Электроизолирующее соединение для трубопровода



Электроизолирующее соединение для трубопровода
Электроизолирующее соединение для трубопровода
Электроизолирующее соединение для трубопровода
Электроизолирующее соединение для трубопровода

 

F16L25/00 - Конструкции или детали трубных соединений, не отнесенные к группам F16L 13/00-F16L 23/00 или представляющие особый интерес независимо от них (регулируемые или допускающие подвижность F16L 27/00; с запорными устройствами для жидкости или газа F16L 29/00; быстроразъемные F16L 37/00; для труб с двойными стенками или многоканальных труб F16L 39/00; соединительные приспособления или другие установочные устройства, специально предназначенные для труб из пластмасс F16L 47/00; специально предназначенные для труб из хрупких материалов F16L 49/00)

Владельцы патента RU 2527204:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)
Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп" (RU)

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для электрического разъединения трубопроводов. Электроизолирующее соединение для трубопровода содержит два металлических патрубка. Один патрубок выполнен с раструбом, а другой - с участком уменьшенного диаметра для вставки в раструб с образованием зоны соединения. Между раструбом и участком уменьшенного диаметра патрубка по всей длине соединения размещено кольцо из термопластичного материала. Внутри раструба выполнена торцевая фаска и проточка. Один торец проточки обращен в сторону, противоположную торцу раструба, другой выполнен в виде конуса. Снаружи участка уменьшенного диаметра патрубка выполнена концевая фаска и кольцевая выборка. Один торец выборки обращен в сторону, противоположную торцу участка, другой выполнен в виде конуса. Между торцами проточки и выборки размещена втулка из твердого диэлектрического материала. Герметичность соединения по всей его длине обеспечивается сжатием раструба и расширением участка уменьшенного диаметра патрубка. Изобретение предотвращает трещинообразование при изготовлении и эксплуатации электроизолирующего соединения для трубопроводов. Соединение обладает высокой механической прочностью при сжимающих и растягивающих нагрузках. 4 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для электрического разъединения трубопроводов и/или их участков.

Известно неразъемное электроизолирующее соединение, содержащее два металлических патрубка (патент RU №2371627, МПК F16L 25/00, опубл. в бюл. №30 от 27.10.2009 г.). Один из патрубков выполнен с раструбом, другой патрубок выполнен с уменьшенным диаметром. В зазоре, образуемом внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью уменьшенного диаметра патрубка, расположено кольцо из диэлектрического материала, а пространство между ними заполнено тканью, пропитанной эпоксидными смолами. Края патрубка с уменьшенным диаметром развальцованы с образованием замкового соединения.

Недостатком данного соединения является низкая механическая прочность при осевых сжимающих и растягивающих нагрузках, так как она обеспечивается развальцовкой только края одного из патрубков, имеющего уменьшенный диаметр. При этом прочность в осевом направлении такого соединения напрямую зависит от механических свойств кольца из диэлектрического материала и пропитки из эпоксидной смолы, которые намного ниже механических свойств металла. С другой стороны, степень развальцовки ограничена пластическими свойствами металла патрубка. Увеличение степени развальцовки края патрубка для повышения механической прочности соединения приведет к трещинообразованию стенки патрубка. Другим недостатком соединения является сужение его проходного сечения из-за наличия у одного из патрубков участка с уменьшенным диаметром, что вызовет местное сопротивление трубопровода, а также может стать помехой при его внутренней очистке и диагностике.

Известно электроизолирующее соединение для трубопровода, содержащее два металлических патрубка (патент RU №2471112, МПК F16L 25/00, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2012 г.). Один патрубок выполнен с раструбом, другой выполнен с участком уменьшенного диаметра. Край участка уменьшенного диаметра развальцован. Между раструбом и участком уменьшенного диаметра размещено кольцо из диэлектрического материала по всей длине соединения. Конец раструба имеет наружное обжатие длиной, равной длине развальцовки участка уменьшенного диаметра.

Недостатками соединения являются значительное сужение проходного сечения за счет выполнения участка уменьшенного диаметра с последующим обжатием его части совместно с наружным раструбом, а также большая степень радиальной деформации деталей соединения, необходимая для его механической прочности в осевом направлении при растягивающих нагрузках. Данная деформация может вызвать трещинообразование в структуре металла при изготовлении соединения или в процессе его эксплуатации (особенно для соединений малых диаметров). Еще одним недостатком соединения является его низкая механическая прочность в осевом направлении при сжимающих нагрузках. При их воздействии в конструкции соединения может возникнуть электрическое замыкание между изолируемыми друг от друга патрубками.

Технической задачей изобретения является повышение механической прочности электроизолирующего соединения в осевом направлении как при сжимающих, так и при растягивающих нагрузках при минимальной степени радиальной деформации с сохранением значения его проходного сечения.

Поставленная техническая задача решается электроизолирующим соединением для трубопровода, содержащим два металлических патрубка, один из которых выполнен с раструбом, а другой - с участком уменьшенного диаметра для вставки в раструб с образованием зоны соединения за счет сжатия раструба и расширения участка уменьшенного диаметра патрубка, кольцо из диэлектрического материала, размещенное между раструбом и участком уменьшенного диаметра патрубка по всей длине соединения.

Новым является то, что внутри раструба выполнены коническая фаска на торце, кольцевая проточка с торцом, обращенным в сторону, противоположную торцу раструба, и конусом с противоположной стороны, а снаружи участка уменьшенного диаметра патрубка - концевая фаска, кольцевая выборка с торцом, обращенным в сторону, противоположную торцу этого участка, и конусом с противоположной стороны, при этом в кольцевой выборке размещена втулка из твердого диэлектрического материала, выполненная с возможностью взаимодействия с торцами проточки и выборки после сжатия раструба и расширения участка уменьшенного диаметра патрубка с одновременным получением герметичного контакта поверхностей по всей длине соединения.

На фиг.1 изображен продольный разрез электроизолирующего соединения для трубопровода.

На фиг.2 - продольный разрез заготовок для электроизолирующего соединения.

На фиг.3 - продольный разрез деталей для сборки электроизолирующего соединения.

На фиг.4 - процесс сборки электроизолирующего соединения для трубопровода.

Электроизолирующее соединение для трубопровода (фиг.1) состоит из патрубка 1 с раструбом 2 на части его длины и патрубка 3, имеющего участок уменьшенного диаметра 4. Диаметр и толщина стенок патрубков 1 и 3 на недеформированных участках (в зонах отсутствия раструба и уменьшения диаметра) одинаковы. Патрубки 1 и 3 выполнены из металла. Раструб 2 на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку L1 с торцом 5, обращенным в сторону, противоположную торцу 6 раструба 2. На торце 6 раструба 2 выполнена коническая фаска L2. Участок уменьшенного диаметра 4 на наружной поверхности имеет кольцевую выборку L3 с торцом 7, обращенным в сторону, противоположную торцу 8 участка 4. На торце 8 участка уменьшенного диаметра 4 выполнена коническая фаска длиной L4. Непроточенная часть раструба 2 расположена в кольцевой выборке L3 участка уменьшенного диаметра 4. Непроточенная часть участка уменьшенного диаметра 4 расположена в кольцевой проточке L1 раструба 2. Между торцами 5 и 7 кольцевой проточки L1 и кольцевой выборки L3 установлена втулка из твердого диэлектрического материала 9, например из текстолита или стеклопластика. Электроизолирующее соединение имеет герметичный контакт конической фаски L2 раструба 2 с конусом выборки L3 и фаски L4 участка уменьшенного диаметра 4 с конусом проточки L1. Герметичность и электрическую изоляцию соединения по всей ее длине L обеспечивает диэлектрическое кольцо 10, выполненное из термоплавкого материала, например из полиэтилена, пропилена и т.д.

Пример конкретного выполнения.

Изготовление заявленной конструкции электроизолирующего соединения для трубопровода может производиться в следующей последовательности. На патрубке 1 (фиг.2) методом раздачи выполняют раструб 2. На аналогичном патрубке 3 методом обжима - участок с уменьшенным диаметром 4. При этом внутренний диаметр раструба 2 должен быть больше максимального наружного диаметра диэлектрического кольца 10 (фиг.1), установленного на наружной поверхности участка уменьшенного диаметра 4. На внутренней поверхности раструба 2 (фиг.3) с противоположной стороны от его торца 6 выполняют кольцевую проточку L1, а на его торце 6 - внутреннюю коническую фаску L2. На наружной поверхности участка 4 с противоположной стороны от его торца 8 выполняют кольцевую выборку L3, а на торце 8 - наружную фаску L4. На всю длину участка уменьшенного диаметра 4 (фиг.4) располагают диэлектрическое кольцо 10. У торца 7 кольцевой выборки L3 устанавливают втулку 9 из твердого диэлектрического материала. Для возможности такой установки втулку 9 выполняют разрезной. Полученную конструкцию участка уменьшенного диаметра 4 вводят в раструб 2 так, чтобы торец 5 внутренней проточки L1 располагался напротив свободного торца кольца 9 (фиг.4). Производят радиальный обжим раструба 2 фильерой 11 до частичного устранения зазора 5 между раструбом 2 и участком 4. После этого осуществляют радиальную раздачу участка 4 дорном 12 до окончательного устранения зазора δ и двухстороннего обжатия диэлектрического кольца 10 для обеспечения герметичности соединения по всей его длине L (фиг.1), включая участки L2 и L4. При этом наружный диаметр дорна 12 (фиг.4) равен минимальному внутреннему диаметру патрубков 1 и 3 в их недеформированных частях. Полученная конструкция электроизолирующего соединения (фиг.1) не имеет сужения проходного сечения. Из курса сопротивления материалов известно, что при воздействии внутреннего давления на деталь цилиндрической формы тангенциальные напряжения в стенке в два раза превышают осевые напряжения в ее поперечном сечении. Поэтому расчеты толщины стенки трубопроводов осуществляются по тангенциальным напряжениям. Уменьшение расчетной толщины стенок раструба 2 и участка 4 при выполнении проточки и выборки не более чем в два раза снижает прочность стенок патрубков при воздействии осевых растягивающих нагрузок, но не выводит ее за пределы допустимых значений. Радиальным нагрузкам, вызывающим тангенциальные напряжения, противостоит суммарная толщина стенок раструба 2 и участка 4 (по всей длине соединения L), которая превышает толщину патрубков 1 и 3 в недеформированных зонах (расчетную толщину). Механическую прочность соединения в осевом направлении при растяжении обеспечивает разница двух диаметров: внутреннего диаметра D (фиг.1) раструба 2 вне зоны проточки L1 и наружного диаметра d участка 4 вне зоны выборки L3. Внутренний диаметр D должен быть меньше наружного диаметра d. Расчет такой прочности производится на срез металла в указанных зонах через диэлектрическую втулку 9. При этом сама втулка 9 работает в условии всестороннего сжатия, что исключает ее разрушение при эксплуатации. Работа металла на срез больше, чем работа деформации в осевом направлении конструкции соединения, указанной в прототипе. Контакт раструба 2 с участком 4 по коническим поверхностям L2 и L4 исключает возможность их сдвига относительно друг друга с электрическим замыканием при осевых сжимающих нагрузках.

Предлагаемая конструкция электроизолирующего соединения для трубопровода имеет следующие преимущества:

1. Отсутствие сужения проходного сечения позволяет беспрепятственно производить перекачку транспортируемой среды, очистку и внутритрубную диагностику трубопроводов.

2. Конструкция требует минимальной степени радиальной деформации комплектующих деталей, диаметральные размеры которых при сборке частично возвращаются к исходным значениям, что исключает возможность трещинообразования в металле при изготовлении и эксплуатации соединения.

3. Соединение обладает высокой механической прочностью в осевом направлении при сжимающих и растягивающих нагрузках, возникающих при эксплуатации трубопровода.

Электроизолирующее соединение для трубопровода, содержащее два металлических патрубка, один из которых выполнен с раструбом, а другой - с участком уменьшенного диаметра для вставки в раструб с образованием зоны соединения за счет сжатия раструба и расширения участка уменьшенного диаметра патрубка, кольцо из диэлектрического материала, размещенное между раструбом и участком уменьшенного диаметра патрубка по всей длине соединения, отличающееся тем, что внутри раструба выполнены коническая фаска на торце, кольцевая проточка с торцом, обращенным в сторону, противоположную торцу раструба, и конусом с противоположной стороны, а снаружи участка уменьшенного диаметра патрубка - концевая фаска, кольцевая выборка с торцом, обращенным в сторону, противоположную торцу этого участка, и конус с противоположной стороны, при этом в кольцевой выборке размещена втулка из твердого диэлектрического материала, выполненная с возможностью взаимодействия с торцами проточки и выборки после сжатия раструба и расширения участка уменьшенного диаметра патрубка с одновременным получением герметичного контакта поверхностей по всей длине соединения.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре. Соединитель для нагреваемого трубопровода для текучей среды содержит корпус, который имеет соединительный патрубок для соединения с трубой, соединительный элемент и выходной канал для нагревательного средства.

Изобретение относится к фитингу для герметичного соединения на конце трубы, включающей синтетический материал, с основным корпусом и с опорным корпусом. Основной корпус состоит из металла, а опорный корпус образован из синтетического материала в виде отдельной от основного корпуса детали.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для устройства закрытого дренажа на орошаемых и осушаемых землях. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для электрического разъединения трубопроводов и/или их участков. .

Изобретение относится к соединениям трубопроводов. .

Изобретение относится к соединениям гибких спирально-шовных труб для шахтной и рудничной вентиляции. .

Изобретение относится к наконечнику, надеваемому на свободный конец гофрированного шланга, и к комплекту элементов с таким наконечником. .

Изобретение относится к соединительным устройствам с соединительной частью, а также выполненной с возможностью вставления в нее вставной частью, которая на своей наружной поверхности имеет выступающие наружу фиксирующие выступы, соединительная часть снабжена радиально растягивающимися, расположенными соответственно расположению фиксирующих выступов на вставной части фиксаторами, которые при аксиальном вводе вставной части в соединительную часть переходят с эластичным радиальным отклонением соответственно в соотнесенный фиксирующий выступ, а затем снова радиально прогибаются непосредственно аксиально за фиксирующим выступом.

Изобретение относится к резьбовым трубным соединениям. .

Изобретение относится к соединениям труб. .

Изобретение относится к конструкции стопорной втулки для использования с узлами из фланца и трубы. Указанная конструкция содержит стопорную втулку, расположенную между трубой и фланцем для обеспечения предотвращения поворота трубы относительно фланца. На первом конце стопорной втулки выполнены, по меньшей мере, два отверстия, предназначенные для размещения, по меньшей мере, двух выступов трубы, отходящих от нее в радиальном наружном направлении. Указанная втулка дополнительно имеет, по меньшей мере, четыре отверстия, выполненные на ее втором конце и предназначенные для размещения, по меньшей мере, четырех выступов фланца, отходящих от него в радиальном внутреннем направлении. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к фитингу для металлических труб в оболочке. Фитинг содержит переходник, содержащий трубчатый элемент, формирующий продольный канал с продольной осью, для прохождения потока текучей среды; корпус, в который входит труба. Корпус расположен напротив переходника и выровнен по продольной оси. Уплотнительный элемент расположен между переходником и корпусом. В фиксатор, который расположен снаружи уплотнительного элемента, входят переходник и корпус. Первый фланец расположен возле переходника, а второй фланец расположен возле корпуса. Также имеется крепежный элемент для стягивания первого и второго фланцев в направлении друг к другу. Описаны варианты выполнения фитинга. Изобретение повышает герметичность соединения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к соединителю для трубопровода для текучей среды. Соединитель содержит корпус, имеющий соединительный патрубок для соединения с трубой и соединительный геометрический элемент для соединения с сопряженным элементом. Корпус в выходной части имеет выходное отверстие, через которое наружу из корпуса выведено нагревательное устройство, проходящее через заглушку. Заглушка расположена в выходном отверстии. Выходная часть снабжена литьевой массой, закрывающей выходное отверстие. Между литьевой массой и заглушкой установлен разделительный элемент. Изобретение упрощает процесс изготовления соединителя. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх