Соединение трубопроводов

 

Союз Советскин

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 838262 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14. 09. 79 (21) 2818946/29-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51)M. Кл.

F 16 L 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УЙК621.643 (088. 8) Опубликовано 15.06.81, бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 17.06. 81 т

В. Н. Федоров, А. В. Мокин, В. М. Сорок и В; С. Цийаев д. Г:: "... .. /

f .:., с

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Изобретение относится к машиностро— ению, а именно к соединениям трубопроводов, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для работы с криогенными жидкостями.

Известны разборные соединения трубопроводов, содержащие, например, фланцы с креплениями болтового или иного типа и с выполненными на торцо10 вых стыковочных поверхностях фланцев элементами уплотнения типа "шип-паз", образующих в их состыкованном состоянии замкнутую кольцевую полость. Материал для уплотнительных прокладок

15 подбирается в зависимости от условий эксплуатации, Например, в соединениях трубопроводов для криогенных жидкостей применяются прокладки из поронита, фторопласта, поликарбоната. Надежность герметичности известных соединений трубопроводов считается удовлетворительной при условии их работы в течение продолжительного отрезка времени

2 без разборки и повторной сборки. В случае необходимости разборки и повторной сборки обычно удаляют старую деформированную прокладку и устанавливают новую 1 ).

Недостатком известных устройств явг ляется необходимость замены уплотнительной прокладки при повторной сборке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение трубопроводов, содержащее фланцы с кольцевыми уплотнениями, образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналами с источником питания.Источник питания осуществляет подачу газа с постоянным расходом в замкнутую кольцевую полость, где создается давление, превышающее давление в трубопроводе. Из-за перепада давлений часть газа из замкнутой кольцевой полости попадает в проточную часть трубопровода, что не позволяет исполь3 83826 зовать данное соединение трубопроводов при работе с криогенными жидкостями, имеющими высокую степень очистки (2 ).

Недостатком данного соединения трубопроводов являются его невысокие эксплуатационные качества, такие как повышенное газосодержание заправляемой криогенной жидкости,: увеличенное количество дренируемого газа. Все это приводит к необходимости увеличения 1о проходного сечения дренажного клапана, устанавливаемого на заправляемой емкости.

Цель изобретения — улучшейие .экс плуатационных качеств устройства .

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем фланцы

Ф! с кольцевыми уплотнениями .типа шиппаэ", образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналами с источником питания, один из фланцев выполнен с кольцевой внутренней полостью, прилегающей к донной части паза и сообщенной каналами с проточной частью трубопровода, источником питания и газосборником, а другой имеет шип, выполненный с режущей кольцевой кромкой íà его переднем торце.

На фиг. 1 представлено соединение трубопроводов в состыкованном состоянии, продольный разрез; на фиг.2 — узел I на фиг.l; на фиг. 3 — схема заправки транспортировочной емкости криогенной жидкостью. 35

Для обеспечения работоспособности соединения трубопроводов температура перехода уплотнительного вещества из жидкой фазы в твердую должна быть выше температуры криогенной жидкости в проточной части трубопровода 9. По окончании процесса заправки транспортировочной емкости 20 прекращается подача криогенной жидкости в проточную часть трубопровода 9, закрываются заправочные вентили 23 и 24, из проточной части трубопровода 9 сливаются остатки криогенной жидкости. Источник 14 питания осуществляет подачу нагретого осушенного газа по каналам 13 в кольцевую внутреннюю поПредлагаемое соединение трубопро водов состоит из фланцев 1 и 2 и узла 3 крепления. Фланец 1 имеет шип 4 в виде кольцевого выступа с режущей 40 кольцевой кромкой 5. Фланец 2 имеет паз 6 в виде кольцевой канавки. К донной части паза 6 прилегает кольцевая внутренняя полость 7, которая соединена каналами 8 с проточной час- <5 тью трубопровода 9, каналами 10 с датчиком 11 давления и источником 12 питания, подающим уплотнительное вещество в газообразной или жидкой фазе, например воду, каналами 13 с источником 14 питания, подающим нагретый осушенный газ, например воздух, а также каналами 15 с газосборHHlcoM 16. На фланце 2 установлены две кольцевые пРокладки 17, напРимеР из фторопласта, обеспечивающие герметичность замкнутой кольцевой полости 18, и выполнен кольцевой выступ 19, исключающий попадание уплотнительного

2 4 вещества после расстыковки фланцев t и 2 в проточную часть трубопровода 9.

Для обеспечения заправки транспортировочной емкости 20 из цистерны 21 криогенной жидкостью, например жидким кислородом, транспортировочная ем- ° кость 20 снабжена дренажным клапаном 22, а на трубопроводе 9 установле- ны заправочные вентили 23, 24 и фильтр 25, например, из металлической мелкоячеистой сетки.

Устройство работает следующим образом.

В раздаточный цех готовой продукции последовательно подаются транспортировочные емкости 20, которые своим фланцем 1 автоматически стыкуются с фланцем 2 цистерны 21 с заправляемой криогенной жидкостью. Фланцы 1 и 2 фиксируются в состыкованном положении при помощи узла 3 крепления, а шип 4 и паз 6 на их стыковочных позерхностях образуют замкнутую кольУ цевчю полость 18. Источник 12 питаниФ осуществляет подачу уплотнительного вещества, например, воды, в замкнутую кольцевую полость 18 по каналам 10.

На одном из каналов 10 установлен датчик II давления, который по достижению расчетного давления, свидетельствующего о полном заполнении замкнутой кольцевой полости 18, дает команду на открытие заправочных вентилей 23 и 24 и подачу криогенной жидкости в проточную часть трубопровода 9. Криогенная жидкость из проточной части трубопровода 9 поступает в кольцевую внутреннюю полость 7 по каналам 8. В результате большого перепада температур уплотнительное вещество переходит в твердую фазу, образуя тем самым надежное уплотнение.

5 8382 лость 7, откуда газ по каналам 15 попадает в гаэосборник 16, а по каналам 8 в проточную часть трубопровода 9. Возникает перепад температур между уплотнительной прокладкой, находящейся в паэе 6 и нагретым газом.

В результате интенсивного теплообмена уплотнительная прокладка переходит в жидкую или газообразную фазу, уменьшается сила сцепления уплотнительной прокладки со стыковочными поверхностями фланцев I и 2. После расчетного времени продувки нагретый газом производится отвод узла 3 крепления и расстыковка фланцев 1 и 2, при этом д уплотнительная прокладка в газообразной или жидкой фазе уходит в атмосферу. После этого соединение трубопро- . водов готово к стыковке и заправке следующей транспортировочной емкости 20 °

Для повторной надежной стыковки фланцев 1 и 2 и последукщего гаран- . тированного заполнения паза б уплотнительным веществом в случае, если 2 уплотнительное вещество в твердой фазе осталось в пазе 6, предусмотрена режущая кольцевая кромка 5 на переднем торце шипа 4, которая дробит ос,татки уплотнительной прокладки. З11

Кольцевые прокладки 17 предназначены только для предотвращения утечки уплотнительного вещества из паза 6 в состыкованном положении фланцев 1 и 2. Они рассчитаны на невысокое из- 3у быточное давление, создаваемое ис62 6 точником 12 питания, которое значительно меньше давления заправляемой криогенной жидкости. А так как при стыковке фланцев 1 и 2 создается невысокое удельное давление на кольцевые прокладки 17, то они обеспечивают многократный процесс стыковки-расстыковки формула изобретения

Соединение трубопроводов, преимущественно для криогенных жидкостей, содержащее фланцы с кольцевыми уплотнениями типа "шип-паэ"; образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналами с источником питания и газосборником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности герметичкости соединения, один из фланцев выполнен с кольцевой внутренней полостью, прилегающей к донной части паза и сообщенной каналами с проточной частью трубопровода, источником питания и гаэосборником, а шип другого фланца выполнен с режущей кромкой на его переднем торце.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. M., "Машиностроение", 1965, с. 52-60.

2. Авторское свидетельство СССР

O 706638, кл. F 16 li 23/00, 1978.

838262

Составитель P. Хлудова

Редактор Л. Повхан Техред А абинец Корректо А.Гриценко

Заказ 4391/51 Тираж 1006 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4