CS232255B1 - Dilatační konstrukce tepelné namáhaného potrubí - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je konstrukční řešení dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí v přímé, nezalomené trase mezi dvěma pevnými body s vyloučením potřeby vložit do potrubí jakýkoliv známý kompenzátor. Nový a vyšší účinek je zabezpečován předevěím uspořádáním párů potrubních ramen, s nichž se skládá dilatační konstrukce, do tvaru řezu harmonikovým měchem. Osová síla do spojnice pevných bodů se při tomto uspořádání nemění prodlužováním vzdáleností sousedních pevných bodů. Při různých možných polohách rovin proložených .ipojnicí pevných bodů a osou potrubních ramen jsou důležité^ dva případy: když spádová přímka se shoduje se spojnicí pevných hodů a když spádové přímky jsou svislice. Tyto polohy bud zjednodušují uložepí dilatační konstrukce, nebo šetří odvzdušnovaoí a vypouštěcí armatury.

Description

(54) Dilatační konstrukce tepelné namáhaného potrubí

Předmětem vynálezu je konstrukční řešení dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí v přímé, nezalomené trase mezi dvěma pevnými body s vyloučením potřeby vložit do potrubí jakýkoliv známý kompenzátor.

Nový a vyšší účinek je zabezpečován předevěím uspořádáním párů potrubních ramen, s nichž se skládá dilatační konstrukce, do tvaru řezu harmonikovým měchem. Osová síla do spojnice pevných bodů se při tomto uspořádání nemění prodlužováním vzdáleností sousedních pevných bodů. Při různých možných polohách rovin proložených .ipojnicí pevných bodů a osou potrubních ramen jsou důležité^ dva případy: když spádová přímka se shoduje se spojnicí pevných hodů a když spádové přímky jsou svislice. Tyto polohy bud zjednodušují uložepí dilatační konstrukce, nebo šetří odvzdušnovaoí a vypouštěcí armatury.

ti

Předmětem vynálezu je dilatační konstrukce tepelně namáhaného úseku potrubí mezi dvěma pevnými body, bez potřeby vložení kompenzátorů tepelné dilatace do tohoto potrubního úseku.

V energetice a při rozvodech ústředního vytápění se často vyskytují přímé, značně dlouhé trasy tepelně namáhaného potrubí. Tepelné dilatace jednotlivých přímých úseků se kompenzují tak, že přísluěné tepelná roztažení se zachytávají do vložených kompenzátorů, umísťovaných zpravidla uprostřed mezi dvěma pevnými body. Kompenzovat tepelné dilatace je možné rovněž zalomením trasy potrubí do tvaru písmene L nebo Z. V současnosti je vyráběna řada typů kompenzátorů od nejjednoduSSÍch ve tvaru U nebo lyry po čočkové, záhybové, ucpávkové, vlnovcové a kloubové. Kompenzátory jsou však obecné prvky méně odolné než vlastní potrubí. Jsou proto častým zdrojem poruch, zatímco poruchy přímo na hladkém potrubí jsou vaicné.

Z toho vyplývá potřeba neustálé údržby kompenzátorů, zejména ucpávkových a kloubových. Při použití kompenzátorů tvaru U nebo lyry představuje dále jejich vsazení do přímé trasy značné prodloužení potrubí, tedy i úložného kanálu nebo úložné stožárové konstrukce. Kompenzátory vkládané do potrubí zvyšují složitost potrubní konstrukce, zvyšují její pracnost, zvyšují provozní a investiční náročnost.

Popsané nevýhody odstraňuje řeěení dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí mezi dvěma pevnými body, jimiž lze proložit přímku o spádu 0 % až 100 % v přímém, nezalomeném potrubním úseku, která se vyznačuje tím, že konstrukce se skládá z libovolného počtu párů trubkových ramen, jejichž osy mezi sebou svírají úhel 2ona způsob harmonikového měchu tak, že všechny sudé vrcholy těchto ramen od prvního pevného bodu až do sousedního pevného bodu leží průsečíkem os potrubních ramen ne přímce spojující pevné body, jsou v bezprostřední blízkosti sudých vrcholů osezeny v uloženích osově posuvných po'této spojnici, Zatímco liché vrcholy trubkových ramen jsou upevněny v uloženích plošně posuvných v jedné libovolné rovině proložené spojnicí pevných bodů, přičemž na nátrubcích ve všech nejvyšších vrcholech jsou osazeny odvzdušňovací armatury a .ve všech nejnižších vrcholech jsou osezeny nátrubky pro vypouštěcí armatury.

Výhodou řešení podle vynálezu je to, že harmonikovým vedením potrubí se vyloučí nutnost umístit mezi pevné body některý ze známých typů kompenzátorů. Další výhodou je to, že při ustáleném tepelném stevu se projeví pouze osové tlaky do pevných bodů, zatímco ve vrcholech ramen se síly zprávě a zleva vzájemně ruší, protože pochází ze stejně velkých dllatací, stejných ramen, při stejné teplotě. Z toho vyplývá významná přednost, že prodlužování vzdálenosti pevných bodů u konstrukce podle vynálezu nevede k zvětšování osových tlaků do pevných bodů. U dosavadních typů kompenzátorů však jejich kompenzační schopnost, označovaná v mm, diktuje maximální možnou vzdálenost pevných bodů pří určitém rozdílu teplot v provozu e klidu teplovodu.

Dilatační konstrukci tepelně namáhaného potrubí lze dále zlepšit tak, že všechny vrcholy trubkových ramen jsou spojeny pomocí jednoho nebo více potrubních segnentů, nebo výřezem potrubního oblouku o stejné dimenzi, přičemž osy těchto ramen svírají úhel 2a ·

Tímto konstrukčním řešením se snižuje jek průtočný odpor, tak špičkové namáhání spojů potrubních úseků tlakem za ohybu.

Dilatační konstrukcí tepelně namáhaného potrubí je možno s výhodou uspořádat tak, že trubková ramene leží v rovině proložené spojnicí pevných bodů a kolmici na tuto spojnici ve svislém směru.

Výhodou tohoto uspořádání je zjednodušení a ušetření úložných prvků potrubí, kde všechny potřebné upevňovací body v sudých vrcholech mohou být provedeny jeko závěsy, přičemž uložení potrubních ramen v lichých vrcholech může být vynecháno. Další výhodné variante dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí je vyznačené tím, že trubková ramena leží v rovině proložené spojnicí pevnýckbodů a kolmicí na tuto spojnici ve vodorovném směru.

U tohoto provedení odpadá potřeba osazovat odvzdugňovací a odvodňovaeí armatury, protože potrubní ramena leží v rovině, která má spád daný přímkou spojující sousední pevné body. U tohoto provedení neexistují proto nejnižgí a nejvyšší místa, protože trubkové ramena mají spád z prvého, směrem ke druhému pevnému bodu. Konstrukce je tedy spádována jako celek a nemůže nikde vytvářet Škodlivé vzduSné pytle. Je-li to třeba lze rovněž topné médium vypustit beze zbytku.

Příkladné provedení samokompenzující dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí je znázorněno na obr. 1 v půdorysu trubky teplovodu umístěného v kanálu. Potrubní ramena zde leží v rovině proložené spojnicí pevných bodů a kolmicí na tuto spojnici ve vodorovném směru. Na obr. 2 je pak v pohledu znázorněno provedení harmonikového vrcholu potrubních ramen v alternativách a, b, c.

V topném kanálu J na obr. 1 je uloženo tepelně, tj. změnami teploty namáhané potrubí tak, že je vedeno od pevného bodu 2 k pevnému bodu 2· Potrubí se sklédé z řady párů trubkových r-roen £, 2, které jsou navzájem vodotěsně spojeny. Osy jednotlivých trubkových ramen * ž, 2 jsou odkloněny od spojnice 2 pevných bodů 2 - 2.'° úhly - « , a mezi osami sousedních trubkových ramen nebo 2» á je proto úhel 2a . V bodech lomů, resp. vrcholů 2» £ harmonikově vedených ramen 2> případně v jejich bezprostřední blízkosti, jsou osazena * uloženi potrubí. Každé sudé uložení u vrcholů 4, počítáno od pevného bodu 2 k pevnému bodu 2,” je volně posuvné ve směru spojnice 5., tak jak to schematicky znázorňuje Šipkové označení 2· Každé uložení u lichých vrcholů 2 je volně posuvné ve dvou libovolných osách, např. na sebe kolmých, jak je znázorněno šipkovým označením 8. Uložení u vrcholů 2 je tedy volně ploSně posuvné. Na obr. 2 a je znázorněn příklad v detailu provedení spojení potrubních ramen £, 2 v sudém vrcholu 4 např. svářením, když předtím byly konce trubkových raφβη,<£, 2 skoseny o úhly - » . V nejvyšěím bodě vrcholu 4 je přivařen nátrubek 12. na nějž se připojuje odvzdugňovací armatura. Na obr. 2b jsou do místa spodního obratu, tj. lichého vrcholu J, zavařeny dva trubkové segmenty 10 _f které otupují zlom potrubí ve vrcholu a přitom zachovávají úhel 2 a mezi osami trubkových ramen 2, &· V nejnižSím bodě vrcholu 2 je pak nevařen nátrubek 12. na nějž se osazuje např. vypouětěcí kohout. Na obr. 2c je zase sudý vrchol 4 konstruován tak, že je do něho vsazen trubkový oblouk 11. s úhlovou odchylkou osy na vstupu od výstupu o 2 a . Zde je potrubí zaobleno a na nejvySSím místě je opět navařen nátrubek 12 pro připojení odvzduSňovacího ventilku. Pokud osy trubkových ramen 2, 2 leží v rovině dané spojnicí 2 ^a vodorovnou kolmicí na tuto spojnici nevznikají ani nejvygší ani nejnižěí body. Pak není třeba osazovat žádné nátrubky pro odvzdugňovací a vypouštěcí armatury. Jestliže potrubní ramena budou ležet v rovině dané spojnicí 2 a svislou kolmicí na tuto spojnici postačí zjednodišené uložení dilatační konstrukce zavěšením ve vrcholech 4» přičemž vrcholy 2 mohou volně viset v prostoru bez upevnění. Zde se však vždy musí uspořádat odvzduSnění nejvySSích míst a vypouštění nejnižších míst.

Takto uspořádaná dilatační konstrukce tepelně namáhaného potrubí - at v kanálech nebo na potrubních mostech - je konstrukčně schopná kompenzovat tepelné dilatace potrubí bez vložených kompenzátorů. Každé dvě ramena 2, 2 tvoří vlastně samokompenzující prvek konstantní délky a se stejnou osovou silou ve směru spojnice pevných bodů 2* Osové síly sousedních dvojic ramen 2, £ se vzájemně ruší, takže celý potrubní úsek působí do pevných bodů pouze

- osovou silou vznikající ve dvojici ramen. Osový tlak hansonikovš vedeného potrubí je stále stejný bez ohledu na vzdálenost pevných bodů 2-2' a celkový počet párů ramen 2, 2.

* U vynálezu je zachována klasické možnost předpínání potrubní trasy mezi pevnými body za studená, čímž se docílí rozdělení plné osové síly na dvě poloviční složky. Jedna negativní je způsobena předpětím za studená a druhé pozitivní složka osové síly působí při nejvyšší provozní teplotě potrubí.

Claims (4)

Ρ δ E D M Ě T VYNÁLEZU

1. Dilatační konstrukce teplené namáhaného potrubí mezi dvěma pevnými body, jimiž lze proložit přímku o spádu 0 až 100 % v přímém, nezalomeném potrubním úseku, vyznačené tím, že se skládá z libovolného počtu párů trubkových ramen (6, 7), kterých osy mezi sebou svírají úhly Za , na způsob harmonikového měchu tak, že všechny sudé vrcholy (4) těchto ramen (6, 7) od pevného bodu (2) až do sousedního pevného bodu (2') leží průsečíkem os potrubních ramen (6, 7) na přímce (5), spojující pevné body (2, 2') a jsou ve své bezprostřední blízkosti osazeny v uloženích, osově posuvných po této'spojnici (57, zatímco liché vrcholy (3) trubkových ramen (6, 7) jsou upevněny v uloženích plošně posuvných v jedné libovolné rovině, proložené spojnicí (5) pevných bodů (2, 2'), přičemž na 'nátrubcích (12) ve všech nejvyšších vrcholech (4) jsou osazeny odvzdušňovací armatury a ve všech nejnižších vrcholech (3) jsou osazeny nátrubky pro vypouětěcí armatury.

2. Dilatační konstrukce podle bodu 1 vyznačená tím, že všechny vrcholy (3, 4) trubkových ramen (č, 7) jsou*spojeny pomocí jednoho nebo více segmentů (10), nebo výřezem potrubního oblouku (11) o stejné dimenzi, přičemž osy těchto článků svírají úhel Z_a ·

3. Dilatační konstrukce podle bodu 1 nebo 2, vyznačená tím, že trubková ramena (6, 7) leží v rovině, proložené spojnicí (5) pevných bodů (2, 2'), a kolmicí na tuto spojnici ve svislém směru.

4; Dilatační konstrukce podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že trubková ramena (6, 7) leží v rovině, proložené spojnicí (5) pevných bodů (2, 2') a kolmici na tuto spojnici ve vodorovném směru.