Opis wzoruPattern description
Przedmiotem wzoru użytkowego jest kompensator rurowy liniowy, przydatny zwłaszcza w podziemnych rurociągach do transportu mediów ciekłych i gazowych. W rurociągach przeznaczonych do transportu mediów płynnych lub gazowych dla zabezpieczenia ich przed rozerwaniem spowodowanym odkształceniami liniowymi powszechnie wykorzystywane są kompensatory liniowe. Kompensator liniowy jest wstawką w rurociągu, posiadający odcinek rury wewnętrznej średnicy równej średnicy rurociągu, która wchodzi współosiowo teleskopowo do wnętrza rury zewnętrznej, o większej średnicy na odcinku kompensacji połączonej z rurociągiem za pomocą stożkowej redukcji średnicy. Przestrzeń pomiędzy rurą wewnętrzną a rurą zewnętrzną kompensatora zamknięta jest uszczelnieniem zapobiegającym wydostawaniu się transportowanego medium z rurociągu, ale jednocześnie umożliwiającym osiowe przemieszczenia rury wewnętrznej względem rury zewnętrznej ograniczone wielkością skoku kompensatora, co ogranicza zderzak na końcu rury wewnętrznej.The subject of the utility model is a linear tubular compensator, useful especially in underground pipelines for transporting liquid and gaseous media. In pipelines intended for the transport of liquid or gaseous media, linear compensators are commonly used to protect them against bursting caused by linear deformations. A linear compensator is an insert in a pipeline having a pipe section of an inner diameter equal to the diameter of the pipeline, which coaxially telescopes inside the outer pipe with a larger diameter on the compensation section connected to the pipeline by a conical diameter reduction. The space between the inner tube and the outer tube of the compensator is closed with a seal preventing the escape of the transported medium from the pipeline, but at the same time allowing axial displacement of the inner tube relative to the outer tube limited by the compensator stroke, which is limited by the stop at the end of the inner tube.
Konstrukcja kompensatora uniemożliwiająca wydostawanie się transportowanego medium na zewnątrz rurociągu i jednocześnie przedostawanie się do wnętrza kompensatora rurociągu powietrza, wody i niosących przez nie zanieczyszczeń przedstawiona została w polskim zgłoszeniu wzoru użytkowego nr W. 123639. W rozwiązaniu według tego wzoru użytkowego przestrzeń pomiędzy uszczelnieniami wyposażona została w zachodzące na siebie teleskopowo tuleje osadzone w membranie, dzięki czemu w przestrzeni między uszczelnieniami zachowane jest stałe nadciśnienie zabezpieczające wnętrze kompensatora przed migracją powietrza i wody z zewnątrz rurociągu. Takie rozwiązanie jest jednak pracochłonne w wykonaniu i nie zawsze jego wykorzystanie będzie konieczne, zwłaszcza zaś przy wykorzystywaniu elektrochemicznego zabezpieczenia antykorozyjnego rurociągu. W sytuacji wykorzystywania takiego zabezpieczenia, przykładowo czynnej ochrony katodowej rurociągu, elastyczne elementy kompensatora o takiej konstrukcji nie dają pewności stałej izolacji elektrycznej zabezpieczanych odcinków rurociągu, co wymaga instalowania dodatkowych ogniw ochrony elektrochemicznej. To zaś jest nie tylko technicznie uciążliwe, ale wpływa na wzrost poziomu kosztów zabezpieczenia rurociągu.The design of the compensator preventing the transported medium from escaping outside the pipeline and at the same time the penetration of air, water and contaminants into the pipeline compensator is presented in the Polish application for utility model No. W. 123639. In the solution according to this utility model, the space between the seals is equipped with telescopically overlapping sleeves embedded in the diaphragm, thanks to which a constant overpressure is maintained in the space between the seals, protecting the inside of the compensator against the migration of air and water from the outside of the pipeline. However, such a solution is labor-intensive to implement and it will not always be necessary to use it, especially when using electrochemical corrosion protection of the pipeline. When such protection is used, for example, active cathodic protection of the pipeline, flexible elements of the compensator of such construction do not ensure constant electrical insulation of the protected pipeline sections, which requires the installation of additional electrochemical protection cells. This, in turn, is not only technically onerous, but also increases the cost of securing the pipeline.
Celem wzoru użytkowego jest opracowanie takiej konstrukcji kompensatora rurowego liniowego, która przy prostszej budowie umożliwi bezproblemowe włączenie w system elektrochemicznego zabezpieczenia antykorozyjnego całego rurociągu.The purpose of the utility model is to develop such a structure of the linear tubular compensator, which, with a simpler structure, will allow for easy integration of the entire pipeline into the electrochemical corrosion protection system.
Istota wzoru użytkowego polega na tym, że w kompensatorze odcinek metalowej rury wewnętrznej ma zewnętrzną powierzchnię pokrytą na części wychodzącej na zewnątrz z metalowej rury zewnętrznej warstwą ochronną o własnościach izolatora elektrycznego, a na części znajdującej się we wnętrzu rury zewnętrznej ma warstwę o własnościach przewodnika elektrycznego. Jednocześnie rura zewnętrzna na swej powierzchni wewnętrznej posiada co najmniej jeden element przewodzący prąd elektryczny, stykający się na całym skoku rury wewnętrznej we wnętrzu rury zewnętrznej z warstwą o własnościach przewodnika elektrycznego tej rury wewnętrznej, W korzystnym wykonaniu takiego kompensatora warstwa o własnościach przewodnika elektrycznego wykonana jest na długości rury wewnętrznej nie krótszej niż odległość pomiędzy zderzakiem rury wewnętrznej maksymalnie wsuniętej do wnętrza rury zewnętrznej, a ścianką czołową najbliższego zderzakowi łożyska ślizgowego opartą o pierścień oporowy z zamocowanym do niego elementem przewodzącym, ale jednocześnie na długości nie większej od odległości między skierowanymi ku wnętrzu rury zewnętrznej czołowymi ściankami łożysk ślizgowych. Dzięki takiej konstrukcji warstwa o własnościach przewodnika .elektrycznego nałożona na rurze wewnętrznej nigdy nie wysuwa się poza pierścień uszczelniająco-zgarniający i nie podlega zabrudzeniu ani też mechanicznemu uszkodzeniu, co zapewnia prawidłową pracę kompensatora.The essence of the utility model consists in the fact that in the compensator, the section of the inner metal pipe has an outer surface covered on the part of the outer metal pipe extending outwards with a protective layer having the properties of an electrical insulator, and on the part inside the outer pipe it has a layer with electric conductor properties. At the same time, the outer tube has on its inner surface at least one electrically conductive element, contacting over the entire stroke of the inner tube inside the outer tube with the electrically conductive layer of this inner tube. In a preferred embodiment of such a compensator, the layer with electrically conductive properties is made on the length of the inner pipe not shorter than the distance between the bumper of the inner pipe maximally inserted into the inside of the outer pipe and the front wall of the sliding bearing bumper closest to the bumper, resting on the thrust ring with a conductive element attached to it, but at the same time not greater than the distance between the outer pipe directed towards the inside faces of plain bearings. Due to this structure, the layer with electric conductor properties applied to the inner pipe never protrudes beyond the sealing-scraping ring and is not subject to dirt or mechanical damage, which ensures correct operation of the compensator.
Najlepiej jest, gdy trzy wgłębne pierścienie oporowe łożysk ślizgowych zamocowane do wewnętrznej powierzchni rury zewnętrznej wyposażone są w elementy przewodzące, dzięki czemu istnieje całkowita pewność połączenia elektrycznego metalowej rury zewnętrznej z metalową rurą wewnętrzną niezależnie od ewentualnego zabrudzenia, względnie uszkodzenie jednego, a nawet przy pewnym położeniu zderzaka, dwóch elementów przewodzących.Ideally, the three countersunk thrust rings of the plain bearings attached to the inner surface of the outer tube are provided with conductive elements, so that the electrical connection of the metal outer tube to the metal inner tube is absolutely certain, regardless of possible dirt or damage to one, or even at a certain position. bumper, two conductive elements.
Ze względów praktycznych celowym jest na rurze wewnętrznej wykonanie warstwy o własnościach przewodnika elektrycznego z chromu, natomiast granicząca z nią warstwa o własnościach izolatora elektrycznego wykonana jest z poliuretanu, żywicy epoksydowej, względnie z materiału ceramicznego o grubości zbliżonej do 0,0015 m.For practical reasons, it is advisable to make a layer with the properties of an electric conductor of chromium on the inner pipe, while the adjacent layer with the properties of an electrical insulator is made of polyurethane, epoxy resin, or ceramic material with a thickness close to 0.0015 m.
Kompensator może mieć również dodatkowe zabezpieczenie połączenia elektrycznego w postaci zamocowanego do zderzaka rury wewnętrznej elastycznego elementu metalowego przylegającego do powierzchni wewnętrznej rury zewnętrznej. Zasadniczą zaletą kompensatora według wzoru jest to, że jego konstrukcja wpisuje się w system elektrochemicznego zabezpieczenia antykorozyjnego całego rurociągu bez potrzeby tworzenia specjalnych, wyodrębnionych ogniw tego zabezpieczenia wyłącznie dla kompensatorów. Jest to ponadto konstrukcja bardzo prosta i łatwa w wykonaniu, a jej odporność na korozję zrównuje się z odpornością antykorozyjną całego rurociągu. Samo wykonanie zarówno warstwy o własnościach przewodnika prądu elektrycznego jak i warstwy o własnościach izolatora elektrycznego również nie stwarza trudności technicznych, bo ich nałożenie może zostać zrealizowane poprzez natrysk hydrodynamiczny, czy też nałożenie tulei z odpowiedniego tworzywa sztucznego. Wzór użytkowy został przedstawiony na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia konstrukcję kompensatora rurowego liniowego w uproszczonym przekroju podłużnym, fig. 2 - usytuowanie elementu przewodzącego w pierścieniu oporowym rury zewnętrznej przy łożysku ślizgowym, a fig. 3 - dodatkowe zabezpieczenie połączenia przewodzącego między rurą wewnętrzną a mrą zewnętrzną kompensatora. Kompensator rurowy liniowy 1 (fig. 1) zbudowany jest z odcinka rury wewnętrznej 2 wchodzącego współosiowo do odcinka rury zewnętrznej 3 i łożysk ślizgowych 4a, 4b prowadzących rurę wewnętrzną 2 w rurze zewnętrznej 3. Rura zewnętrzna 3 na jednym końcu ma część zbieżną stożkowo 5 o końcówce mającej średnicę di równą średnicy d2 rury wewnętrznej 2, natomiast na drugim końcu o zewnętrznej średnicy d3 wyposażona jest w pierścień uszczelniająco-zgarniający 6, przy czym we wnętrzu ma zamocowane do swej powierzchni wewnętrznej 3’ pierścienie oporowe 7, stabilizujące łożyska ślizgowe 4a, 4b. Pierścienie oporowe 7 z metalu wyposażone są w elementy przewodzące 8 (fig. 2), mające postać pierścienia osadzonego w odpowiadającym pierścieniu oporowym 7. Dodatkowo połączenie elektryczne pomiędzy rurą wewnętrzną 2 a rurą zewnętrzną 3 może być osiągnięte dzięki elastycznemu elementowi metalowemu 13 zamocowanemu do zderzaka 9 (fig. 3). Element metalowy 13 może mieć postać blaszanego płaskownika, względnie odcinka drutu metalowego. Elementy przewodzące 8 korzystnie zamocowane są do każdego pierścienia oporowego 7. Jednocześnie rura wewnętrzna 2 ma na wgłębnym końcu zamocowany na sztywno zderzak 9, który we współpracy z najbliższym mu pierścieniem oporowym 7 ustala skok s kompensatora 1, a na swej powierzchni zewnętrznej 2’ posiada dwie różne warstwy 10, 11. Warstwa 10 jest wykonana z chromu, natomiast warstwa 11 wykonana jest z poliuretanu. Długość l^ warstwy 10 z chromu jest tak dobrana, że jest większa od odległości x od zderzaka 9 o skrajnej pozycji wgłębnej do ścianki czołowej łożyska ślizgowego 4a, ale mniejsza od odległości l_2 między skrajnymi pierścieniami oporowymi 7a, 7b dzięki czemu niezależnie od położenia rury wewnętrznej 2 w rurze zewnętrznej 3 zawsze zapewnione jest przyleganie przynajmniej jednego elementu przewodzącego 8 do warstwy 10 chromowej rury wewnętrznej 2. Taka długość l^ warstwy 10 chromowej jednocześnie eliminuje wyjście tej warstwy 10 chromowej z wnętrza kompensatora 1 poza łożysko ślizgowe 4 zabudowane w okolicy pierścienia uszczelniająco-zgarniającego 6, co zabezpiecza ją przed zanieczyszczeniami występującymi na zewnątrz kompensatora 1. Z kolei warstwa 11 będąca izolatorem elektrycznym wykonana z tworzywa poliuretanowego, epoksydowego lub materiału ceramicznego, o grubości zbliżonej do 0,0015 m z jednej strony graniczy z warstwą 10 z chromu, a z drugiej strony rozciąga się do swobodnego końca rury wewnętrznej 2, na długości l_3.
The compensator may also have additional protection of the electrical connection in the form of a flexible metal element attached to the bumper of the inner tube, adjacent to the inner surface of the outer tube. The main advantage of a compensator according to the formula is that its design is part of the electrochemical corrosion protection system of the entire pipeline without the need to create special, separate links for this protection only for the expansion joints. Moreover, the structure is very simple and easy to make, and its corrosion resistance is equal to the corrosion resistance of the entire pipeline. The production of both the layer with the properties of an electric current conductor and the layer with the properties of an electric insulator also does not pose technical difficulties, because their application can be performed by airless spraying or by applying a sleeve made of a suitable plastic. The utility model is shown in the drawing, where Fig. 1 shows the structure of the linear tube compensator in a simplified longitudinal section, Fig. 2 - the location of the conductive element in the thrust ring of the outer tube at the slide bearing, and Fig. 3 - additional protection of the conductive connection between the inner tube and outside the compensator. The linear tubular compensator 1 (Fig. 1) consists of a section of the inner tube 2 coaxially extending to the section of the outer tube 3 and slide bearings 4a, 4b guiding the inner tube 2 in the outer tube 3. The outer tube 3 has a conically converging part 5 at one end. the end having a diameter d d2 equal to the diameter d2 of the inner tube 2, while at the other end with an outer diameter d3 it is equipped with a sealing-scraper ring 6, while inside it has support rings 7 attached to its inner surface 3 ', stabilizing the slide bearings 4a, 4b . The metal support rings 7 are provided with conductive elements 8 (Fig. 2) in the form of a ring embedded in the corresponding support ring 7. In addition, the electrical connection between the inner tube 2 and the outer tube 3 can be achieved thanks to a flexible metal element 13 attached to the stop 9 (fig. 3). The metal element 13 may be in the form of a sheet metal flat bar or a section of metal wire. The conductive elements 8 are preferably attached to each stop ring 7. At the same time, the inner tube 2 has a fixed stop 9 at the recessed end, which, in cooperation with the stop ring 7 closest to it, determines the stroke s of the compensator 1, and on its outer surface 2 'has two different layers 10, 11. Layer 10 is made of chrome and layer 11 is made of polyurethane. The length 11 of the chrome layer 10 is selected so that it is greater than the distance x from the end stop 9 to the end wall of the plain bearing 4a, but smaller than the distance 12 between the extreme abutment rings 7a, 7b, so that regardless of the position of the inner pipe 2, in the outer tube 3, the adhesion of at least one conductive element 8 to the chrome layer 10 of the inner tube 2 is always ensured. Such a length 11 of the chrome layer 10 simultaneously eliminates the exit of this chrome layer from the inside of the compensator 1 beyond the slide bearing 4 built in the area of the sealing ring. scraper 6, which protects it against contamination occurring outside the compensator 1. In turn, the layer 11, which is an electrical insulator, made of polyurethane, epoxy or ceramic material, with a thickness close to 0.0015 m, borders on the one side with the chrome layer 10, and on the other hand extends to the free ends and of the inner tube 2, along the length 13.