RU145662U1

RU145662U1 - PIPE JOINT TEE

Info

Publication number: RU145662U1
Application number: RU2014122040/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Антипов; Анатолий Михайлович Королёнок; Алексей Сергеевич Лопатин; Кристина Эдуардовна Комисаренко
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-09-27

Abstract

Тройник для соединения трубопроводов, характеризующийся тем, что он содержит расположенные по продольной оси первый и второй патрубки и ориентированный им перпендикулярно третий патрубок, при этом на концах всех патрубков, обращенных к области их сочленения, установлены идентичные компенсаторы деформаций трубопроводов, каждый из которых выполнен в виде коаксиально установленной в полости патрубка цилиндрической втулки с выполненными по ее торцам на внешней поверхности двумя рядами выступов, торцевой из которых выполнен шлицевым, и установленного на внешней поверхности патрубка сильфона, один конец которого жестко закреплен на патрубке, а другой - на свободном конце втулки с обеспечением возможности ее перемещения в полости патрубка в пределах взаимодействия выступов втулки с идентичным выступом, выполненным на внутренней поверхности патрубка, при этом торцевой шлицевой выступ втулки снабжен уплотнительным элементом.A tee for connecting pipelines, characterized in that it contains the first and second nozzles located along the longitudinal axis and the third nozzle oriented perpendicularly, while at the ends of all nozzles facing the joint area, identical compensators for the deformation of the pipelines are installed, each of which is made in in the form of a cylindrical sleeve coaxially mounted in the cavity of the pipe with two rows of protrusions made at its ends on the outer surface, the end of which is made spline, and mounted on the outer surface of the bellows nozzle, one end of which is rigidly fixed to the nozzle, and the other on the free end of the sleeve with the possibility of its movement in the cavity of the pipe within the interaction of the protrusions of the sleeve with an identical protrusion made on the inner surface of the nozzle, while the end splined protrusion the bushings are provided with a sealing element.

Description

Полезная модель относится к элементам трубопроводной арматуры, а именно к тройникам для соединения трубопроводов и может быть использована в различных трубопроводных системах, работающих в условиях перепадов температуры при транспортировке жидких и газообразных сред.The utility model relates to elements of pipe fittings, namely to tees for connecting pipelines and can be used in various piping systems operating in conditions of temperature drops during transportation of liquid and gaseous media.

Известно тройниковое соединение трубопроводов, включающее корпус с тремя патрубками, обеспечивающее жесткое соединение прямолинейного участка трубопровода и бокового отвода (RU 57865, 2006 г.).Known tee connection of pipelines, including a housing with three nozzles, providing a rigid connection of a straight section of the pipeline and the lateral branch (RU 57865, 2006).

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, поскольку, при температурных деформациях трубопроводов и бокового отвода в корпусе тройника возникают значительные напряжения, которые могут превысить прочностные свойства материала, из которого выполнен тройник.A disadvantage of the known device is its low reliability, since, during thermal deformations of pipelines and lateral outflows, significant stresses arise in the tee body, which can exceed the strength properties of the material from which the tee is made.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тройник для соединения трубопроводов, включающий установленные на концах патрубков тройника в области их сочленения осевые сильфонные компенсаторы (РД-3-ВЭП-14-3113, Руководящий документ по применению, Компенсаторы сильфонные многослойные металлические, 2011 г.).Of the known technical solutions, the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a tee for connecting pipelines, including axial bellows expansion joints installed on the ends of the tee pipes in the area of their joint (RD-3-VEP-14-3113, Application Guidance Document, Compensators multilayer metal bellows, 2011).

В известном устройстве сильфоны конструктивно входят в состав патрубка за счет жесткого соединения с ними и обеспечивают компенсацию только осевых перемещений, что снижает надежность работы тройникового соединения.In the known device, the bellows are structurally included in the nozzle due to the rigid connection with them and provide compensation only for axial movements, which reduces the reliability of the tee connection.

В основу настоящей полезной модели положена задача создания тройника для соединения трубопроводов, обеспечивающего повышение долговечности и надежности работы тройникового соединения.The basis of this utility model is the task of creating a tee for connecting pipelines, providing increased durability and reliability of the tee connection.

Поставленная задача достигается тем, что тройник для соединения трубопроводов содержит расположенные по продольной оси первый и второй патрубки и ориентированный им перпендикулярно третий патрубок, при этом на концах всех патрубков, обращенных к области их сочленения, установлены идентичные компенсаторы деформаций трубопроводов, каждый из которых выполнен в виде коаксиально установленной в полости патрубка цилиндрической втулки с выполненными по ее торцах на внешней поверхности двумя рядами выступов, торцевой из которых выполнен шлицевым, и установленного на внешней поверхности патрубка сильфона, один конец которого жестко закреплен на патрубке, а другой - на свободном конце втулки с обеспечением возможности ее перемещения в полости патрубка в пределах взаимодействия выступов втулки с идентичным выступом, выполненным на внутренней поверхности патрубка, при этом торцевой шлицевой выступ втулки снабжен уплотнительным элементом.The task is achieved in that the tee for connecting the pipelines contains the first and second nozzles located along the longitudinal axis and the third nozzle oriented perpendicular to it, while at the ends of all nozzles facing the area of their joint, identical compensators for the deformation of the pipelines are installed, each of which is made in in the form of a cylindrical sleeve coaxially installed in the cavity of the pipe with two rows of protrusions made at its ends on the outer surface, the end of which is made and installed on the outer surface of the bellows nozzle, one end of which is rigidly fixed to the nozzle, and the other on the free end of the sleeve with the possibility of its movement in the cavity of the pipe within the interaction of the protrusions of the sleeve with an identical protrusion made on the inner surface of the pipe, the end splined projection of the sleeve is provided with a sealing element.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении компенсации линейных деформаций соединяемых трубопроводов, возникающих под воздействием изменений климатических условий и изменения температуры газа при эксплуатации и в процессе монтажа, исключая при этом воздействие на сильфоны радиальных (поперечных) нагрузок, предотвращая радиальные смещения торцов сильфона, что в итоге обеспечивает воздействие на сильфоны только осевых нагрузок и ограничивает осевые перемещения деталей в зоне допустимой для деформации сильфонов.The technical result achieved is to compensate for linear deformations of the connected pipelines that arise under the influence of changes in climatic conditions and changes in gas temperature during operation and during installation, while eliminating the effect on the bellows of radial (transverse) loads, preventing radial displacements of the ends of the bellows, which ultimately provides the impact on the bellows only axial loads and limits the axial movement of parts in the area acceptable for the deformation of the bellows.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид тройника для соединения трубопроводов, на фиг. 2 показано сечение по A-A, на фиг. 3 и фиг. 4 показано рабочее положение шлицов на корпусе тройника и шлицов на втулке, на фиг. 5 показан выступ втулки с уплотнительным элементом, на фиг. 6 показано относительное положение шлицов корпуса тройника и шлицов втулки при сборке тройника до соединения с сильфоном.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a tee for connecting pipes, in FIG. 2 shows a section along A-A, in FIG. 3 and FIG. 4 shows the working position of the slots on the tee body and the slots on the sleeve, FIG. 5 shows the protrusion of the sleeve with a sealing element; FIG. Figure 6 shows the relative position of the splines of the tee body and the splines of the sleeve when assembling the tee before connecting to the bellows.

Тройник для соединения трубопроводов состоит из корпуса тройника 1 с тремя патрубками 2, два из которых расположены по продольной оси корпуса 1, а третий ориентирован им перпендикулярно.A tee for connecting pipelines consists of a tee housing 1 with three nozzles 2, two of which are located along the longitudinal axis of the housing 1, and the third is oriented perpendicular to them.

На концах всех патрубков 2 установлены компенсаторы деформаций 3, каждый из которых выполнен в виде коаксиально установленной в полости патрубка 2 цилиндрической втулки 4 с выполненными по ее торцах на внешней поверхности двумя рядами выступов 5, торцевой из которых выполнен шлицевым, и установленного на внешней поверхности патрубка гофрированного сильфона 6, один конец которого жестко закреплен на патрубке 2, а другой - на свободном конце втулки 4. На внутренней поверхности патрубка 2 выполнен шлицевой выступ 7, идентичный торцевым выступам 5 на втулке 4, которые снабжены уплотнительным элементом 8.At the ends of all nozzles 2, strain compensators 3 are installed, each of which is made in the form of a coaxially mounted in the cavity of the nozzle 2 of the cylindrical sleeve 4 with two rows of protrusions 5 made on its ends on the outer surface, the end of which is made spline, and installed on the outer surface of the nozzle corrugated bellows 6, one end of which is rigidly fixed to the pipe 2 and the other to the free end of the sleeve 4. On the inner surface of the pipe 2 is made a spline protrusion 7 identical to the end protrusions 5 on the sleeve 4, which are equipped with a sealing element 8.

Выступ 7 размещен между выступами 5 на цилиндрической втулке 4, причем зазоры между ними равны допустимым величинам осевого смещения втулки 4 относительно патрубка 2. При этом выступ 7 на патрубке 2 и торцевой выступ цилиндрической втулки выполнены в виде шлицов и развернуты друг относительно друга на угол равный половине угла каждого шлица.The protrusion 7 is placed between the protrusions 5 on the cylindrical sleeve 4, and the gaps between them are equal to the allowable values of the axial displacement of the sleeve 4 relative to the pipe 2. In this case, the protrusion 7 on the pipe 2 and the end protrusion of the cylindrical sleeve are made in the form of splines and are turned relative to each other at an angle equal to half angle of each slot.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предварительно определяют изменения размеров подсоединяемых к тройнику трубопроводов при увеличении и при уменьшении температуры эксплуатации относительно температуры, при которой осуществляется монтаж и сварка тройника и трубопроводов. По результатам расчетов определяют допустимые размеры перемещения втулки 4 (Г и Д) для каждого конца тройника, выбираются сильфоны 6 с необходимыми размерами и характеристиками обеспечивающими их работоспособность при требуемых осевых перемещениях и выдерживающие рабочее давление внутри трубопроводов. Проводится сборка тройника с втулками и обеспечение их рабочего положения относительно друг друга, после чего производится соединение тройника, втулок и сильфонов.Preliminarily determine the size changes of the pipelines connected to the tee with an increase and a decrease in the operating temperature relative to the temperature at which the tee and pipelines are mounted and welded. Based on the calculation results, the permissible sizes of sleeve movement 4 (G and D) for each end of the tee are determined, bellows 6 are selected with the necessary dimensions and characteristics ensuring their operability at the required axial movements and withstanding the working pressure inside the pipelines. The tee with the bushings is assembled and their working position relative to each other is ensured, after which the tee, bushings and bellows are connected.

Выбор оптимального соотношения длины и количества гофров сильфона, выбор требуемого взаимного расстояния между шлицевыми выступами втулок и патрубков производят исходя из условия обеспечения требуемых осевых взаимных перемещений подвижных трубопроводов к которым присоединяются магистральные трубопроводы и ограничения возникновения на сильфонах сдвиговых перемещений и изгибающих моментов.The choice of the optimal ratio of the length and number of bellows corrugations, the choice of the required mutual distance between the spline protrusions of the bushings and nozzles is made on the basis of the conditions for ensuring the required axial mutual displacements of the movable pipelines to which the main pipelines are connected and the occurrence of shear displacements and bending moments on the bellows.

Длина, количество гофр и толщина слоев сильфона 6 зависят от рода и типа вибраций, которые предстоит компенсировать, а так же от силы давления, которой он будет подвергнут.The length, number of corrugations and the thickness of the layers of the bellows 6 depend on the kind and type of vibrations to be compensated, as well as on the pressure force to which it will be subjected.

Расстояние между цилиндрической втулкой 4 и внутренней поверхностью патрубка 2 выбирается минимальным, позволяющим беспрепятственно осуществлять осевое растяжение или сжатие сильфона в рамках необходимой компенсирующей способности.The distance between the cylindrical sleeve 4 and the inner surface of the pipe 2 is selected to be minimal, which allows unhindered axial tension or compression of the bellows within the framework of the necessary compensating ability.

Сильфоны 6, являющиеся частью тройникового соединения, выполнены идентично и имеют одинаковые размеры, параметры, свойства и т.д.The bellows 6, which are part of the tee connection, are identical and have the same dimensions, parameters, properties, etc.

Сильфоны обеспечивают требуемые осевые взаимные перемещения трубопроводов и ограничивают возникновение на сильфонах сдвиговых перемещений и изгибающих моментов.The bellows provide the required axial mutual movement of the pipelines and limit the occurrence of shear movements and bending moments on the bellows.

Расчет температурных деформаций (изменение длины) трубопроводов, подсоединенных к каждому концу тройника, производят в диапазоне изменения температур эксплуатации. Расчет производят по формуле:Calculation of temperature deformations (change in length) of pipelines connected to each end of the tee is carried out in the range of operating temperatures. The calculation is made according to the formula:

ΔL=l₁∗α∗ΔtΔL = l ₁ ∗ α ∗ Δt

Где: l₁ - исходная длина трубопроводаWhere: l ₁ - the initial length of the pipeline

ΔL - удлинение трубопровода.ΔL is the extension of the pipeline.

α - коэффициент линейного температурного расширения для материала трубопроводов.α is the coefficient of linear thermal expansion for the pipeline material.

ΔT - разность температур (мах и мин при эксплуатации).ΔT is the temperature difference (max and min during operation).

За расчетную длину трубопроводов берется расстояние от тройника до ближайшей неподвижной опоры для каждого трубопровода.For the estimated length of the pipelines, the distance from the tee to the nearest fixed support for each pipeline is taken.

Конструктивные размеры корпуса тройника, количество и размер гофров сильфонов выбираются исходя из рассчитанных температурных деформаций трубопроводов и требований при сборке (размер и расположение шлицов друг относительно друга). Затем производится сборка тройника, втулок и сильфонов и соединение их между собой, например сваркой. Взаимное расположение деталей и расстояние между выступами втулок выбирается с учетом обеспечения необходимых перемещений втулок относительно корпуса тройника.The design dimensions of the tee body, the number and size of bellows corrugations are selected based on the calculated temperature deformations of the pipelines and assembly requirements (size and location of the slots relative to each other). Then the tee, bushings and bellows are assembled and connected to each other, for example by welding. The relative position of the parts and the distance between the protrusions of the bushings is selected taking into account the necessary movements of the bushings relative to the body of the tee.

Изготовленный тройник доставляется на место установки, устанавливается на опору и к вставкам привариваются трубопроводы. При изменении длины трубопровода происходит перемещение втулок относительно корпуса 1 тройника. Предельные перемещения ограничиваются выступами 5 и 7, что защищает сильфоны 6 от нерасчетных изменений длины. Наличие на втулках двух выступов 5 позволяет воспринимать совместно с корпусом тройника изгибающие моменты, а также исключить радиальные перемещения втулок относительно корпуса 1, исключив тем самым возникновение нерасчетных нагрузок на сильфоны 6. Наличие уплотнительного элемента позволяет уменьшить потери транспортируемого продукта при повреждении сильфонов 6.The manufactured tee is delivered to the installation site, mounted on a support and pipelines are welded to the inserts. When changing the length of the pipeline, the bushings move relative to the housing 1 of the tee. Limit movements are limited by the protrusions 5 and 7, which protects the bellows 6 from non-calculated length changes. The presence of two protrusions 5 on the bushings makes it possible to perceive bending moments together with the tee housing, as well as to exclude radial movements of the bushings relative to the housing 1, thereby eliminating the occurrence of unbalanced loads on the bellows 6. The presence of the sealing element can reduce the loss of the transported product when the bellows 6 are damaged.

Перемещение каждого трубопровода происходит независимо друг от друга и исключает возникновение нагрузок в тройниках от температурных деформаций трубопроводов и удлиняет срок их работы.The movement of each pipeline occurs independently of each other and eliminates the occurrence of loads in the tees from thermal deformations of the pipelines and lengthens their life.

За счет наличия выступов патрубки и втулки воспринимают изгибающие и сдвиговые нагрузки, исключая возникновение этих нагрузок на самих сильфонах и обеспечивая требуемые осевые взаимные перемещения патрубков.Due to the presence of protrusions, the pipes and sleeves perceive bending and shear loads, excluding the occurrence of these loads on the bellows themselves and providing the required axial mutual displacements of the pipes.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает компенсацию линейных деформаций соединяемых трубопроводов, ограничение поперечных и изгибающих нагрузок на патрубки тройника, возникающих под воздействием изменений климатических условий при эксплуатации и в процессе монтажа, а также надежную защиту гофров сильфонов от чрезмерного и неравномерного сжатия или растяжения и поперечных смещений (сдвиговых нагрузок).Thus, the proposed device provides compensation for linear deformations of the connected pipelines, limiting lateral and bending loads on the tee nozzles arising under the influence of changes in climatic conditions during operation and during installation, as well as reliable protection of bellows corrugations from excessive and uneven compression or stretching and transverse displacements (shear loads).

Claims

A tee for connecting pipelines, characterized in that it contains the first and second nozzles located along the longitudinal axis and the third nozzle oriented perpendicularly, while at the ends of all nozzles facing the joint area, identical compensators for the deformation of the pipelines are installed, each of which is made in in the form of a cylindrical sleeve coaxially installed in the cavity of the pipe with two rows of protrusions made at its ends on the outer surface, the end of which is made spline, and mounted on the outer surface of the bellows nozzle, one end of which is rigidly fixed to the nozzle, and the other on the free end of the sleeve with the possibility of its movement in the cavity of the pipe within the interaction of the protrusions of the sleeve with an identical protrusion made on the inner surface of the nozzle, while the end splined protrusion the bushings are provided with a sealing element.