CS247678B1

CS247678B1 - Piping Compensation Equipment

Info

Publication number: CS247678B1
Application number: CS503684A
Authority: CS
Inventors: Emil Kovanda; Jan Zizka; Josef Blabla
Original assignee: Emil Kovanda; Jan Zizka; Josef Blabla
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Zařízení ke kompenzaci potrubních rozvodů, zejména potrubních rozvodů k dopravě spalin a vzdušnin, v základním uspořádání, kdy oba konoe potrubí jsou spojeny zvlněnou vícevrstvou manžetou, využívající skelné nebo organoskelné tkaniny a asbestového propletu s hliníkovou folií a upevněnou k potrubí objímkami staženými šrouby. Toto zařízení je tvořeno manžetou, která je ušita skelnou nití ze tří až osmi vrstev skelné nebo organoskelné tkaniny a následně v celé své déloe omotána asbestovým propleteni s hliníkovou folií. Tato manžeta je zvlněna a vedena přes radiální nákružek, vytvořený kruhovou ooelí, přivařenou po celém vnějším obvodu každého z konců potrubí, a přečnívající alespoň třetinou svého průměru přes konce potrubí. Konoe manžety jsou připevněny k oběma koncům potrubí stahovaoíml objímkami, pod kterými je manžeta překryta podkladním plechem.A device for compensating pipework, especially pipework for transporting flue gases and air, in a basic configuration, where both ends of the pipe are connected by a corrugated multi-layer sleeve, using glass or organoglass fabric and asbestos braid with aluminum foil and fastened to the pipe by sleeves tightened with screws. This device consists of a sleeve that is sewn with glass thread from three to eight layers of glass or organoglass fabric and subsequently wrapped along its entire length with asbestos braid with aluminum foil. This sleeve is corrugated and guided over a radial collar formed by a circular steel, welded along the entire outer circumference of each of the pipe ends, and projecting at least a third of its diameter over the pipe ends. The end sleeves are fastened to both ends of the pipe by tightening sleeves, under which the sleeve is covered with a base plate.

Description

Vynález se týká zařízení ke kompenzaci potrubních rozvodů, zejména potrubních rozvodů k dopravě spalin a vzdušnin, v základním uspořádáni, kdy oba konce potrubí jsou spojeny zvlněnou vícevrstvou manžetou, využívající skelná nebo organoskelné tkaniny a asbestového propletu s hliníkovou fólií a upevněnou k potrubí objímkami staženými šrouby·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for compensating pipework, in particular pipework for conveying flue gas and air in a basic arrangement where both ends of the pipe are connected by a corrugated multilayer cuff using glass or organo-glass fabrics. ·

V průmyslové praxi, zejména v chemických, energetických a hutních provozech se vyskytuje potřeba dopravovat mezi jednotlivými výrobními zařízeními větší objemy plynných medií, zejména spalin, vzdušnin či jiných technologických plynů, obsahujících často agresivní složky a pevné částice, jako je popílek, saze apod· Příslušné spalinovody a potrubní rozvody jsou vesměs vystavovány kolísání teplot v poměrně značném rozsahu, a tudíž musí být uvažováno s velkou podélnou dilatací· K zachycení axiálních sil vyvolaných tepelnou dilatací se do spalinovodů a dalších potrubních rozvodů vřazují kompenzátory· S přihlédnutím k tomu, že v průmyslových kombinátech dosahuje množství zabudovaných kompenzátorů značného počtu a že jejich životnost je vzhledem ke značnému mechanickému, tepelnému i chemickému namáhání omezená, je hlavním požadavkem vedle jejich spolehlivosti především ekonomická dostupnost e konstrukční i montážní jednoduchost· Dosuďse používá kompenzátorů různých konstrukcí, známé jsou například kovové kompenzátory, tvořené v základním principu přírubami z profilu L nebo U a na nich upevněným plechem tlouštky do 2 mm ve tvaru písmene U či vlnovce. Oba konce kompenzovaného potrubí tedy plynotěsně spojuje zařízení, které má podle použité varianty podobu kovové čočky či kovového vlnovce. Nevýhodou těchto kompenzátorů jsou poměrně vysoké pořizovací náklady, nízké životnost s přihlédnutím k přítomnosti agresivních složek v přepravovaném me'diu a k zanášení jejichIn industrial practice, especially in chemical, energy and metallurgical plants, there is a need to transport larger volumes of gaseous media, particularly flue gas, air or other process gases, often containing aggressive components and solid particles such as fly ash, soot, etc. between individual production facilities. flue gas ducts and pipelines are all exposed to temperature fluctuations to a relatively large extent, and therefore large longitudinal expansion must be considered. achieves the number of built-in compensators of a significant number and their lifetime is limited due to considerable mechanical, thermal and chemical stress, the main Simplicity of construction and assembly · Up to now it uses compensators of various constructions, for example metal compensators are known, consisting essentially of L- or U-profile flanges with U-shaped or bellows-shaped sheet metal attached to them. Thus, the device, which according to the variant used is in the form of a metal lens or a metal bellows, connects both ends of the compensated pipe. The disadvantages of these compensators are relatively high purchase costs, low lifetime with regard to the presence of aggressive components in the transported

247 678247 678

- 2 spodních částí pevnými částicemi odlučovanými z přepravovaných plynů· Jejich konstrukční řeáení navíc v mnoha případech nevyhovuje provozním podmínkám, a to zejména u značná agresivních médií, nejsou rovněž schopny kompenzovat větáí boční vychýlení potrubí· Částečně lze těmto nevýhodám čelit například podle vynálezu SSSR 58 24 35 jinou konstrukcí kovového kompenzátoru s zejména ochranou kovové čočky kompenzátoru ze strany přepravovaného agresivního média vrstvami skelných vláken, přičemž vrstva skelných vláken bezprostředně přiléhající ke kovové čočce kompenzátoru je navíc impregnována fluoroplastovým prostředkem· Další zdokonalení konstrukce kompenzátoru přináší řešení podle patentu NSR DOS 24 08 885· Tento kompenzátor je tvořen dvojitými přírubami<v nichž je pomocí upínacích kruhů upevněn vlnovec kompenzátoru· Tento vlnovec je sestaven z vnější a vnitřní kovové tkaniny, mezi nimiž je umístěna kovová fólie, která je navíc obalena z obou stran asbestovými vrstvami· Kompenzátor v tomto uspořádání dobře vyrovnává axiální dilatační síly i boční vychýlení a je odolný vůči tepelnému namáhání ve značném rozmezí· Vzhledem k uspořádání dvojité příruby je však poměrně náročný na spotřebu materiálu, jeho výroba je pracná, montáž s přihlédnutím k poměrně komplikovanému uspořádání armatur i vlnovce je složitá. Hlavní nevýhoda však tkví v tom, že vlnovec kompenzátoru, který je konstruován z kovová tkaniny a kovové fólie, je sice instalovanou vodicí trubkou chráněn před erozí a zanášením pevnými částicemi obsaženými v přepravovaných plynech, není však chráněn vůbec proti agresivním složkám přepravovaného média·- 2 bottom parts with solid particles separated from transported gases · In addition, their design does not meet the operating conditions in many cases, especially in the case of considerable aggressive media, they are also unable to compensate for larger lateral deflection of the pipeline. 35 another construction of metal compensator with especially protection of metal compensator lens from transported aggressive medium by glass fiber layers, while the glass fiber layer immediately adjacent to metal compensator lens is additionally impregnated with fluoroplastic agent · Further improvement of compensator construction is provided by NSR DOS 24 08 885 · This compensator consists of double flanges <in which the bellows of the compensator are fixed by means of the clamping rings · This bellows is composed of outer and inner metal weave · Compensator in this arrangement well balances axial expansion forces and lateral deflection and is resistant to thermal stress to a considerable extent · Due to the arrangement of the double flange it is quite demanding material consumption, its production is laborious, assembly with regard to the relatively complicated arrangement of fittings and bellows is complicated. The main disadvantage, however, is that the compensator bellows, which is constructed of metal fabric and metal foil, is protected by the installed guide tube against erosion and clogging of solids contained in the transported gases, but is not protected against the aggressive components of the transported medium.

Tato nevýhoda je řešena vložením izolačního pláště mezi vlnovec a přepravovaná méídium, např. podle patentu NSR DOS 30 21 681· Podle tohoto řešení je kompenzátor setaven z profilových přírub a upínacích pásů, mezi nimiž je upevněn jednak vnější vlnovec z asbeetové tkaniny» jednak vnitřní plášl sestavený z minerální, skelná nebo keramické vaty, uložené mezi dvěma vrstvami textilní tkaniny a v potřebných odstupech prošité· Toto uspořádání přináší zvýšenou odolnost kompenzétorového spoje proti agresivním složkám přepravovaných médií, na druhé straně se dále zvyšuje složitost kompenzátoru, vzrůstají náklady na jeho pořízení i nároky na jeho montáž· Nevýhodou je rovněž snížená schopnost kompenzovat boční vychýlení potrubí. Tato skutečnost vyplývá z použitého materiálu i konstrukce tohoto kompenzátoru·This disadvantage is solved by inserting an insulating sheath between the bellows and the transported medium, for example according to the German patent DOS 30 21 681. made of mineral, glass or ceramic wool, embedded between two layers of textile fabric and stitched at the required intervals · This arrangement brings increased resistance of the compensator joint against aggressive components of transported media, on the other hand the complexity of the compensator increases, for its assembly · The disadvantage is also the reduced ability to compensate lateral deflection of the pipeline. This fact results from the material used and the design of this compensator ·

- 3 247 678- 3,247,678

Mnohé uvedené nedostatky zmírňuje použití zařízení pro kompenzaci potrubních rozvodů podle vynálezu· Toto zařízení je tvořeno manžetou, která je ušita skelnou nití ze tří až osmi vrstev skelné nebo organoskelné tkaniny a následné v celé své délce omotána asbestovým propletem s hliníkovou fólií. Tato manžeta je zvlněna a vedena přes radiální nákružek, vytvořený kruhovou ocelí, přivařenou po celém vnějším obvodu každého z konců potrubí, a přečnívající alespoň třetinou svého průměru přes konce potrubí. Konce manžety jsou připevněny k oběma koncům potrubí stahovacími objímkami, pod kterými je manžeta překryta podkladním:, plechem. Výhodné je takové uspořádání, kdy ušitá manžeta je napuštěna teflonovou suspenzí nebo teflonovou suspenzí s přídavkem až 30 % hmotnostních prostředku pro zvýšení přilnavosti a vypálena při teplotě 280 až 320 °C, s výhodou při teplotě 300 °C.Many of the disadvantages are alleviated by the use of the device for compensating the piping according to the invention. This device consists of a sleeve which is sewn with glass thread of three to eight layers of glass or organo-glass fabric and subsequently wrapped with asbestos interlock with aluminum foil. The sleeve is crimped and guided over a radial collar formed by a circular steel welded over the entire outer circumference of each of the pipe ends and extending over at least a third of its diameter over the pipe ends. The ends of the sleeve are fastened to both ends of the pipeline by clamping sleeves under which the sleeve is covered by a base plate. Preferably, the sewn cuff is impregnated with a Teflon slurry or a Teflon slurry with the addition of up to 30% by weight of the tackifier and fired at a temperature of 280 to 320 ° C, preferably at 300 ° C.

Výhody zařízení pro kompenzaci potrubních rozvodů podle vynálezu vyplývají zejména z jeho jednoduchosti. Náklady na pořízení v oblasti materiálové i po stránce pracnosti jsou ve srovnání s dosud užívanými kompenzátory obdobné užitné hodnoty minimální, zařízení podle vynálezu je možno snadno vyrobit v kterémkoliv průmyslovém podniku. Montáž a demontáž je velmi jednoduchá a rychle proveditelná. Zařízení přitom zajištuje spolehlivou kompenzaci nejenom u podélných dilatačních pohybů potrubí, ale stejně dobře i v případech bočních výchylek potrubí. Na závadu funkčnosti a životnosti zařízení není ani obsah agresivních složek nebo pevných částic v přepravovaném mediu. Jejich použití je vhodné u potrubí s průměrem nad 500 mm, s provozní teplotou do 350 °C a s absolutním provozním tlakem v rozmezí 90 až 110 kPa. Zařízení podle vynálezu slouží současně jako explozní pojistka.The advantages of the pipeline compensation device according to the invention result in particular from its simplicity. The cost of both material and labor is minimal compared to the compensators used hitherto, and the device according to the invention can be easily manufactured in any industrial plant. Assembly and disassembly is very simple and quick to perform. At the same time, the device provides reliable compensation not only for longitudinal expansion movements of the pipeline, but equally well in the case of lateral displacement of the pipeline. The functionality and service life of the equipment are not affected by the content of aggressive components or solid particles in the transported medium. Their use is suitable for pipes with a diameter of over 500 mm, with an operating temperature up to 350 ° C and with an absolute operating pressure in the range of 90 to 110 kPa. The device according to the invention also serves as an explosion protection.

Přiložený výkres zobrazuje příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu jednak v náryst^jednak v řezuýKde χ značí vícevrstvou manžetu ze skelné nebo organoskelné tkaniny, 2 asbestový proplet s kovovou fólií, J potrubí, £ kluzné podpěry, £ odvodňovací armatury, 6 kruhovou ocel, 2 stahovací objímky, podkladní plechy, 2 spojovací šrouby.The accompanying drawing shows an example of a particular embodiment of the device according to the invention both in a cross-sectional view and in a cross-sectional view where a multilayer cuff of glass or organo-glass fabric, 2 asbestos interlocks with metal foil, piping, sliding supports, drainage fittings, 6 round steel clamps, base plates, 2 connecting screws.

- 4 247 678- 4,247,678

Praktické provedení zařízení podle vynálezu je zřejmé z provozní aplikace u potrubí o průměru 1000 mm pro dopravu spalin z výroby sazí. Zařízení pro kompenzaci dilatačních sil je sestaveno tak, že základní část tvoří pětivrstvá manžeta 1 , ušitá skelnou nití ze skelné tkaniny, která je v celé délce omotána dvěma vrstvami asbestového propletu £ s hliníkovou folií, zvlněna a vedena přes radiální nákružek, vytvořený kruhovou ocelí 6 o průměru 15 mm, přivařenou po celém vnějším obvodu každého z konců potrubí J, a přečnívající alespoň třetinou svého průměru přes konce potrubí J. Oba konce manžety J. i asbestového pro pletu 2 jsou k potrubí J upevně ny stahovacími objímkami 2» P°d kterými je manžeta 1 překryta podkladními plechy 8. Vlastní příprava zařízení byla provedena následovně. Skelná tkanina o ší ři 600 až 1000 mm se ustřihla na délku odpovídající pětinásobku obvodu potrubí s přídavkem 200 mm na přešití. Takto připravená tkanina se rozložila na závěsné zařízení, z obou stran se štětcem nanesla teflonová suspenze, provedlo se vypalování při teplotě 300 °C po dobu cca 2 hod.a zajistila se tak hydrofobní úprava této tkaniny. Následovalo ušití pětivrstvé manžety 1 skelnou nití. Okraje obou konců potrubí J se důkladně obrousily tak, aby nevznikly žádné ostré hrany. Po celém obvodu okrajů potrubí J pak byla svařením nastehována kruhová ocel 6 o průměru 15 mm tak, aby jednou třetinou průměru přesahovala vnější okraj potrubí J. Potrubí J se z obou stran umístilo na kluzné opěry 1 a opatřilo se ve vzdálenosti cca 500 mm od konců odvodňovací armaturami £. Na takto připravené potrubí 2 byla nasunuta manžeta 1, zvlněna a dvojnásobně překryta asbestovým proplétem 2 s hliníkovou fólií tak, aby překrytí končilo dvoustranně v horizontální ose potrubí J. Na oba konce takto sestaveného kompenzátoru byly navlečeny objímky Jav místech podložených podkladními plechy 8 staženy spojovacími šrouby 2· Pokusně byly kompenzátory podle vynálezu instalovány a užívány s velmi dobrými výsledky ve výrobně technických sazí u spalinovodu, kterým se odpadní plyny vedou od vlastní výrobní jednotky ke spalovně odpadních plynů a jehož průměr se pohybuje od 750 do 1800 mm. Provozní teplota se pohybuje až do 330 °C, absolutní provozní tlak v rozmezí 100 až 110 kPa. Dopravované spaliny obsahují v objemových procentech průměrně 44 % Ng, 42 % HgO, 7 % CO, % 3 % Og, 0,05 % SO₂ a dále kolem 200 mg sazí na 1 Nm^A practical embodiment of the device according to the invention is apparent from the operational application of the pipe with a diameter of 1000 mm for conveying the flue gas from carbon black production. The device for compensating the dilatation forces is constructed such that the base part consists of a five-layer collar 1 sewn with glass fiber of glass fabric, which is wrapped over its entire length with two layers of aluminum foil asbestos interlock, waved and guided over a radial shoulder formed by round steel 6. 15 mm in diameter, welded over the entire outer circumference of each end of the pipe J and extending over at least a third of its diameter over the ends of pipe J. Both ends of the sleeve J. by which the sleeve 1 is covered by the base plates 8. The preparation of the device was carried out as follows. A glass fabric with a width of 600 to 1000 mm was cut to a length corresponding to five times the circumference of the pipe with an addition of 200 mm for sewing. The fabric prepared in this way was spread on a suspension device, a teflon suspension was applied from both sides with a brush, fired at 300 ° C for about 2 hours to ensure a hydrophobic treatment of the fabric. This was followed by sewing a five-layer cuff 1 with glass thread. The edges of both ends of the pipe J have been thoroughly ground so that there are no sharp edges. A round 15 mm diameter of steel 6 was then welded over the entire circumference of the piping edges J so as to overlap the outer edge of the piping by one third of the diameter. The piping J was placed on both sides of the slide supports 1 and provided approx. drainage fittings £. The sleeve 1 was slipped onto the piping 2, corrugated and covered twice with asbestos interlocking 2 with aluminum foil so that the overlap ends bilaterally in the horizontal axis of the pipeline J. The sleeves Jav were threaded on both ends of the compensator assembled. Experimentally, the compensators according to the invention have been installed and used with very good results in a carbon black production plant in a flue gas duct, through which the waste gases are led from the production unit to the waste gas incinerator and whose diameter ranges from 750 to 1800 mm. The operating temperature is up to 330 ° C, the absolute operating pressure is between 100 and 110 kPa. The flue gases transported contain on average 44% Ng, 42% HgO, 7% CO, 3% Og, 0.05% SO ₂ and about 200 mg of carbon black per 1 Nm ^

247 678247 678

- 5 spalin. Při apretaci skelné tkaniny se osvědčil přídavek 25 % hmotnostních prostředku pro zvýšení přilnavosti Slovilax k teflonové suspenzi. V některých případech bylo použito i neapretované skelné tkaniny, životnost kompenzátoru se tím sice snížila, ale současně se rovněž snížily pořizovací náklady kompenzátoru.- 5 flue gas. The addition of 25% by weight of the Slovilax adhesion promoter to the Teflon suspension has proven useful in the glass fiber finish. In some cases, unprepared glass fabric was also used, while the lifetime of the compensator was reduced, but at the same time the cost of the compensator was also reduced.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1 · Devices for compensation of piping, in particular of piping for conveying flue gases and air masses, in the basic arrangement. wherein both ends of the pipe are connected by a corrugated multilayer sleeve using glass or organo-glass fabric and asbestos interlock with aluminum foil and fastened to the pipe by sleeves tightened by screws, characterized in that the sleeve (1) sewn with glass yarn of three to eight layers of glass; The woven fabric is wrapped in asbestos interlocking (2) with aluminum foil over its entire length, corrugated and guided over a radial collar formed by circular steel (6), welded along the entire outer perimeter of each end of the pipe (3), diameter over the ends of the pipe (3), under which the sleeve (1) is covered by a base plate (8) under the clamping sleeve (7).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sewn cuff (1) is impregnated on both sides with a teflon slurry or a teflon slurry with the addition of up to 30% by weight of an adhesion promoter and fired at 280-320 [deg.] C. 300 [deg.] C.