прикреплена к угловому фланцу 1d. Внешняя изоляционная труба 2b коаксиально объединена с внутренней изоляционной трубой 2 и дополнительной изоляционной трубой 2a. На ее торце, удаленном от стены, она соединена с угловым фланцем 1d и может перемещаться с наружной поверхностью в секции 1 трубопровода. Стык между секцией 1 трубопровода и угловым фланцем 1d соединен тканевым компенсационным элементом 7, который прижат к угловому фланцу 1d, а также к секции 1b трубопровода металлической полосой 9, закрепляемой стяжным болтом 8.

Из фигуры 1 можно видеть, что пара, содержащая внутреннюю изоляционную трубу 2 и дополнительную изоляционную трубу 2at и внешнюю изоляционную трубу 2b, которая имеет больший диаметр, также имеет воздушную камеру, имеющую размер L в радиальном направлении, с зазором между компонентами, которые расположены напротив друг друга.

На фигуре 1 ясно видно, что воздушное пространство соединяется с воздушной камерой только в пределах выпуклого тканевого компенсационного элемента 7 через узкий зазор между внешней изоляционной трубой 2b и внутренней поверхностью секции 1 трубопровода. Воздух может проходить только из внутренней воздушной камеры во внешнюю воздушную камеру тканевого компенсационного элемента 7 через этот узкий зазор.

На фигуре 1 также можно видеть, что внутреннее воздушное пространство ограничено сверху закрывающим диском 1a, к которому примыкает изоляционный диск 3a приблизительно такого же размера. Оба диска имеют большое отверстие, через которое проходят внутренняя изоляционная труба 2 и под ней технологическая труба 6. Зазор между внутренним краем закрывающего диска 1а и внутренней изоляционной трубой 2 соответствует люфту L между компонентами, которые могут перемещаться относительно друг друга.

Чтобы закрыть этот зазор, внутренний изоляционный диск 3 плотно прилегает к изоляционному диску 3a. Он крепится посредством пальцев 4 на внутренней изоляционной трубе 2 и сбоку относительно торцов имеет зазор для движения в изоляции 5a. В другом случае он лежит в соответствующем углублении изоляции 5a. На фигуре 1 видно, что внутренний изоляционный диск 3 может быть сдвинут на изоляционном диске, причем зазор между внутренней изоляционной трубой 2 и изоляционном диском 3a всегда закрывается внутренним изоляционном диском 3. Таким путем обеспечивается осевая подвижность, не соединяя воздушное пространство между внутренней изоляционной трубой 2 и внешней изоляционной трубой 2b в горячей камере H.

На фигуре 1, люфт L между компонентами, которые смещаются относительно друг друга, показан четыре раза. Здесь фактически необходимые размеры - все находятся под влиянием осевого смещения технологической трубы 6 относительно стены 5, которое необходимо по причине теплового эффекта. Посредством других размерных изменений, которые необходимы по причине теплового эффекта, и посредством дополнительных промежутков для подачи воздуха, размеры, определенные как L на фигуре 1, могут отклоняться друг от друга в практической примерной конструкции.

На фигуре 2 компенсационный элемент согласно изобретению изображен в горячем рабочем состоянии, в котором максимальное смещение произошло и в осевом и в боковом направлении. Зазор, снова обозначенный как L, между изоляционным диском 3a и наружной поверхностью внутренней изоляционной трубы 2 увеличился до его максимального значения с правой стороны, поскольку слева внутренняя изоляционная труба 2 плотно прилегает к краю закрывающего диска 1a и изоляционного диска 3a. В центре фигуры 2 можно видеть, что на основании этого осевого или бокового смещения внутренняя изоляционная труба 2, также как и дополнительная изоляционная труба 2a, плотно прилегает к внешней изоляционной трубе 2b на левой стороне.

В результате значительного увеличения температуры технологическая труба 6 также сильно расширяется в продольном направлении, и устанавливается зазор Z между внутренней изоляционной трубой 2 и дополнительной изоляционной трубой 2a.

На фигуре 2 можно видеть, что тепловое излучение, которое проходит через зазор Z, достигает внешней изоляционной трубы 2b, но не влияет на (теплочувствительный) тканевый компенсационный элемент 7. Скорее внешняя изоляционная труба 2b самостоятельно создает защиту на пути теплового излучения через зазор Z на тканевый компенсационный элемент 7. Это означает, что тканевый компенсационный элемент 7 не подвергается воздействию теплового излучения.

На фигуре 2 можно видеть, что даже в очень горячем состоянии, между внешней изоляционной трубой 2b и секцией трубопровода 1 существует только очень небольшой зазор, и что только небольшой объем воздуха и/или дымового газа от горячей камеры может появиться вблизи технологической трубы и проникнуть к внутренней части тканевого компенсационного элемента 7. Это означает, что температура воздуха в непосредственной близости от тканевого компенсационного элемента 7 значительно снижается, что существенно увеличивает срок службы тканевого компенсационного элемента 7.

Если необходимо дополнительное снижение температуры, изобретение рекомендует подачу холодного воздуха в воздушное пространство между угловым фланцем 1d, тканевым компенсационным элементом 7 и внешней поверхностью внешней изоляционной трубы 2b, через охлаждающее устройство 1е.

На фигуре 2 в поперечном сечении показано, что внешняя изоляционная труба 2b на своем конце, наиболее близком к стене, телескопически вводится в секцию 1 трубопровода. На своем противоположном торце она плотно прилегает к угловому фланцу 1d и, в случае осевого перемещения, скользит по поверхности этого углового фланца 1d. Дополнительная изоляционная труба 2a жестко соединена в области углового фланца 1d с технологической трубой 6 с тем, чтобы в случае изменения длины технологической трубы из-за тепловых эффектов, она вместе со смежным угловым фланцем 1d, увеличила бы расстояние от стены 5. К изоляционной трубе 2a на технологической трубе примыкает внутренняя изоляционная труба 2 с тем же самым профилем. В области стены 5 указанный внутренний изоляционный диск 2 закреплен через внутренний изоляционный диск 3, который соединен с пальцами 4 в области изоляции 5a. В результате внутренняя изоляционная труба 2 не сдвигается на стене 5 относительно изоляции 5a, даже при сдвиге технологической трубы 6 в осевом направлении.

На фигуре 3 некоторые основные компоненты компенсационного элемента согласно изобретению показаны в перспективе в разобранном виде с воспроизведением в правильной последовательности. На нижней кромке вычерчен угловой фланец 1d, на большой кольцевой поверхности которого, показанной здесь в горизонтальной проекции, торец внешней изоляционной трубы 2b, который символически показан над ним, может скользить в обратном направлении и вперед при радиальном сдвиге.

На этой поверхности может быть выполнено множество отверстий для подачи охлаждающего воздуха 1e. Эти каналы охлаждающего воздуха 1e могут быть соединены, например, трубками с общим охлаждающим воздухопроводом. На фигуре 3, в нижней левой части изображена стрелка, которая символизирует поток охлаждающего воздуха.

В центре углового фланца 1d приварен упорный соединитель 1c, который окружает технологическую трубу 6 (здесь не показана). Над угловым фланцем 1d показана только одна секция трубы, символически для этих трех частей: внутренней изоляционной трубы 2, дополнительной изоляционной трубы 2a и внешней изоляционной трубы 2b. Показано, как эта секция трубы собирается от двух половинок, которые скрепляются металлическими полосами 9.

На фигуре 3 также не показано, как внешняя изоляционная труба 2b с ее большим внутренним диаметром окружает тонкую внутреннюю изоляционную трубу 2 и дополнительную изоляционную трубу 2a с теми же самыми диаметрами.

Как следующий элемент, показана цилиндрическая секция 1 трубопровода, на верхний торец которой уложен закрывающий диск 1a. В этом примере воплощения в конце закрывающего диска 1a установлены четыре стопорных уголка 1b. Эти стопорные уголки фиксируют изоляционный диск 3а, который плотно прилегает к закрывающему диску 1a. Внутренний изоляционный диск 3, в свою очередь, плотно прилегает к изоляционному диску. На фигуре 3, можно видеть, что четыре пальца 4 проходят через внутренний изоляционный диск 3. Они выступают во внутреннее отверстие внутреннего изоляционного диска 3, где они упираются во внутреннюю изоляционную трубу 2 и фиксируют ее.

Позиции на чертежах:

1 Секция трубопровода, проходящая через стенной проем 5

1a Закрывающий диск, прикрепленный к торцевой поверхности секции 1 трубопровода в изоляции 5a

1b Упорный уголок, на кромке закрывающего диска 1a

1c Крепежный соединитель на угловом фланце 1d, окружающий технологическую трубу 6

1d Угловой фланец, соединяющий торец внешней изоляционной трубы 2b, удаленный от стены, с технологической трубой 6

1e Вход подачи охлаждающего воздуха в угловой фланец 1d

2 Внутренняя изоляционная труба, окружающая технологическую трубу 6

2a Дополнительная изоляционная труба, окружающая технологическую трубу 6 и границы углового фланца 1d

2b Внешняя изоляционная труба, плотно прилегающая к внутренней секции трубопровода

3 Внутренняя изоляционная труба, прилегающая к изоляционному диску 3a

3a Изоляционный диск между внутренним изоляционным диском 3 и закрывающим диском 1a

4 Палец, соединяющий внутренний изоляционный диск 3 с внутренней изоляционной трубой 2

5 Стена между горячей камерой H и холодной камерой K

5a Изоляция на стене 5

6 Технологическая труба, проходящая из горячей камеры H в холодную камеру K

7 Тканевый компенсационный элемент, отходящий от наружной поверхности секции 1 трубопровода к угловому фланцу 1d

8 Зажимной винт металлической полосы 9

9 Металлическая полоса для фиксации тканевого компенсатора 7 и/или полукорпусов изоляционных труб 2 и 2b

L Люфт между компонентами, которые поперечно перемещаются относительно друг друга

H Горячая камера

K Холодная камера

Z Зазор между внутренней изоляционной трубой 2 и дополнительной изоляционной трубой 2a.

1. Компенсационный элемент для пропускания горячей технологической трубы 6 через стену 5, содержащий:
- технологическую трубу 6, которая проходит от горячей камеры Н до холодной камеры К, через
- секцию 1 трубопровода, который входит в проем в стене 5, и
- изоляцию 5а на стене 5, и
- внутреннюю изоляционную трубу 2, которая окружает технологическую трубу 6, и
- внешнюю изоляционную трубу 2b, которая плотно прилегает к внутренней части секции 1 трубопровода,
- угловой фланец 1d, который соединяет торец внешней изоляционной трубы 2b, наиболее удаленный от стены, с технологической трубой 6,
- полый цилиндрический гибкий тканевый компенсационный элемент 7, который соединен с наружной поверхностью секции 1 трубопровода и с угловым фланцем 1d, отличающийся тем, что
- предусмотрен поперечный люфт L между внутренней изоляционной трубой 2 и внешней изоляционной трубой 2b,
- дополнительная изоляционная труба 2а плотно прилегает к технологической трубе 6, и
- выходит из углового фланца 2d, и
- закреплена в непосредственной близости от фланца, и
- при самой низкой температуре отходит как можно дальше от торца внутренней изоляционной трубы 2, которая наиболее удалена от стены, и
- при самой высокой рабочей температуре формирует зазор Z, который расположен напротив внешней изоляционной трубы 2b при всех рабочих температурах.

2. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что на торце секции 1 трубопровода внутри изоляции 5а, установлен закрывающий диск 1а, который соединен с изоляционным диском 3а, и
- внутренняя изоляционная труба 2 проходит через отверстие в закрывающем диске 1а, в котором он имеет, по меньшей мере, боковой люфт L, и
- внутренний изоляционный диск 3 опирается на изоляционный диск 3а и перемещается относительно него, при этом указанный диск охватывает внутреннюю изоляционную трубу 2 по всей ее окружности.

3. Компенсационный элемент по п.2, отличающийся тем, что закрывающий диск 1а соединен через водонепроницаемый стык с секцией 1 трубопровода, например, с помощью сварки.

4. Компенсационный элемент по п.2, отличающийся тем, что закрывающий диск 1а сделан из нержавеющей или, по меньшей мере, из стали, стойкой к ржавчине.

5. Компенсационный элемент по п.2, отличающийся тем, что внутренний изоляционный диск 3 закреплен на внутренней изоляционной трубе 2 с помощью пальцев 4.

6. Компенсационный элемент по п.5, отличающийся тем, что внутренний изоляционный диск 3 прилегает одной стороной, которая обращена к компенсационному элементу, к металлическому диску того же самого размера, и изоляционный диск 3а состоит из водонепроницаемого или, по меньшей мере, водостойкого материала.

7. Компенсационный элемент по п.6, отличающийся тем, что металлический диск закреплен на пальцах 4.

8. Компенсационный элемент по п.6, отличающийся тем, что металлический диск проходит через внутреннюю изоляционную трубу 2 до технологической трубы 6, и соединен с последней через водонепроницаемый стык, например сварной стык.

9. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что внутренний изоляционный диск 3 имеет на своих торцах, по меньшей мере, зазор L между ним и окружающей изоляцией 5а, и его поверхность, которая наиболее удалена от секции 1 трубопровода, плотно прилегает к изоляции 5а.

10. Компенсационный элемент по п.2, отличающийся тем, что крепежные уголки 1b на кромке закрывающего диска 1а фиксируют изоляционный диск 3а.

11. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что секция трубы, соединенная с угловым фланцем Id, как крепежный соединитель 1с, окружает технологическую трубу 6 и плотно прилегает к ней.

12. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один воздуховод охлаждающего воздуха 1е проходит через угловой фланец 1d.

13. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что тканевый компенсационный элемент 7 прижат металлической полосой 9 к угловому фланцу 1d и к секции 1 трубопровода, при этом каждая металлическая полоса 9 закреплена стяжными болтами 8 вокруг секции 1 трубопровода и вокруг углового фланца 1d.

14. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из изоляционных труб 2 и 2b состоит, по меньшей мере, из двух полукорпусов.

15. Компенсационный элемент по п.14, отличающийся тем, что полукорпуса изоляционных труб 2 и 2b скрепляются, по меньшей мере, одной металлической полосой 9 со стяжным болтом 8.

16. Компенсационный элемент по п.1, отличающийся тем, что участок углового фланца 1d, на который опирается компенсатор ткани 7, проходит примерно параллельно поверхности внешней изоляционной трубы 2b.

17. Компенсационный элемент по п.16, отличающийся тем, что зазор контактной площадки углового фланца 1d между тканевым компенсационным элементом 7 и внешней изоляционной трубой 2b соответствует, по меньшей мере, боковому люфту L или несколько превышает этот люфт.

18. Компенсационный элемент по п.2, отличающийся тем, что изоляционные трубы 2 и 2b и изоляционные диски 3 и 3а состоят из огнеупорной глины и/или другой керамики и/или керамической ваты.

19. Компенсационный элемент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что секция 1 трубопровода и закрывающий диск 1а, крепежный уголок 1b и крепежный соединитель 1с, угловой фланец 1d и воздуховод охлаждающаяся воздуха 1е выполнены из стали или из другого металла.



 

Похожие патенты:

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.

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 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