RU144051U1

RU144051U1 - PIPE COMPENSATOR

Info

Publication number: RU144051U1
Application number: RU2013156146/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Николай Алексеевич Кидалов; Наталия Александровна Дулькина; Анна Сергеевна Князева; Борис Александрович Дулькин; Сергей Александрович Анцыперов
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-08-10

Abstract

Трубопроводный компенсатор с сильфоном, содержащий армирующие кольца, выполненные из эластичного материала, отличающийся тем, что армирующие кольца установлены внутри гофр сильфона и над свободной поверхностью армирующих колец установлена гильза с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода, при этом один конец гильзы жестко закреплен на входе компенсатора, а второй конец остается свободным.A pipe compensator with a bellows containing reinforcing rings made of elastic material, characterized in that the reinforcing rings are installed inside the bellows corrugations and a sleeve with an outer diameter equal to the inner diameter of the pipeline is installed above the free surface of the reinforcing rings, while one end of the sleeve is rigidly fixed to the inlet compensator, and the second end remains free.

Description

Предлагаемое техническое решение предназначено для газо- и нефтепроводов, продуктопроводов и водоводов и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности при перекачивании жидкостей и газов, растворов, суспензий, эмульсий и сточных вод.The proposed technical solution is intended for gas and oil pipelines, product pipelines and water pipelines and can be used in chemical, petrochemical and other industries for pumping liquids and gases, solutions, suspensions, emulsions and wastewater.

Известен компенсатор перемещения трубопровода, содержащий сильфон, ограничитель, расположенный снаружи сильфона и предназначенный для ограничения хода гофр сильфона вдоль его продольной оси, один конец которого установлен на входном патрубке сильфона, а другой конец со стороны выходного патрубка сильфона выполнен с возможностью обеспечения продольного и вращательного перемещения гофр сильфона посредством опорного элемента, закрепленного на упомянутом другом конце ограничителя, причем сильфон выполнен с, по меньшей мере, одной широкой гофрой, расположенной со стороны выходного патрубка, а ограничитель выполнен упругим и его опорный элемент кинематически связан с, по меньшей мере, одной упомянутой широкой гофрой (описание изобретения к патенту №2183297 СССР, F16L 51/02, F01N 7/08, 2002).A known pipeline movement compensator comprising a bellows, a limiter located outside the bellows and designed to limit the movement of the bellows corrugation along its longitudinal axis, one end of which is mounted on the inlet of the bellows, and the other end on the side of the output of the bellows is made to provide longitudinal and rotational movement bellows corrugation by means of a support element fixed to said other end of the stopper, the bellows being made with at least one wide oh corrugation, located on the side of the outlet pipe, and the limiter is made elastic and its supporting element is kinematically connected with at least one of the mentioned wide corrugation (description of the invention to patent No. 2183297 USSR, F16L 51/02, F01N 7/08, 2002) .

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится снижение работоспособности компенсатора во времени из-за попадания и затвердевания внутри гофр сильфонов частиц, капель эмульсий и продуктов деструкции, возникающих при перекачивании гомогенных жидкостей и газов. Это ухудшает качество работы компенсаторов, предназначенных для компенсации линейных температурных деформаций.Reasons that impede the achievement of a given technical result include a decrease in the efficiency of the compensator over time due to the ingress and hardening of particle bellows, droplets of emulsions and degradation products that arise when pumping homogeneous liquids and gases inside the corrugation. This affects the quality of the compensators designed to compensate for linear temperature deformations.

Известен компенсатор для трубопроводов, содержащий волнообразный эластичный элемент и расположенные во впадинах этого элемента кольца, выполненные упругими, подковообразной формы с профилем, соответствующим профилю впадин волнообразного эластичного элемента. (Описание изобретения к авторскому свидетельству №177246 СССР, F16L 51/02, 1965).Known compensator for pipelines containing a wave-like elastic element and located in the hollows of this element rings made elastic, horseshoe-shaped with a profile corresponding to the profile of the troughs of the wave-like elastic element. (Description of the invention to copyright certificate No. 177246 of the USSR, F16L 51/02, 1965).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится затвердевание частиц суспензий, капель эмульсий, продуктов деструкции перекачиваемых жидкостей или газов, забивающие со временем внутренние впадины компенсатора, что препятствует нормальной работе компенсатора при компенсации линейных температурных деформаций.Reasons that impede the achievement of a given technical result include the hardening of particles of suspensions, droplets of emulsions, degradation products of pumped liquids or gases, which clog the internal troughs of the compensator over time, which prevents the normal operation of the compensator when compensating for linear temperature deformations.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является трубопроводный компенсатор с сильфоном, в гофрах которого установлены съемные армирующие кольца, выполненные из эластичного материала и охватываемые предохранительным кожухом, причем армирующие кольца контактируют один с другим в промежутках между гофрами и обжимаются предохранительным кожухом (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №409051, F16L 51/02, 1974).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted as a prototype is a pipe compensator with a bellows, in the corrugations of which are installed removable reinforcing rings made of elastic material and covered by a safety casing, and the reinforcing rings are in contact with each other in the spaces between the corrugations and crimped safety casing (description of the invention to the USSR copyright certificate No. 409051, F16L 51/02, 1974).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится заполнение гофр перекачиваемой жидкостью или газом, осаждение и затвердевание частиц, капель или продуктов деструкции в этих гофрах, что приводит к потере гофрами компенсатора свойства растягиваться или сжиматься под действием температурных деформаций, то есть ухудшению качества работы компенсатора.Reasons that impede the achievement of a given technical result include filling the corrugations with a pumped liquid or gas, precipitation and solidification of particles, droplets or degradation products in these corrugations, which leads to the loss by the corrugations of the compensator's ability to stretch or contract under the influence of temperature deformations, i.e., deterioration in the quality of work compensator.

Целью предлагаемой конструкции трубопроводного компенсатора является предупреждение образования отложений из частиц, капель эмульсии, продуктов деструкции перекачиваемой жидкости или газа внутри гофр.The purpose of the proposed design of the pipeline compensator is to prevent the formation of deposits from particles, emulsion droplets, degradation products of the pumped liquid or gas inside the corrugations.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение качества работы компенсатора при линейных температурных деформациях трубопровода.The technical result of the proposed design is to improve the quality of the compensator with linear temperature deformations of the pipeline.

Поставленный технический результат достигается тем, что в трубопроводном компенсаторе с сильфоном, содержащий армирующие кольца, выполненные из эластичного материала, при этом армирующие кольца установлены внутри гофр сильфона и над свободной поверхностью армирующих колец установлена гильза с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода, причем один конец гильзы жестко закреплен на входе компенсатора, а второй конец остается свободным.The technical result is achieved by the fact that in a pipe compensator with a bellows containing reinforcing rings made of elastic material, while the reinforcing rings are installed inside the bellows corrugation and a sleeve with an outer diameter equal to the inner diameter of the pipeline is installed above the free surface of the reinforcing rings, with one end the liner is rigidly fixed to the input of the compensator, and the second end remains free.

Установка армирующих колец внутри гофр сильфона препятствует попаданию частиц, капель эмульсии, продуктов деструкции из перекачиваемой по трубопроводу жидкости или газа внутрь гофр, их затвердеванию в гофрах, что повышает эксплуатационные характеристики компенсатора в течение длительного периода работы, а значит и качество его работы при линейных температурных деформациях трубопровода.The installation of reinforcing rings inside the bellows corrugation prevents particles, droplets of emulsion, degradation products from the liquid or gas pumped through the pipeline into the corrugations, and their solidification in the corrugations, which increases the operational characteristics of the compensator for a long period of operation, and hence the quality of its operation at linear temperature deformations of the pipeline.

Выполнение армирующих колец из эластичного материала, например пенопласта, губчатой резины или монтажной пены не увеличивает жесткость гофр сильфона, так как модуль упругости вышеназванных эластичных материалов значительно меньше модуля упругости стали, из которой изготавливают гофры сильфона, что повышает качество работы компенсатора при линейных температурных деформациях трубопровода.The implementation of reinforcing rings of elastic material, such as foam, sponge rubber or mounting foam does not increase the rigidity of the bellows corrugations, since the elastic modulus of the above elastic materials is much less than the elastic modulus of the steel from which the bellows corrugations are made, which improves the quality of the compensator for linear temperature deformations of the pipeline .

Установка над свободной поверхностью армирующих колец в гофрах внутри сильфона гильзы препятствует осаждению и закреплению частиц, капель эмульсии или продуктов деструкции над свободной поверхностью колец эластичного материала, что увеличивает срок службы компенсатора, позволяет периодически очищать внутреннюю поверхность труб и гильзы абразивными материалами или специальными щетками без нарушения целостности эластичного материала в гофрах, что также способствует качественной эксплуатации трубопроводного компенсатора.Installation above the free surface of the reinforcing rings in the corrugations inside the bellows bellows prevents the deposition and fixing of particles, droplets of emulsion or degradation products over the free surface of the rings of elastic material, which increases the life of the compensator, allows you to periodically clean the inner surface of the pipes and sleeves with abrasive materials or special brushes without breaking the integrity of the elastic material in the corrugations, which also contributes to the quality operation of the pipeline compensator.

Выполнение гильзы с наружным диаметром равным внутреннему диаметру трубопровода уменьшает гидравлическое сопротивление компенсатора, нейтрализует возможные гидроудары при внезапных изменениях расхода перекачиваемой жидкости или газа и способствует повышению качества его эксплуатации.The implementation of the sleeve with an outer diameter equal to the inner diameter of the pipeline reduces the hydraulic resistance of the compensator, neutralizes possible water hammer with sudden changes in the flow rate of the pumped liquid or gas and helps to improve the quality of its operation.

Жесткое закрепление одного конца гильзы на входе трубопроводного компенсатора со свободным вторым концом позволяет постоянно закрывать свободную поверхность армирующих колец от взаимодействия с потоком перекачиваемой жидкости или газа, и сохранять при этом возможность упругой деформации гофр при температурных растяжениях или сжатиях по длине трубопровода, так как свободный конец гильзы при таких деформациях имеет возможность скользить вдоль внутренней поверхности трубопровода, это также способствует повышению качества эксплуатации трубопровода в условиях его температурных деформаций.Rigid fastening of one end of the sleeve at the inlet of the pipe compensator with a free second end allows you to constantly close the free surface of the reinforcing rings from interacting with the flow of pumped liquid or gas, and at the same time maintain the possibility of elastic deformation of the corrugations during temperature stretching or compression along the length of the pipeline, since the free end sleeves with such deformations can slide along the inner surface of the pipeline, this also helps to improve the quality of operation uu pipeline under conditions of temperature deformations.

На фиг. представлен общий вид предлагаемой конструкции трубопроводного компенсатора.In FIG. a general view of the proposed design of the pipeline compensator is presented.

Трубопроводный компенсатор состоит из одной или нескольких гофр 1 (на фиг. показано 3 гофры), присоединенных на свободных концах с помощью фланцевых соединений к трубопроводу 2, имеющему внутренний диаметр D. Внутри каждой гофры 1 установлены армирующие кольца 3, выполненные из эластичного материала. Над свободной поверхностью армирующих колец 3 внутри сильфона установлена гильза 4 с наружным диаметром d равным внутреннему диаметру D трубопровода 2. Один конец гильзы 4 жестко закреплен на входе компенсатора, а другой конец остается свободным.The pipe compensator consists of one or more corrugations 1 (3 corrugations are shown in Fig.), Connected at the free ends with flange connections to the pipe 2 having an inner diameter D. Reinforcing rings 3 made of elastic material are installed inside each corrugation 1. Over the free surface of the reinforcing rings 3 inside the bellows installed sleeve 4 with an outer diameter d equal to the inner diameter D of the pipe 2. One end of the sleeve 4 is rigidly fixed to the inlet of the compensator, and the other end remains free.

Трубопроводный компенсатор работает следующим образом.Pipe compensator operates as follows.

При увеличении температуры перекачиваемой жидкости или газа или увеличении температуры окружающего воздуха трубопровод 2 удлиняется, а гофры 1, компенсируя это удлинение, сжимаются. Так как внутри гофр 1 находятся армирующие кольца 3, выполненные из эластичного материала, то они вместе с гофрами сжимаются. Жесткое закрепление одного конца гильзы 4 на входе компенсатора при свободном втором ее конце позволяет при растяжении трубопровода 2 и сжатии при этом гофр 1 скользить свободному второму концу гильзы 4 вдоль внутренней поверхности трубопровода 2, не вызывая дополнительных напряжений в гофрах 1. При уменьшении температуры перекачиваемой жидкости или газа или уменьшении температуры окружающего воздуха длина трубопровода 2 уменьшается, гофры 1 вместе с армирующими кольцами 3, выполненными из эластичного материала, растягиваются, компенсируя тем самым деформацию сжатия трубопровода 2.With an increase in the temperature of the pumped liquid or gas or an increase in the temperature of the ambient air, the pipeline 2 lengthens, and the corrugations 1, to compensate for this elongation, contract. Since inside the corrugations 1 there are reinforcing rings 3 made of elastic material, they are compressed together with the corrugations. Rigid fastening of one end of the sleeve 4 at the inlet of the compensator with its free second end allows the pipeline 2 to stretch and compress while the corrugation 1 to slide the free second end of the sleeve 4 along the inner surface of the pipe 2, without causing additional stresses in the corrugations 1. When the temperature of the pumped liquid or gas or a decrease in ambient temperature, the length of the pipeline 2 decreases, the corrugations 1 together with reinforcing rings 3 made of elastic material are stretched, compensating I thereby deform the compression of the pipeline 2.

При перекачивании жидкости или газа по трубопроводу 2 они не взаимодействуют со свободной поверхностью армирующих колец 3, а взаимодействуют с внутренней поверхностью гильзы 4, а значит частицы или капли эмульсии, продукты деструкции оседают на внутренней поверхности гильзы 4 и при необходимости удаляются с нее как и с внутренней поверхности трубопровода 2, не разрушая эластичный материал армирующих колец 3. Кроме того, так как наружный диаметр d гильзы 4 равен внутреннему диаметру D трубопровода 2, то гильза 4 не создает дополнительно гидравлического сопротивления, особенно при изменениях расхода перекачиваемой жидкости или газа и возникающих в трубопроводе 2 гидроударов.When pumping liquid or gas through pipeline 2, they do not interact with the free surface of the reinforcing rings 3, but interact with the inner surface of the sleeve 4, which means particles or droplets of emulsion, degradation products settle on the inner surface of the sleeve 4 and, if necessary, are removed from it as with the inner surface of the pipe 2, without destroying the elastic material of the reinforcing rings 3. In addition, since the outer diameter d of the sleeve 4 is equal to the inner diameter D of the pipe 2, the sleeve 4 does not additionally create hydra nical resistance, especially when changes in the flow of the pumped liquid or gas and emerging in the pipe 2 water hammer.

Таким образом, установка армирующих колец 3, выполненных из эластичного материала, в гофрах 1, а также установка над свободной поверхностью армирующих колец 3 гильзы 4 с наружным диаметром d, равным внутреннему диаметру D трубопровода 2, при жестком закреплении одного конца гильзы 4 на входе компенсатора и свободном втором конце позволяет предотвратить попадание частиц, капель эмульсии, продуктов деструкции перекачиваемой жидкости или газа внутрь гофр 1, их затвердеванию в гофрах 1 с потерей компенсатором рабочих свойств, связанных с температурными деформациями при изменении температуры перекачиваемой жидкости или газа или изменении температуры окружающего воздухаThus, the installation of reinforcing rings 3 made of elastic material in the corrugations 1, as well as the installation of a sleeve 4 with an outer diameter d equal to the inner diameter D of the pipe 2 over the free surface of the reinforcing rings 3, with one end of the sleeve 4 being rigidly fixed at the inlet of the compensator and the free second end allows you to prevent the ingress of particles, droplets of the emulsion, degradation products of the pumped liquid or gas into the corrugations 1, their solidification in the corrugations 1 with the loss of the compensator operating properties associated with the temperature urnymi deformations when changing the temperature of the fluid or gas or changing ambient temperature

Так как армирующие кольца 3 изготовлены из эластичных материалов типа пенополиуретана, пенопласта, губчатой резины или монтажной пены, то их несложно устанавливать внутри гофр 1 при снятой гильзе 4, а затем закрывать их свободную поверхность гильзой 4. Гильзу 4 с одного конца также несложно жестко закрепить с помощью фланцев на трубопроводе 2.Since the reinforcing rings 3 are made of elastic materials such as polyurethane foam, foam, sponge rubber or mounting foam, it is easy to install them inside the corrugations 1 with the sleeve 4 removed, and then close their free surface with the sleeve 4. It is also easy to fix the sleeve 4 from one end using flanges on pipe 2.

Предлагаемый трубопроводный компенсатор несложно изготовить путем реконструкции стандартных действующих компенсаторов.The proposed pipeline compensator is easy to manufacture by reconstructing standard operating compensators.

Claims

A pipe compensator with a bellows containing reinforcing rings made of elastic material, characterized in that the reinforcing rings are installed inside the bellows corrugations and a sleeve with an outer diameter equal to the inner diameter of the pipeline is installed above the free surface of the reinforcing rings, while one end of the sleeve is rigidly fixed to the inlet compensator, and the second end remains free.