RU2005974C1

RU2005974C1 - Unit for securing tube in tube sheets

Info

Publication number: RU2005974C1
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Капишников
Original assignee: Александр Петрович Капишников
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: heat exchange apparatus. SUBSTANCE: unit for securing tube 1 in tube sheets 3 and 15 provided with holes with thrust projections 10 and 11 respectively is perfectly tight under varying temperature conditions due to gaskets 3 and 4 adjoining above-mentioned projections, washer 8 and spring. End of tube 1 is mounted in hole of tube sheet 3 with gasket 2 adjoining the end; pressure nut 9 is screwed in branch pipe 7 which is rigidly connected with tube sheet 15. Bush 14 and spring 5 pressed with pressure nut 9 and engageable with bush 14 are mounted at end of tube 1. Tightness of unit is not impaired in case of change of linear size of tube 1 in course of operation of apparatus. EFFECT: enhanced tightness of unit. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, предназначенной для парогазовых и жидких сред с невысоким избыточным давлением и может быть использовано в энергетике и в других отраслях промышленности. The invention relates to heat exchange equipment designed for combined-cycle and liquid media with low overpressure and can be used in energy and in other industries.

Известен узел уплотнения трубы в отверстии стенки теплообменного аппарата, состоящий из прижимной шайбы, снабженной фиксатором, контактирующим с уплотнительным кольцом, размещенным вокруг трубы. Отверстие стенки может иметь по периметру отбортовку образующую с трубой кольцевую впадину под уплотнительное кольцо. Г-образные упоры обращены полками в сторону трубы. Known pipe seal assembly in the wall opening of the heat exchanger, consisting of a pressure washer equipped with a latch in contact with the sealing ring placed around the pipe. The wall hole may have a flange around the perimeter forming an annular cavity with a pipe under the o-ring. L-shaped stops face the shelves in the direction of the pipe.

Известен узел соединения теплообменных труб, имеющий для каждой трубки по толщине трубной решетки два развальцовочных участка, образующих между собой замкнутые полости. A known connection node of heat exchange pipes, having for each tube along the thickness of the tube sheet two flare sections forming interconnected cavities.

Известен узел крепления для пластмассовой трубы в трубной решетке из термопласта (принят за прототип), включающий шпильку, пропущенную по оси трубы, которая на одном конце имеет ограничитель, а на другом подвижный элемент с нажимной гайкой. Втулки расклинивают трубку в конусообразных отверстиях трубных досок. Они выполнены с отверстиями с торца для шпильки и сбоку для прохода среды. Шпилька доски заключена в корпус входа и выхода среды. A known attachment point for a plastic pipe in a thermoplastic tube sheet (adopted as a prototype), including a pin passed along the axis of the pipe, which has a stop at one end and a movable element with a push nut at the other. The bushings wedge the tube in the cone-shaped holes of the tube plates. They are made with holes from the end for the studs and sideways for the passage of the medium. The pin of the board is enclosed in the housing of the input and output medium.

Герметичность уплотнения между теплообменными средами осуществляется с помощью нажимной гайки, которая прижимает пластмассовую трубку концевыми участками к коническим выступам. В случае протекания трубы следует подтянуть нажимную гайку. Со стороны внешней среды плотность обеспечивается за счет использования манжет между шпилькой и подвижным элементом, а также между ним и корпусом. Среда поступает в трубку и удаляется из нее через отверстия во втулках. The tightness of the seal between the heat transfer media is carried out using a pressure nut, which presses the plastic tube end sections to the conical protrusions. If the pipe leaks, tighten the pressure nut. From the side of the external environment, the density is ensured through the use of cuffs between the stud and the movable element, as well as between it and the body. The medium enters the tube and is removed from it through the holes in the bushings.

Данная конструкция узла имеет следующие недостатки:
1. Неплотность соединения трубки с трубной решеткой визуально не определяется, а поэтому устранение течи неопределенно по времени.This node design has the following disadvantages:
1. The leakage of the connection of the tube with the tube sheet is not visually determined, and therefore the elimination of the leak is indefinite in time.

2. Вынос нажимной гайки во вне конструкции вынуждает вводить дополнительные манжеты, наличие которых при большом количестве трубок снижает надежность соединений. 2. Removing the pressure nut in the outside of the structure forces the introduction of additional cuffs, the presence of which with a large number of tubes reduces the reliability of the connections.

3. При изменяющихся температурных режимах теплообменных сред может быть протечка, так как трубки, корпус конструкции и шпильки имеют разные коэффициенты линейного расширения. 3. Under changing temperature conditions of heat transfer media there can be leakage, since the tubes, the structure body and the studs have different linear expansion coefficients.

4. Рассматриваемая схема крепления применима только с материалами, обладающими пластическими свойствами. 4. The considered fastening scheme is applicable only with materials with plastic properties.

Целью данного изобретения является обеспечение герметичности при различных температурных режимах. The aim of this invention is to ensure tightness at various temperature conditions.

При этом узел дополнительно снабжен прокладками, размещенными в отверстиях каждой трубной решетки с примыканием одним торцом к их упорным выступам, шайбой и дополнительной пружиной, расположенными с упомянутого торца трубы между прокладкой и втулкой, при этом другой торец трубы установлен в отверстии соответствующей решетки с прилеганием к торцу прокладки, а вспомогательный элемент выполнен в виде патрубка, жестко соединенного с трубной решеткой и в который ввинчена прижимная гайка. At the same time, the assembly is additionally equipped with gaskets located in the holes of each tube sheet with one end adjoining their thrust protrusions, a washer and an additional spring located at the pipe end between the gasket and the sleeve, while the other pipe end is installed in the hole of the corresponding grid with a fit to the end face of the gasket, and the auxiliary element is made in the form of a pipe rigidly connected to the tube sheet and into which the clamping nut is screwed.

На чертеже изображен предлагаемый узел крепления трубки, имеющий следующие условные обозначения: 1- трубка, 2, 4- торцевая и внешняя уплотнительные прокладки, 3, 15 - трубные решетки, 5, 6 - главная и дополнительная пружины, 7 - втулка, 8 - шайба, 9 - прижимная гайка, 10, 11 - внешний и внутренний упорные буртики, 12, 13 - корпуса входа и выхода среды, 14 - фланцевая втулка, 16, 17 - пазы соответственно для трубных решеток 3, 15. The drawing shows the proposed tube mount, having the following conventions: 1 - tube, 2, 4 - end and outer gaskets, 3, 15 - tube sheets, 5, 6 - main and additional springs, 7 - sleeve, 8 - washer , 9 - clamping nut, 10, 11 - external and internal thrust collars, 12, 13 - media inlet and outlet housings, 14 - flange sleeve, 16, 17 - grooves for pipe grids 3, 15, respectively.

Трубка 1 может быть сделана из стали, керамики, пластмассы или из другого материала. Он выбирается на основании физико-химических свойств продуктов сгорания. Tube 1 may be made of steel, ceramic, plastic, or other material. It is selected based on the physicochemical properties of the combustion products.

Торцевая 2 и внешняя 4 уплотнительные прокладки сделаны из материала, который хорошо уплотняется и противостоит агрессивному влиянию среды. Торцевая прокладка 2 имеет внутреннее отверстие, равное внутреннему диаметру трубы 1, а наружная граница совпадает с внутренним пазом 16 в трубной решетке 3. Внешняя уплотнительная прокладка 4 плотно прилегает к наружной поверхности трубы 1, а снаружи она ограничена диаметром паза 17 трубной решетки 15. The end 2 and outer 4 gaskets are made of a material that is well sealed and resists aggressive environmental influences. The end gasket 2 has an inner hole equal to the inner diameter of the pipe 1, and the outer boundary coincides with the inner groove 16 in the tube sheet 3. The outer gasket 4 is tightly adjacent to the outer surface of the pipe 1, and on the outside it is limited by the diameter of the groove 17 of the tube sheet 15.

Шайба 8 изготовлена из стали. Ее размеры совпадают с размерами внешней уплотнительной прокладки 4. Washer 8 is made of steel. Its dimensions coincide with the dimensions of the outer gasket 4.

Трубные решетки 3 и 15 отличаются диаметрами пазов 16, 17 внешнего и внутреннего упорных буртиков 10 и 11. Толщина этих буртиков должна позволить выдержать усилия главной 5 и дополнительной 6 пружин. Эти пружины соответствуют тем размерам, которые имеются в местах их расположения. Кроме того, их сила упругости должна обеспечить герметизацию в диапазоне перемещения трубы 1 относительно трубных решеток 3, 15 при изменении температур сред. The tube sheets 3 and 15 differ in the diameters of the grooves 16, 17 of the outer and inner thrust flanges 10 and 11. The thickness of these flanges should be able to withstand the forces of the main 5 and additional 6 springs. These springs correspond to the sizes that are available at their locations. In addition, their elastic strength should provide sealing in the range of movement of the pipe 1 relative to the tube sheets 3, 15 when the temperature of the media.

Втулка 7 соосна с осью трубы 1. Она приварена к трубной решетке 15 и имеет со свободного торца внутреннюю резьбу. Внутренний ее диаметр равен диаметру паза 17. The sleeve 7 is aligned with the axis of the pipe 1. It is welded to the tube sheet 15 and has an internal thread from the free end. Its inner diameter is equal to the diameter of the groove 17.

Снаружи прижимной гайки имеется резьба, которая по геометрическим характеристикам совпадает с внутренней резьбой втулки 7. Для того, чтобы можно было вращать гайку, внутри ее выполнен паз под шестигранный ключ. Outside of the clamping nut there is a thread, which in geometric characteristics coincides with the internal thread of the sleeve 7. In order to be able to rotate the nut, a groove for the hex key is made inside it.

Фланцевая втулка 14 в разрезе имеет конфигурацию, которая позволяет пропускать среду через отверстие в центре, а также служит опорной плоскостью для главной 5 и дополнительной 6 пружин. The flange sleeve 14 in the context has a configuration that allows the medium to pass through the hole in the center, and also serves as a reference plane for the main 5 and additional 6 springs.

Корпуса 12 и 13 служат в качестве ограждающих стенок между входом и выходом среды, проходящей через трубку 1. Cases 12 and 13 serve as enclosing walls between the inlet and outlet of the medium passing through the tube 1.

Обеспечение герметичности узла крепления трубки 1 в трубных решетках 3, 15 достигается за счет сил упругости главной и дополнительной пружин 5 и 6, с помощью которых труба 1 прижимается одним концом через торцевую прокладку 2 к трубной решетке 3, а на противоположный ее конец насажена внешняя уплотнительная прокладка, обеспечивающая плотность соединения с трубной решеткой 15. Изменение линейного размера трубы 1 при переменных температурных режимах потоков не приводит к нарушению плотности соединения вследствие неизменности положения прокладок 2, 4 под воздействием пружин 5 и 6. Они выполняют роль температурных компенсаторов, позволяющих обеспечить герметичность узла. Ensuring the tightness of the attachment point of the tube 1 in the tube sheets 3, 15 is achieved due to the elastic forces of the main and additional springs 5 and 6, by means of which the tube 1 is pressed at one end through the end gasket 2 to the tube sheet 3, and an external sealing is mounted on its opposite end a gasket providing a tight connection with the tube sheet 15. A change in the linear size of the pipe 1 under variable temperature conditions of the flows does not lead to a violation of the density of the connection due to the invariance of the position of the puncture ca. 2, 4 under the action of the springs 5 and 6. They act as expansion joints that allow the node to ensure tightness.

Технико-экономические преимущества предлагаемого узла крепления трубки в трубных решетках сводятся к следующему:
1. Допускается использование труб из различных материалов.The technical and economic advantages of the proposed tube attachment unit in the tube sheets are as follows:
1. The use of pipes made of various materials is allowed.

2. Обеспечивается плотность соединения узла при перемещении трубки под влиянием температурного фактора. 2. Ensures the density of the connection node when moving the tube under the influence of the temperature factor.

3. Достигается простота монтажа, демонтажа и регулировка зажима трубки. 3. Ease of installation, disassembly and adjustment of the tube clamp is achieved.

4. Имеется возможность повторного использования трубок. (56) Авторское свидетельство СССР N 1409849, кл. F 28 F 9/06, 1986. 4. It is possible to reuse the tubes. (56) Copyright certificate of the USSR N 1409849, cl. F 28 F 9/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1361456, кл. F 28 F 9/04, 1986. USSR author's certificate N 1361456, cl. F 28 F 9/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1451536, кл. F 28 F 9/08, 1987. USSR copyright certificate N 1451536, cl. F 28 F 9/08, 1987.

Claims

PIPE FITTING ASSEMBLY IN PIPE LATTICES, each having holes for pipes with a persistent protrusion along their perimeter, containing a sleeve mounted on one end of the pipe and a spring in contact with it, pressed by means of a compression nut and an auxiliary element, characterized in that, in order to ensure tightness at various temperature conditions, it is equipped with gaskets located in the holes of each tube sheet with one end adjoining their thrust projections, a washer and an additional spring located from the aforementioned the end of the pipe between the gasket and the sleeve, while the other end of the pipe is installed in the hole of the corresponding lattice with a fit to the end of the gasket, and the auxiliary element is made in the form of a pipe rigidly connected to the tube sheet and into which the clamping nut is screwed.