Электротеплоизолирующая соединительная вставка
Владельцы патента RU 2641988:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано при испытаниях объекта и его элементов на одновременное комплексное воздействие высокотемпературных нагрузок в условиях полной защиты испытательного оборудования. Электротеплоизолирующая соединительная вставка состоит из входного и выходного фланцев с присоединительными резьбами на противоположных концах и полого электроизолирующего элемента в виде диэлектрической цилиндрической втулки, укрепленной между фланцами. Между втулкой и фланцами установлены две высокотемпературные прокладки, зажатые с помощью шпилек и гаек полукольцами, упирающимися в буртики керамической втулки. Между полукольцами установлены склеенные между собой два полукольца из кирпича керамического. Все зажимающие металлические элементы выполнены с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки. Изобретение обеспечивает одновременный подвод к объекту испытаний необходимого объема воздуха с заданными параметрами и защиту оборудования от находящихся под напряжением частей трубопроводов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к электротехническим системам защиты и может быть использовано для обеспечения безопасной эксплуатации различных приборов.
В течение длительного времени электроизолирующие вставки создавались на основе стандартного фланцевого соединения при его соответствующей доработке, связанной с установкой втулок под болты и прокладок(Рекомендации по применению изолирующих фланцев на трубопроводах. - М.: ВНИИСТ, 1968 г., с. 26. Применение изолирующих фланцев на трубопроводах. В.И. Гладков, В.Г. Котик, И.П. Гладов и др. Тр. Института ВНИИСТ, 1970, вып. 23, с. 195-207).
Наряду с несомненными преимуществами (дешевизна, использование стандартного фланца и крепежа) такое решение проблемы обладает и существенными недостатками, а именно не дает 100% гарантии изоляции, не рассчитаны на работу в области высоких температур.
Известно «Изолирующее фланцевое соединение» (а.с. SU 1139926 от 15.02.85), содержащее два полуфланца с изолирующими прокладками, стянутых болтами, между прокладками установлен промежуточный элемент, электрически связанный с каждым из болтов. Полуфланцы снабжены электрическими контактами. Обеспечена возможность выявления нарушений электроизолирующих свойств фланцевого соединения.
Данное соединение ориентировано на традиционное использование фланцев, что предопределяет увеличение габаритов, металлоемкости, не исключая возможности «закорачивания» электрических цепей в процессе эксплуатации.
Известна электроизолирующая вставка для системы электротехнического подключения бытовых приборов с магистральными врезками (патент РФ №2103982, МПК6 А61Н 37/00, Н02Н 3/16, опубл. 10.02.1998). На врезке к магистральному трубопроводу устанавливают соединительную электроизолирующую вставку, состоящую из двух фланцев. Между фланцами размещен полый электроизолирующий элемент, содержащий диэлектрик, укрепленный на фланцах опрессованием. Длину электроизолирующего элемента выбирают не менее длины пробоя диэлектрика при напряжении не менее 3750 В, частотой 50 Гц. Недостатком данного изобретения является невозможность его использования для высокотемпературного электроизолятора, имеющего двойное назначение: разрыв электрической цепи и подача воздуха высокой температуры.
Данная вставка выбрана в качестве прототипа.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание вставки, обеспечивающей подключение оборудования для проведения механических испытаний объектов при одновременном комплексном воздействии высокой температуры и давления (температуры до 1000°, давления до 20 кг/см2).
Технический результат: возможность одновременного подвода к объекту испытаний необходимого объема воздуха с заданными параметрами (температура, давление, расход) и изоляция оборудования, от находящихся под напряжением, частей трубопроводов.
Указанная задача решается с помощью заявляемой электротеплоизолирующей соединительной вставки, состоящей из соосно размещенных входного и выходного фланцев с присоединительными резьбами на противоположных концах и полого электроизолирующего элемента в виде диэлектрической цилиндрической втулки, укрепленной между фланцами, в которой в отличие от прототипа между диэлектрической втулкой и фланцами зажаты стойкие к воздействию температур до 1000° прокладки, при этом все зажимающие металлические элементы выполнены с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки.
В заявляемой вставке прокладки могут быть выполнены из материала графлекс, диэлектрическое кольцо может быть выполнено состоящим из двух полуколец из керамического кирпича, а также присоединительные части могут быть выполнены в виде патрубков.
Размещение между диэлектрической втулкой и фланцами стойких к воздействию температур до 1000° прокладок, выполнение при этом всех зажимающих металлических элементов с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки, обеспечивает одинаковую реакцию (расширение, сужение) частей соединения при воздействии внешних факторов, то есть обеспечивает герметичность соединения, при одновременном подводе к объекту испытаний необходимого объема воздуха с заданными параметрами (температура, давление, расход), а также изоляцию оборудования от находящихся под воздействием электрического напряжения частей трубопроводов.
Выполнение прокладки из материала графлекс обеспечивает герметичность соединения до температуры 1000°.
Выполнение диэлектрического кольца состоящим из двух полуколец из керамического кирпича обеспечивает теплоизоляцию соединяемых частей.
Выполнение присоединительных частей в виде патрубков обеспечивает удобство монтажа.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена электротеплоизолирующая соединительная вставка в разрезе.
Электротеплоизолирующая соединительная вставка состоит из соосно размещенных входного и выходного фланцев 5 с присоединительными резьбами 10 на противоположных концах и полого электроизолирующего элемента в виде диэлектрической цилиндрической втулки 7 (в данном примере выполнения - керамической), укрепленной между фланцами 5.
Между диэлектрической втулкой 7 и фланцами 5 зажаты стойкие к воздействию температур до 1000° прокладки 9 (из графлекса).
Все зажимающие металлические элементы: шпильки 1, гайки 2, шайбы 3, тарельчатые пружины 4, фланцы 5 и полукольца 6 выполнены с коэффициентом линейного расширения. равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки 7.
Диэлектрическое кольцо 8 выполнено состоящим из двух полуколец из керамического кирпича, установленных между металлическими полукольцами 6.
Присоединительные части фланцев 5 выполнены в виде патрубков 103 снабженных резьбой.
Заявляемая электротеплоизолирующая соединительная вставка работает следующим образом.
Одну электротеплоизолирующую соединительную вставку при помощи присоединительной резьбы 10 фланцев 5 устанавливают в месте соединения участка трубопровода, по которому от компрессора нагнетают холодный воздух с участком трубопровода, подключенного при помощи токоподводящих элементов к источнику электропитания, в котором этот воздух нагревается до температур 1000° (соединение холодного и горячего участков трубопровода). Второй соединительной вставкой соединяют нагреваемый участок трубопровода с участком трубопровода, соединенным с объектом испытания (на фигуре не показано), в который подается воздух с заданной температурой под давлением до 20 кг/см2. Диэлектрическое кольцо 8, состоящее из двух полуколец из керамического кирпича, обеспечивает теплоизоляцию соединяемых частей. Размещенные между диэлектрической втулкой 7 и фланцами 5 стойкие к воздействию температур до 1000° прокладки 9, зажимающие металлические элементы, выполненные с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки, обеспечивают одинаковую реакцию (расширение, сужение) соединения частей втулки при воздействии внешних факторов, тем самым обеспечивают герметичность соединения, при одновременном подводе к объекту испытаний необходимого объема воздуха с заданными параметрами (температура, давление, расход), а также изоляцию объекта испытания и оборудования от находящейся под воздействием электрического напряжения части трубопровода.
1. Электротеплоизолирующая соединительная вставка, состоящая из соосно размещенных входного и выходного фланцев с присоединительными резьбами на противоположных концах и полого электроизолирующего элемента в виде диэлектрической цилиндрической втулки, укрепленной между фланцами, отличающаяся тем, что между диэлектрической втулкой, выполненной из материала, имеющего высокие механические свойства, стойкость к воздействию температур до 1000°, и фланцами зажаты прокладки, стойкие к воздействию указанных температур, при этом все зажимающие металлические элементы выполнены с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала диэлектрической втулки.
2. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что прокладки выполнены из материала графлекс.
3. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что диэлектрическое кольцо выполнено состоящим из двух полуколец из керамического кирпича.
4. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что присоединительные части фланцев выполнены в виде патрубков.
