FI76414C - Kompensator foer kompensering av axiala roerelser i roerledningar. - Google Patents

Description

7641 4

Kompensaattori putkijohdoissa esiintyvien aksiaalisten liikkeiden tasaamiseksi.

Kompensator för kompensering av axiala rörelser i rörledningar

Keksinnön kohteena on putkijohtojen akselinsuuntaisten liikkeiden tasaamiseksi tarkoitettu kompensaattori, missä on ensimmäinen holkki ja toinen holkki tarkoitettu liitettäviksi kulloinkin pitkijohdon osaan, jotka hoikin on yhdistetty toisiinsa palje-elimen kautta, jolloin siinä on ohjauselimet ensimmäisen ja toisen hoikin keskinäiseksi ohjaamiseksi, jotka ohjauselimet nojaavat liukuvan siirtyvästi ainakin toiseen mainituista holkeista.

Lämpölaajeneminen aiheuttaa muutoksia putkijohtojen aksiaaliseen pituuteen. Nämä putkijohtojen pituuksien muutokset hallitaan erilaisten rakenteiden avulla, esim. sellaisten kompensaattorien avulla, jotka tasaavat aksiaalisen liikkeen. Nämä kompensaattorit käsittävät yleensä kaksi hoikkia, joiden vastaavat päät on asennettu jäykästi seuraavaan putkijohdon osaan, jolloin niiden vastaavia vastakkaisia päitä yhdistää palje-elin, esim. jousipalkeet. Lisäksi palkeiden yli ulottuu ohjauselimet hoikkien keskinäiseksi ohjaamiseksi.

Tunnetussa tekniikassa tällaiset ohjauselimet käsittävät putkenosan, jonka sisäläpimitta on suurempi kuin palkeiden ulkoläpimitta. Putkenosan toinen pää on hitsattu kiinni rengasmaiseen laippaan, joka puolestaan on hitsattu kiinni kompensaattorin toiseen hoikkiin. Putkenosan toinen pää nojaa liukuvasti lisälaippaan, joka taas puolestaan on hitsattu kiinni toiseen hoikkiin, ja putken siinä pinnassa, joka muodostaa liittymän hoikin toisen pään ja rengasmaisen lisälaipan välissä on lisäohjainosa, joka toimii ohjaten putkenosan aksiaalisesti vastaavaan hoikkiin nähden estäen kuitenkin samalla niiden välisen keskinäisen pyörimisen. DE-kuulutus-julkaisuissa 26 20 334 ja 32 00 842 esitetyt rakenteet voidaan pitää esimerkkeinä tällaisesta ratkaisusta. Nämä tunnetut ratkaisut ovat melko kalliit, koska ne rakenteistaan riippuen 2 76414 edellyttävät paljon ja suhteellisen kallista materiaalia, kantavia liittymiä ja liukuvia pintoja, joiden pitää olla tarkasti työstettyjä ja koottuja, samoin kuin mitoiltaan poikkeuksellisen suuria hitsaussaumoja. Kun putkijohto on valmis se usein asetetaan painekokeeseen, esim. hydrauliseen testiin. Sellaisen kokeen aikana täytyy suojella kompensaattoria ja etenkin sen paljeosaa liian suurilta kuormituksilta. Tämä voidaan tehdä käyttämällä tilapäisiä salpalaitteita. Aikaisemman käytännön mukaan on käytetty vain sellaisia salpalaitteita, joihin on päässyt käsiksi ulkoapäin, mikä on johtanut siihen, että putkijohdon ollessa asennettuna kaivantoon voidaan kaivanto täyttää vasta kun painekoe on suoritettu. Tämä on selvästi aikaa vievää, kallista ja vaivalloista.

Keksinnön yleisenä tarkoituksena on siten aikaansaada sellainen parannettu kompensaattorikonstruktio, joka tasaa putki-johdoissa esiintyvät aksiaaliset liikkeet, ja jossa ei ole suuria liittymiä tarkkuutta vaativien liukuvasti toisiinsa liittyvien rakenneosien välillä, sekä joka säästää materiaalissa ja kustannuksissa eikä vaadi ylimitoitettuja hitsaus-saumoja. Keksinnön mukaan tavoite saavutetaan rakenteella, jonka tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Lisätavoitteena on aikaansaada sellainen putkijohtojen aksiaaliliikkeitä tasaava kompensaattori, missä on ohjain, joka käsittää useampia sinkilämäisiä pitimiä, jotka aksiaali-sesti ylittävät kompensaattorin palje-elimiä, ja joissa on ensimmäinen pääteosa ja sitä vastapäätä sijaitseva toinen pääteosa. Ainakin yksi kunkin pitimen pääteosista nojaa liukuvan siirtyvästi vastavaan hoikkiin, jolloin nämä pitimien pääteosat sijaitsevat kukin välin päässä toisista vastaavan hoikin kehän ympärillä. Kompensaattori käsittää ainakin yhden kiristävän renkaan, joka ulottuu vastaaviin holkkeihin liukuvan siirtyvästi nojaavien pitimien pääteosien ympäri. Kiristävä rengas painaa vastaavan pitimen pääteosan vastaavaa hoikkia vasten liukuvaan yhteyteen, ja on kiinteästi asennettu ainakin useampaan kannattimeen.

3 76414

Lisätavoitteena on vielä aikaansaada kompensaattori, jossa on itseirroittuvat salpalaitteet, jotka alussa tapahtuvan hydraulisen koeponnistuksen ajaksi jäävät lukittuina kompensaattorin liikettä rajoittaavaan asentoon, ja jotka automaattisesti muuttuvat ei-toimivaan asentoon putkijohdon ja siihen liittyvän kompensaattorin alkulaajennuksen jälkeen, jolloin salpa-laitteissa on kääntyvä jousikuormitettu, ei-toimivaan asentoon poikkeutuva lukituselin, joka alussa tapahtuvan hydraulisen koeponnistuksen aikana pidetään liikettä rajoittavassa asennossa ja tämän jälkeen jousivoiman vaikutuksesta kääntyy ei-toimivaan asentoon.

Keksinnön vielä eräänä lisätavoitteena on aikaansaada tapa valmistaa edellä mainittua kompensaattoria käyttäen jäykkä liitos kuumille aineille tarkoitetun putkijohdon termisesti tai mekaanisesti esijännitettyjen putkenosien välille, jolloin putkenosat ensiksi asennetaan ja liitetään painetta kestävällä tavalla, sen jälkeen jännitetään termisesti ja lopulta niiden ollessa jännitetyssä tilassa yhdistetään väkisin lukitulla tavalla, jolloin menetelmä käsittää vaiheet, että asetetaan kompensaattori kunkin kahden putkenosan väliin ja hitsataan siihen kiinni vastaavat holkit, viedään kuumaa ainetta putkijohdon läpi siten kuumentaen ja vastaavasti termisesti jännittäen putken osat, jolloin putkenosat aksiaalisesti lähestyvät toinen toistaan, mikä aksiaalinen liike hallitaan kompensaattorin palje-elimen avulla, ja hitsataan vastaavat toiset pitimien päät toisiin holkkeihin, jolloin aikaansaadaan väkisin lukittu putkenosien liitos.

Keksintö ymmärretään paremmin, ja muut kun edellä esitetyt kohteet ilmenevät kun otetaan huomioon sitä mitä seuraavassa yksityiskohtaisessa selityksessä esitetään. Selityksessä viitataan liitteinä oleviin kuvioihin, missä: 4 76414

Kuvio 1 esittää sivulta nähtynä keksinnön mukaisesti valmistetun kompensaattorin yhtä suoritusmuotoa, osittain leikkauksena esitettynä,

Kuvio 2 esittää sivulta nähtynä keksinnön mukaisesti valmistetun kompensaattorin toista suoritusmuotoa, osittain leikkauksena esitettynä,

Kuvio 3 esittää kuviossa 1 tai kuviossa 2 nuolen A suunnassa kuvattua kompensaattoria,

Kuvio 4 esittää kuviossa 1 tai kuviossa 2 kuvatun kompensaattorin oikeanpuoleista päätyosaa, jolloin kompensaattorissa lisäksi on itseirroittuvat salpauslaitteet liikkeen rajoittamiseksi,

Kuvio 5 esittää ylhäältä katsottuna kuvion 4 mukaista itse-irroittuvaa liikkeen salpauslaitetta laitteen ollessa estoasennossa,

Kuvio 6 on kuvion 5 kaltainen esitys liikkeen salpauslait-teesta sen ollessa ei-toimivassa asennossa, ja Kuvio 7 on leikkaus kompensaattorista, joka on tarkoitettu sovellettavaksi termisesti tai mekaanisesti esijännitettyjen putkenosien yhteydessä.

Seuraavassa selitetään piirustuksia, jolloin alussa viitataan kuviossa 1 kuvattuun kompensaattorin esimerkintapaiseen suoritusmuotoon. Nähdään, että tämä koostuu ensimmäisestä hoikista 1 ja toisesta hoikista 2, joka sijaitsee aksiaali-sesti hoikin 1 vastapäätä. Nämä kaksi hoikkia 1, 2 on siten suunniteltu, että ne kukin ulommasta päästään ovat asennettavissa putkijohtoon. Tämä asennus suoritetaan tavallisesti hitsaamalla. Hoikkien 1, 2 sisäpäät on vastaavasti yhdistetty palje-elimen 3 avulla. Tämä palje-elin hallitsee eroja putki-johtojen aksiaalisessa ulottuvuudessa siten, että palje-elintä 3 sen aksiaalisuunnassa voidaan venyttää ja vastaavasti puristaa kokoon. Palje-elin 3 on asennettu holkkeihin 1, 2 vuodonkestävällä tavalla suhteessa putkijohdon läpi virtaavaan väliaineeseen. Tässä tarkoituksessa palje-elin 3 on molemmista aksiaalisista päistään sijoitettu peittävän renkaan 40, 41 alle ja tässä asennossa yhdessä kunkin peittävän renkaan 40, 41 kanssa hitsattu vastaavaan hoikkiin 1, 2. Ensimmäiseen 5 76414 hoikkiin 1 on asennettu suojaholkki 42. Tämä suojaholkki 42 työntyy palje-elimen 3 sisään ja ulottuu sen kanssa koaksiaa-lisesti. Tämä suojaholkki 42 suojaa palje-elintä 3 erityisesti virtaavan väliaineen eroosiovaikutusta vastaan sekä estää kaikenlaisia vieraita aineita kerrostumasta.

Ensimmäiseen hoikkiin 1 on hitsattu toisesta päästään 5 kiinni useampi sinkilämäinen pidin 4. Jokainen pidin 4 ulottuu aksiaalisesti palje-elimen 3 yli ja nojaa liukuvan siirtyvästi vastakkaisella päällään 6 toiseen hoikkiin 2. Kuviossa 2 esitetyssä kompensaattorin sovellutuksessa on kuusi kappaletta tällaisia pitimiä 4. Jokaisen pitimen 4 pääteosassa 6 on kalteva pintaosa 9, joka ulottuu vinosti kompensaattorin pituusakseliin 8 nähden. Tähän pitimen 4 pääteosan 6 kaltevaan pintaosaan 9 on kiristävästi asennettu kiristysrengas 7. Tämä kiristysrengas 7 on kokonainen suljettu rengas, joka kuvatun kompensaattorin pitimien 4 lukumäärän mukaisesti muodostaa kuusikulmion. Asennuksessa tämä kiristysrengas 7 alussa sijoitetaan kaltevien pintaosien 9 päälle ja sen jälkeen puristetaan tai pakotetaan näitä pintaosia 9 vastaan kunnes se jännitetyssä tilassa tiiviisti istuu pitimien 4 toisten pääteosien 6 päällä. Tämä kiristysrenkaan 7 asennus ja kiristys voidaan myös suorittaa esimerkiksi vasaraniskuja käyttäen. Toisien pääteosien 6 ympäri ulottuva kiristysrengas 7 vaikuttaa piti-miin 4 ja pakottaa niitä siten toista hoikkia 2 vastaan, että ne lepäävät siihen liukuvan siirtyvällä tavalla. Tällöin jokainen pidin 4 on likimain saman kiristysvoiman alaisena. Sen jälkeen kun kiristyrengas 7 yllä esitetyllä tavalla on kiristetty kaltevia pintoja 9 vastaan se hitsataan kiinni esimerkiksi kolmeen pitimeen 4 siten että se on jäykästi ja siirtymättömästi kiinnitetty. Täten kukin pidin 4 tarvitsee ainaostaan yhden hitsauskohdan, nimittäin sen ensimmäisessä pääteosassa 5, joka on asennettu ensimmäiseen hoikkiin 1. Minkäänlaista lisähitsausta ei tarvita. Verrattuna tunnetun tekniikan mukaisiin putkimaisiin ohjauselimiin näiden pitimien 4 valmistus on selvästi paljon halvempaa ja valmistustolerans-seihin kohdistuvat vaatimukset vähäisemmät.

6 7 6414

Kompensaattorien eräissä sovellutuksissa, missä on palje-elimen 3 yhdistämät holkit, on välineet jotka estävät kahden hoikin keskinäistä kiertymistä. Tällöin siinä on estoelimet 10. Kuvattu sovellutus käsittää estoelimet 10, jotka ovat muodoltaan pitkänomaisia kulmikkaita kappaleita, jotka, kuten kuviosta 1 ja etenkin kuviosta 3 ilmenee, pituussuuntaisesti rajoittuvat kuhunkin pitimeen 4. Nämä estoelimet 10 voivat selvästi olla muodoltaan erilaiset, esimerkiksi vain lattarautaa. Tarvitaan vähintään kaksi estoelintä 10, mutta niiden lukumäärä on vapaasti valittavissa vallitsevien olosuhteiden mukan. Seuraavassa kuvataan selvyyssyistä sovellutus, jossa oletetaan olevan vain kaksi tällaista estoelintä 10. Estoelin 10, joka sijaitsee kuviossa 2 esitetyssä asennossa ylhäällä estää siinä asemassa pitimen 4 kiertymistä kuvion 3 mukaisesti myötäpäivään suhteessa toiseen hoikkiin 2. Kuviossa 3 esitetyssä sovellutuksessa alhaalla sijaitseva estoelin 10 estää siinä kohdassa olevaa alempaa pidintä 4 kiertymästä suunnassa vastapäivään. Kuvio osoittaa, että estoelinten 10 pinnat 11 pituussuunnassa koskettavat kunkin pitimen 4 toista pääteosaa ja muodostaa yhteisen tason joka ulottuu kompensaattorin pituusakselin sivulla. Nämä estoelimet 10 on hitsattu toiseen hoikkiin 2 kuviossa 3 kuvatun L-profiilin vaakasuoraan ulottuvan kyljen luona.

Palje-elimen 3 suojaamiseksi liiallista laajenemista vastaan on siinä kaksi pyöreätä rengasta 14, 15, kumpikin akeelin suunnassa sivulla pitimen pääteosasta 6, jotka pyöreät renkaat 14, 15 on hitsattu toiseen hoikkiin 2. Nämä pyöreät renkaat 14, 15 rajoittavat toisen hoikin 2 liikettä suhteessa ensimmäisen hoikin 1 pitimiin 4, ja rajoittavat siten palje-elimeen 3 vaikuttavia voimia. Täten palje-elimen 3 liian suuri venyminen tai puristuminen ei ole mahdollista. Nämä pyöreät renkaat 14, 15 muodostavat pitimien 4 toisille pääteosille 6 päittäis-pysäyttäjät, kuten selvimmin on esitetty kuviossa 1.

Pyöreä rengas 14 estää toista hoikkia 2 liikkumasta liian paljon kuvassa 1 nähtyä oikeata sivua päin ja estää siten toista hoikkia tulemasta vedetyksi liian etäälle ensimmäisestä 7 76414 hoikista 1 ja siten ylirasittamasta palje-elintä, ja pyöreä rengas 15 estää toisen hoikin 2 liian suurta liikkumista ensimmäistä hoikkia päin, mikä on kuviossa 1 vasempaan, ja siten palje-elin 3 on suojattu ylisuurista voimista aiheutuvaa tuhoutumista vastaan.

Jokainen estoelin 10 on pienen kierteillä varustetun pultin kautta yhdistetty kunkin pitimen 4 toiseen pääteosaan 6. Tämä pultti muodostaa kompensaattorin tilapäisen pidätinelimen. Tällä tilapäisellä pidättimellä holkit 1, 2 on kiinnitetty toisiinsa akselin suunnassa, ja lisäksi tämä tilapäinen pidätin sallii kompensaattorin asentamisen niin, että palje-elin 3 on ennalta määrättävässä tilassa siten, että siihen ei kummassakaan suunnassa käytön aikana muodostu ylirasitusta. Nämä kierrepultit ovat nyt siten mitoitetut, että ne leikkautuvat poikki ensimmäisen pitimen ja toisen hoikin välisen käytössä ilmenevän akselinsuuntaisen suhteellisen liikkeen (putkijohdon termisen laajenemisen) aikana. Siten kompensaattori ei asennuksen jälkeen vaadi minkäänlaista tilapäisiin aksiaalisiin kiinnityselimiin kohdistuvaa työtä.

Poiketen kuviossa 1 kuvatusta kompensaattorin suoritusmuodosta, missä on pitimiä 4, jotka on hitsattu ensimmäisen hoikin 1 ensimmäiseen pääteosan 5 ja jotka nojaavat liukuvan siirtyvästi hoikin 2 toisen pääteosan 6 luona, kuvion 2 mukaisessa sovellutuksessa pitimet 4 nojaavat molemmilla päädyillään liukuvan siirtyvästi holkkeihin 1, 2.

Kuvio 2 vastaa pitkälti kuviota 1 sillä poikkeuksella, että muutamat viitenumerot selvyyden vuoksi on poistettu.

Kuvion 2 mukaisen kompensaattorin oikeanpuolisen pään rakenne, eli alue toisen hoikin 2 ympärillä, on identtinen kuviossa 1 esitetyn suoritusmuodon oikeanpuolisen pään rakenteen kanssa. Erityisesti on mainittava pitimien 4 pääteosat 6 kaltevine pinta-alueineen 9, joita ympäröi kiristysrengas 7. Lisäksi β 76414 kuvataan yksi estoelin 10 ja sen leikkautuvissa oleva kierre-pultti. Lisäksi kuva esittää liikettä rajoittavat pyöreät renkaat 14, 15.

Tämän kompensaattorin vasemmanpuolisen pään muotoilu on kompensaattorin oikeanpuolisen pään peilikuva. Siinä myös pitimien 4 ensimmäiset päät 5 nojaavat liukuvan siirtyvästi ensimmäisen hoikin 1 päällä. Kiristysrengas 7 ympäröi myös ensimmäisiä päitä 5 niiden kaltevien pintaosien 9 kohdalla, jolloin kiristysrengas on hitsattu ainakin muutamiin pitimiin. Lisäksi myös ensimmäisessä hoikissa 1 on estoelimet 10 leik-kautuvine kierrepultteineen 12.

Koska pitimien 4 ensimmäiset pääteosat 5 nojaavat liukuvan siirtyvästi ensimmäiseen hoikkiin 1 on siihen asennettu pyöreät renkaat 49, 50 rajoittamaan aksiaalista siirtymää.

Kuvatuissa kompensaattoreissa on kuoret jotka muodostuvat useamman metallilevyn yhdistelmästä. Tällaista kuoria käytetään esimerkiksi jos putkijohtoja sijoitetaan kaivantoihin tai jos kompensaattori muista syistä tarvitsee erityistä suojaa. Tätä varten siinä on joukko (vähintään kaksi) kuorimuotoisia metallilevyjä 26, jotka ulottuvat kompensaattorin kehän ympäri. Kuoren etupääty 27 ja takapääty 28 ovat metallisia lisälevyjä jotka ovat muodoltaan ympyrän lohkoja. Kaikki nämä metallilevyt 26, 27, 28 kiinnitetään ruuveilla pitimiin 4, jolloin ainoastaan pitimet 4 ja vastaavat ruuviliitoksien paikat näkyvät kuviossa 1. Koko kuoren muodostavat metalli-levyt on jaettu siten, että jokainen levy on jäykästi asennettu kulloinkin yhteen pitimeen 4. Kehälevyjen 26 pituussuuntaiset sivut peittävät toisiaan siten kuin kuviossa 3 ilmaistaan viitenumerolla 44, ja numeroilla 27 ja 28 ilmaistuissa päätylevyissä on liuskat 46 jotka ulottuvat levyissä 26 olevien lovien 45 läpi, jolloin liuskat taitetaan alas. Täten kompensaattorin kuori 26, 27, 28 on yksinomaan asennettu pitimiin 4 ja on niiden tukema siten, että mitään termisiä jännityksiä ei voi muodostua kuoreen.

9 7641 4

Usein on tarvetta koeponnistaa putkijohdot. Tällainen koestus vaatii palje-elimen 3 erityistä suojaamista ylisuurta venymistä vastaan. Kiinnitetään nyt huomio erityisesti kuvioon 4. Tässä kuviossa on esitetty suoritusmuoto, missä kuvion 1 tai 2 mukaisen kompensaattorin oikeanpuolisessa päässä on ylimääräiset itseirroittuvat liikettä rajoittavat elimet 16. Kuvio 4 esittää toista hoikkia 2, palje-elintä 3 ja pitimiä 4. Vielä on kuvattu estoelin 10 leikkautuvine kierrepultteineen 12 ja kiristysrengas 7. Siinä on myös kuvattu kuoren metallilevyjä 26, 28 ja pyöreä rengas 15 toisessa hoikissa 2. Leikkautuvissa olevan pultin muotoilu on sellainen, että tämä ei ole kylliksi vahva vastustamaan niitä aksiaalisia voimia jotka syntyvät painekokeiden yhteydessä. Lisäksi toinen holkki 2 ei saisi liikkua liian paljon (kuvien mukaan) oikealle suhteessa piti-meen 4, jotta toisaalta estettäisiin putkijohdon yksittäisten palje-elimen ylikuormitusta ja toisaalta myös vältettäisiin liian suurta aksiaalista paisumista koko putkiston osalta. Toisaalta on kuitenkin toivottavaa, että kompensaattorit, ja erityisesti niiden palje-elimet 3, myöhemmin normaalissa toiminnassa voivat paisua aksiaalisesti laajemmin kuin mitä turvallisuussyistä voidaan hyväksyä koeponnistuksissa. Tämä ratkaistaan nyt itseirroittuvalla liikkeen rajoittimella 16 siten kuin yksinkertaistetusti esitetään kuviossa 4 ja yksityiskohtaisesti kuvioissa 5 ja 6. Tämä liikkeen rajoitin 16 muodostuu yleisesti kantavasta elimestä 17 ja rajoittavasta varresta 18. Nämä kaksi osaa ovat akselitapin 23 kautta nivelletty toisiinsa. Kantava elin 17 muodostuu pääasiallisesti saranan lehdestä 22, eli laattamainen elin kuten saranalehti 22 on kiinteästi, esimerkiksi kierrepulteilla, asennettu liik-keenrajoittimeen 21 (joka on elin joka toiminnaltaan vastaa kuvion 1 mukaista rengasta 14, joka on hitsattu toiseen hoikkiin 2 ja muodostaa kosketusesteen). Rajoittava varsi muodostuu saranalehdestä 24 ja siihen esimerkiksi toisilla kierre-pulteilla jäykästi liitetystä kosketusesteestä 25. Laattamainen rajoitinelin, rajoitintappi 19, on asennettu kosketus-esteeseen 25 ja ulottuu sitä akselin suuntaisesti. Kantava elin 17 on jousen 20 kautta asennettu rajoittavaan varteen 18. Kuvatussa sovellutuksessa tämä jousi on kierrejousi, jolla on 10 7 641 4 kaksi suoraviivaisesti ulottuvaa lankaosaa 47, 48. Jousen osa 47 on asennettu kantavalle elimelle 17 ja jousen osa 48 on asennettu rajoittavalle varrelle 18. Se jousen osa 20, joka aikaansaa jousivoiman, ulottuu spiraalimaisesti akselitapin 23 ympäri siten kuin on kuvattu kuvissa 5 ja 6. Tämä jousi on suunniteltu siten, että se lepoasennossaan muodostaa L-muotoi-sen rakenteen siten kuin on kuvattu kuvassa 6 siten, että jousi vastaavasti on esijännitetyssä tilassa kun se on kuviossa 5 kuvatussa asennossa, missä molemmat jousiosat 47, 48 ovat samassa tasossa. Täten jousi pyrkii kääntämään kääntyvää rajoitinvartta pois kuviossa 5 kuvatusta asennosta kuviossa 6 kuvattuun asentoon.

Tämä itseirroittuva liikkeenrajoitin 16 toimii seuraavasti: Kompensaattori on asennettu siten kuin kuvataan kuvioissa 4 ja 5. Palje-elimen 3 palautusvoiman vaikutuksesta pitimen 4 toinen pääteosa 6, kts. erityisesti kuvio 5, on työnnettynä kosketusestettä 25 vastaan minkä lisäksi pidin 4 leikkautuvissa olevan kierrepultin 12 avulla on lukittuna suhteessa toiseen hoikkiin 2. Siten pitimen 4 toinen pääteosa 6 on kuviossa 5 kuvatussa asennossa. Koska rajoitinelin 19, eli kosketus kappaleella 25 oleva rajoittava tappielin, koskettaa toisen pääteosan 6 sivupintaa, jää jousi 20 esijännitettyyn tilaan ja liikkeenrajoitin on kuvatussa asennossa. Kun putki-johdossa suoritetaan painekoe pyrkii toinen holkki 2 liikkumaan oikealle jolloin palje-elin 3 samalla laajenee. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista, koska kosketuseste 25 on kiinni toisessa pääteosassa 6. Jousen 20 vaikutuksesta liikkenrajoitin siten jää kuvattuun rajoittavaan asentoon. Käytössä väliaine virtaa putkijohdon läpi, jolloin väliaine ei ainoastaan aiheuta painetta, vaan sillä voi myös olla korkeampi lämpötila, jolloin kompensaattori aksiaalisella pituudellaan alkaa kompensoida liikettä akselin suunnassa. Erityisesti tässä tilanteessa toinen holkki 2 suhteessa pitimeen 4 tulee liikkumaan kuvion 4 mukaan vasempaan. Tämä siirtyminen taas tulee tapahtumaan suhteellisen aikaisin tapahtuman alkuvaiheessa. Koska liikkeenrajoitin 16 on jäykästi kiinnitetty toiseen hoikkiin 2 rajoitin liikkuu pois pitimen toisesta pääteosasta 11 7641 4 6, mikä liike kuviossa 6 on kuvattu nuolella B. Tällöin rajoittava tappielin 19 alussa tulee liikkumaan toisesta pääteosasta 6 poispäin akselin suunnassa, ja heti kun näiden kahden osan välillä ei enää ole kontaktia lukitus poistuu siten, että jousi 20 kääntää kosketuskappaleen 25 kuviossa 6 esitettyyn pystysuoraan asentoon. Tällöin hoikin 2 suhteellinen siirtymä toiseen pääteosaan 6 voi tapahtua laajemman välin yli. Mahdollisen siirtymän ulottuvuus on nimenomaan kasvanut kuten kuviossa 6 on osoitettu kuvaamalla katkoviivoin toisen pääteosan 6 asemaa. Nyt siinä on toiset liikettä rajoittavat elimet toiminnassa asennuskappaleen 21 muodossa, joka toimii yhden vastaavan pitimen 4 kanssa yhdessä.

Seuraavassa tarkastellaan kuviota 7. Kuumia väliaineita varten tarkoitetut putkijohdot, erityisesti kuumavesijärjestelmät, ovat käytössä alttiina termisille laajennuksille. On tunnettua asentaa tällaisen putkijohdon yksittäiset putkenosat siten, että ensin ankkuroidaan kukin putkenosa yksitellen muualla kuin niiden päiden kohdalla, esimerkiksi siten että tällaisissa kohdissa osittain täytetään kaivanto johon putket on sijoitettu, minkä jälkeen nämä yksittäiset putkenosat yhdistetään paineenkestävällä tavalla ja sen jälkeen päästetään kuumaa väliainetta johdon läpi. Lämpötilasta johtuen putkenosat laajenevat, ja tämän jälkeen ne yhdistetään tähän lämpö-laajennusasentoon väkisin lukittuina. Tällä tavalla esilaajen-tamalla putket on mahdollista vähentää niitä rasituksia jotka aiheutuvat normaalin käytön aikana.

Tämän tunnetun menetelmän toteuttamiseksi on yksittäisten putkenosien väliin sijoitettava laajennettavissa oleva ja silti paineenkestävä yhde-elin, joka voidaan asentaa väkisin lukittuun asemaan kuhunkin putkenosaan tämän laajennuksen jälkeen. Kuviossa 7 on kuvattu tätä menetelmää varten suunniteltu kompensaattorin sovellutus.

Tässä kompensaattorissa on ensimmäinen holkki 1 ja toinen holkki 2 joita yhdistää painetiiviisti palje-elin 3. Tämän suoritusmuodon mukaisen palje-elimen 3 väsytyslujuus voi olla 12 7641 4 edellä esitetyn suoritusmuodon mukaisen palje-elimen väsytys-lujuutta selvästi pienempi. Lisäksi kuviossa 7 on esitetty yksi pidin 4 jossa on ensimmäinen pääteosa 5 ja toinen pääte-osa 6 jota ympäröi kiristysrengas 7. Toisessa hoikissa 2 on estoelin 10 leikkautuvissa olevine kierrepultteineen ja pyo-reine renkaineen 14. On huomattava, että siinä on ainoastaan pyöreä rengas 14, joka estää kompensaattorin palje-elimen ylisuurta laajenemista. Kompensaattorin liian suurta kokoonpuristumista estetään hoikkien 1, 2 sisäpäätyjen 58, 59 tasaisella kosketuksella.

Lepoasennossa, esimerkiksi kuljetuksen aikana tai kun valmistaudutaan hitsaukseen, pyöreä rengas 14 koskettaa siirtyvästä toiseen hoikkiin 2 asennettujen pitimien 4 toisten päiden 60 vastaavia sisäpintoja (tätä asentoa ei ole kuvattu). Tässä tilassa kompensaattori hitsataan paineenkestävästi sen molemmilla puolilla oleviin putkenosiin. Tunnetun tekniikan mukaisista toisista tuotteista poiketen voidaan johdon lämpötila kompensaattorin asennuksen aikana siis jättää huomiotta. Siten ei ole tarpeellista esijännittää kompensaattoria ennalta määritettyyn, putkijohdon lämpötilasta riippuvaan asennus-pituuteen. Pitimet 4 on jäykästi kiinni ensimmäisessä hoikissa 1 ja nojaavat liukuvan siirtyvästi toiseen hoikkiin 2. Jos nyt kuumaa väliainetta viedään putkijohdon läpi putkenosat vastaavasti termisesti laajenevat. Tällöin holkit 1 ja 2 lähentyvät toisiaan akselin suunnassa ja pidin 4 liukuu toisella pääteosallaan 6 hoikilla 2. Kuviossa katsottuna toinen holkki tulee liikkumaan oikealle olettaen, että ensimmäinen holkki pitimineen 4 ei liiku. Kun putkenosat ovat saavuttaneet ennalta määritetyn loppulämpötilan, niin että akselinsuuntainen laajenemisliike pysähtyy, hitsataan pitimen 4 toinen pääteosa toiseen hoikkiin 2 viitenumeroilla 57 kuvatuilla hitseillä siten, että aikaansaadaan lopullinen väkisin lukittu liitos. Tämän jälkeen voidaan asentaa lämpöeriste putkijohtojen liitoksien päälle ja täyttää umpeen mahdollinen kaivanto. Koska putkenosat on hitsattu yhteen esijännitetyssä tilassa voidaan normaalin käytön aikana esiintyvät jännitykset täten pitää alhaisempina.

Claims (10)

13 7641 4 Vaikkakin edellä on kuvattu ja selitetty tällä hetkellä suosittuja keksinnön suoritusmuotoja on selvästi ymmärrettävä, että keksintö ei rajoitu niihin, vaan sitä voidaan muutenkin eri tavalla soveltaa ja toteuttaa seuraavien patenttivaatimuksien puitteissa.

1. Putkijohtojen aksiaalikompensaattori, missä on ensimmäinen holkki (1) ja toinen holkki (2) tarkoitettu liitettäviksi kulloinkin putkijohdon osaan, jotka holkit (1, 2) on yhdis tetty toisiinsa palje-elimen (3) kautta, jolloin siinä on ohjauselimet ensimmäisen ja toisen hoikin (1, 2) keskinäiseksi aksiaaliseksi ohjaamiseksi, jotka ohjauselimet nojaavat liukuvan siirtyvästi ainakin toiseen mainituista holkeista (1, 2), tunnettu siitä, että ohjauselimet käsittävät useampia, palkeita (3) aksiaalisesti ylittäviä sinkilämäisiä pitimiä (4), joissa on ensimmäinen pääteosa (5) ja sitä vastapäätä sijaitseva toinen pääteosa (6), että jokaisen pitimen (4) ainakin toinen pääteosa (5, 6) nojaa liukuvan siirtyvästi kyseiseen hoikkiin (1, 2), ja että kulloinkin yhden hoikin (1, 2. ympäryksellä keskinäisin välein järjestetyt ja siihen liukuvan siirtyvästi tukeutuvat pitimien (4) pääteosat (5, 6) on jännitetty tähän hoikkiin (1, 2) päin pääteosia (5, 6) ympäröivän kiristysrenkaan (7) avulla, joka kiristysrengas (7) on kiinteästi liitetty ainakin muutamaan pitimeen (4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aksiaalikompensaattori, tunnettu siitä, että pitimien jokainen (4) liukuvan siirtyvästi nojaava pääteosa (5, 6) vastavasta hoikista (1, 2) poispäin suuntautuvalla sivullaan käsittää kompensaattorin pituussuuntaiseen keskiakseliin (8) nähden terävässä kulmassa ulottuvan pintaosuuden (9), ja että vastaava kiristysrengas (7) on yhtenäinen itseensä suljettu yksiosainen rengas, joka on kiristetty terävässä kulmassa ulottuvien pintaosuuksien (9) päälle. 14 7 6 41 4

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen aksiaalikompensaattori, tunnettu siitä, että siinä kahden hoikin (1, 2) keskinäisen kiertymisen estämiseksi on vähintään kaksi estoelintä (10) asennettu koskettamaan yhden pitimen (4) liukuvan siirtyvästä nojäävien pääteosuuksien (5, 6) kulloinkin yhtä sivu-osuutta, jotka estoelimet (10) käsittävät kulloinkin sivu-osuutta koskettavan pintaosuuden (11), jolloin kutakin hoikkia (1, 2) varten toinen estoelin (10) estää ensimmäisen hoikin (1) kiertymisen myötäpäivään suhteessa toiseen hoikkiin (2), ja toinen estoelin (10) estää ensimmäisen hoikin (1) kiertymisen vasta.päivään suhteessa toiseen hoikkiin (2).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen aksiaalikompensaattori tunnettu siitä, että siinä kukin estoelin (10) on yhdistetty vastaavan pitimen (4) vastaavaan pääteosaan (5, 6) asennusapuvälineenä toimivan, leikattavissa olevan kierre-pultin (12) kautta.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aksiaalikompansaattori tunnettu siitä, että siinä pitimien (4) liukuvan siirtyvästi nojaavien päätyosuuksien (5, 6) 6iirtymämatkan rajoittamiseksi suhteessa holkkeihin, ja siten kompensaattorin iskuliikkeen rajoittamiseksi, on aksiaalisesti näiden pääte-osuuksien (5, 6) kummallakin puolella kulloinkin yksi ympäröivä rengas (14, 15, 49, 50) järjestettynä vastavaan hoikkiin (2) .

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aksiaalikompensaattori, jossa on hoikkien (1, 2) keskinäiseksi aksiaaliseksi ohjaamiseksi toimiva ohjauselin, joka on toisesta päästään kiinteästi yhdistetty ensimmäiseen hoikkiin (1) ja toisesta päästään lepää toiseen hoikkiin (2) liukuvan siirtyvästi, tunnettu siitä, että pitimien (4) kukin ensimmäinen pääteosa (5) on kiinteästi yhdistetty ensimmäiseen hoikkiin (1) ja vastaava toinen pääteosa (6) nojaa liukuvan siirtyvästi toiseen hoikkiin (2), ja että pitimien (4) toisen hoikin (2) 15 7641 4 ympärillä keskinäisin välein järjestetyt päätyosuudet (6) on kiristetty toista hoikkia (2) vastaan niitä ympäröivän kiristysrenkaan (7) avulla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aksiaalikompensattori tunnettu siitä, että siinä on itseirroittuva isku-liikettä rajoittava laite (16), joka on lukittuna aksiaali-kompensaattorin iskuliikettä rajoittavassa asennossa ensimmäisen paineistuksen aikana ja itsetoimisesti asettuu ei-toimivaan asentoon putkijohdon ensimmäisen venytyksen yhteydessä, jossa iskuliikettä rajoittavassa laitteessa (16) on kääntyvä, ei-toimivaan tilaan päin jousikuormitettu lukitus-elin (18), joka ensimmäistä paineistusta varten on lukittu iskuliikettä rajoittavaan asentoon ja ensimmäisen venytyksen jälkeen jousivoiman avulla on käännetty ei-toimivaan asentoon.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen aksiaalikompensaattori, tunnettu siitä, että iskuliikettä rajoittava laite (16) on järjestetty toiseen hoikkiin (1, 2), jolloin siinä on suhteessa hoikkiin (1, 2) kiinteä kannatin (17) ja siihen saranoitu, jousikuormitettu uloskääntyvä lukitusvarsi (18), joka lukitusasennossa hoikkien aksiaalista liikettä estäen sijaitsee aksiaalisesti pitimien (4) vastaavan päätyosuuden (5, 6) vastapäätä ja sivuttain nojaa siihen kääntyvällä luki-tusosalla (19), ja vapautusasennossa jousen (20) avulla on käännetty pois päätyosuudesta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen aksiaalikompensaattori tunnettu siitä, että lukitusvarsi (18) muodostuu toisesta lisäsaranalehdestä (22), joka on saranatapin (23) kautta on irrallaan saranalehdestä (22), ja jossa on siihen liittyvä kosketuskappale (25) ja että kääntölukitusosa (19) on kosketuskappaleeseen (25) liitetty, kosketuskappaleen pituussuunnassa ulospäin ulottuva levy.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukaisen aksiaalikompensaattorin käyttö jäykän liitoksen valmistamiseksi kuumia väliaineita varten tarkoitetun putkiston termisesti tai mekaanisesti esi- 16 7 641 4 jännitettyjen putkenosien välillä, jotka putkenosat ensin asetetaan paikoilleen ja yhdistetään toisiinsa paineenkestä-västi, sen jälkeen termisesti laajennetaan ja lopullisesti yhdistetään voimaliitoksella, tunnettu siitä, että paikoilleen asetuksessa kulloinkin sijoitetaan yksi aksiaali-kompensaattori kahden putkenosan väliin, johon se hitsataan holkeistaan (1, 2), että sen jälkeen viedään kuumaa väli ainetta putkijohdon läpi putken osien kuumentamiseksi ja niiden venyttämiseksi termisesti, jolloin holkit (1, 2) lähestyvät toisiaan aksiaalisesti ja niiden aksiaaliliike hallitaan palkeiden (3) kautta, ja että pitimien (4) toiset päätyosuudet (6) kulloinkin hitsataan kiinni toiseen hoikkiin (2) voima-liitoksen muodostamiseksi.