RU214873U1

RU214873U1 - COMPENSATOR

Info

Publication number: RU214873U1
Application number: RU2022125061U
Authority: RU
Inventors: Денис Анатольевич Волна
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОХИМ"
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2022-11-17

Abstract

Полезная модель относится к компенсационным устройствам и применяется для устранения вибрационных нагрузок, компенсации осевых, угловых, сдвиговых перемещений трубопроводов и оборудования, а также теплового расширения трубопроводов. Технический результат полезной модели заключается в возможности идентификации приближающегося состояния критического уровня износа компенсатора. Указанный технический результат достигается за счет того, что компенсатор включает корпус из эластичного материала, армированного кордом, выполненным в виде оболочки вращения, состоящей из центральной выпуклой части, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями, на каждой из цилиндрических боковых частей оболочки установлен металлический фланец, и в отличие от прототипа компенсатор имеет стальную сетку, вулканизированную между слоем износа и армирующими слоями нейлонового корда, соединенную с сигнальным кабелем методом пайки. Стальная сетка имеет ячеистоподобную структуру в виде квадратных ячеек, что обеспечивает повышение жесткости конструкции. Стальная сетка расположена по всей поверхности корпуса, повторяя его геометрические формы. В центральной выпуклой части оболочки вращения к стальной сетке присоединяется сигнальный кабель методом пайки для возможности передачи сигнала в блок сигнализации для идентификации приближающегося состояния критического уровня износа компенсатора. Техническое решение позволяет планировать своевременную замену компенсаторов, которые могут выйти из строя в ближайшее время, в штатном режиме.

The utility model relates to compensation devices and is used to eliminate vibration loads, compensate for axial, angular, shear movements of pipelines and equipment, as well as thermal expansion of pipelines. The technical result of the utility model is the possibility of identifying the approaching state of the critical wear level of the compensator. The specified technical result is achieved due to the fact that the compensator includes a housing made of elastic material reinforced with a cord made in the form of a shell of revolution, consisting of a central convex part, smoothly mated at both edges with cylindrical side parts, on each of the cylindrical side parts of the shell there is a metal flange, and unlike the prototype, the compensator has a steel mesh vulcanized between the wear layer and the reinforcing layers of nylon cord, connected to the signal cable by soldering. The steel mesh has a cellular-like structure in the form of square cells, which increases the rigidity of the structure. The steel mesh is located over the entire surface of the case, repeating its geometric shapes. In the central convex part of the shell of revolution, a signal cable is connected to the steel mesh by soldering to enable signal transmission to the signaling unit to identify the approaching critical wear level of the compensator. The technical solution allows you to plan the timely replacement of compensators that may fail in the near future, in normal mode.

Description

Полезная модель относится к компенсационным устройствам и применяется для устранения вибрационных нагрузок, компенсации осевых, угловых, сдвиговых перемещений трубопроводов и оборудования, а также теплового расширения трубопроводов.The utility model relates to compensation devices and is used to eliminate vibration loads, compensate for axial, angular, shear movements of pipelines and equipment, as well as thermal expansion of pipelines.

Известно аналогичное устройство - эластичный компенсатор, выполненный с возможностью закрепления между двумя трубопроводами, включающий корпус из эластичного материала, армированного кордом, выполненный в виде оболочки вращения, ось которой совпадает с продольной осью вставки, состоящей из центральной части в виде дуги выпуклостью, обращенной наружу, сопряженной с обоих концов с боковыми цилиндрическими частями, свободные края которых отогнуты наружу в радиальном направлении с образованием кольцевых бортовых элементов, на боковых цилиндрических частях оболочки установлены металлические фланцы, предназначенные для обжатия бортовых элементов посредством болтового соединения с соответствующими фланцами трубопроводов; между цилиндрическими боковыми частями и бортовыми элементами оболочки дополнительно размещены металлические фланцы с патрубками, вулканизированными вместе с оболочкой при ее изготовлении (DE 3442127 А, 1986, кл. F16L 51/02, 1986).A similar device is known - an elastic compensator, made with the possibility of fastening between two pipelines, including a housing made of elastic material reinforced with cord, made in the form of a shell of rotation, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the insert, consisting of a central part in the form of an arc with a bulge facing outward, coupled at both ends with lateral cylindrical parts, the free edges of which are bent outward in the radial direction to form annular onboard elements, metal flanges are installed on the lateral cylindrical parts of the shell, designed to compress the onboard elements by means of a bolted connection with the corresponding pipeline flanges; between the cylindrical side parts and side elements of the shell additionally placed metal flanges with nozzles, vulcanized together with the shell during its manufacture (DE 3442127 A, 1986, class F16L 51/02, 1986).

Недостатком известного решения является повышенная металлоемкость компенсатора, дополнительные трудозатраты при его изготовлении, а также возможность разрушения компенсатора в наиболее напряженной опорной зоне выпуклой части оболочки из-за образования острого угла между краем патрубка дополнительного фланца и поверхностью оболочки в месте перехода ее образующей от дуги к прямой. Еще одним недостатком является отсутствие возможности идентификации критического уровня износа компенсатора.The disadvantage of the known solution is the increased metal content of the expansion joint, additional labor costs in its manufacture, as well as the possibility of destruction of the expansion joint in the most stressed support zone of the convex part of the shell due to the formation of an acute angle between the edge of the nozzle of the additional flange and the surface of the shell at the point of transition of its generatrix from an arc to a straight line. . Another disadvantage is the inability to identify the critical wear level of the compensator.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является вставка компенсационная, которая включает корпус из эластичного материала, армированного обрезиненным кордом и установленные по краям корпуса металлические фланцы. Корпус выполнен в виде оболочки вращения, ось которой совпадает с продольной осью вставки, и состоит из центральной выпуклой части, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями, имеющими на концах отогнутые наружу в радиальном направлении кольцевые бортовые элементы.The closest to the claimed utility model is a compensation insert, which includes a body made of elastic material reinforced with rubberized cord and metal flanges installed along the edges of the body. The body is made in the form of a shell of revolution, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the insert, and consists of a central convex part, smoothly mated at both edges with cylindrical side parts having annular side elements bent outward in the radial direction at the ends.

Недостатком известного решения является отсутствие возможности идентификации критического уровня износа вставки.The disadvantage of the known solution is the inability to identify the critical wear level of the insert.

Технический результат полезной модели заключается в возможности идентификации приближающегося состояния критического уровня износа компенсатора.The technical result of the utility model is the possibility of identifying the approaching state of the critical wear level of the compensator.

Указанный технический результат достигается за счет того, что компенсатор включает корпус из эластичного материала, армированного кордом, выполненным в виде оболочки вращения, состоящей из центральной выпуклой части, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями, на каждой из цилиндрических боковых частей оболочки установлен металлический фланец, и в отличие от прототипа компенсатор имеет стальную сетку, вулканизированную между слоем износа и армирующими слоями нейлонового корда, соединенную с сигнальным кабелем методом пайки.The specified technical result is achieved due to the fact that the compensator includes a housing made of elastic material reinforced with a cord made in the form of a shell of revolution, consisting of a central convex part, smoothly mated at both edges with cylindrical side parts, on each of the cylindrical side parts of the shell there is a metal flange, and unlike the prototype, the compensator has a steel mesh vulcanized between the wear layer and the reinforcing layers of nylon cord, connected to the signal cable by soldering.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где The essence of the utility model is illustrated by drawings, where

на фиг.1 изображен общий вид компенсатора; figure 1 shows a General view of the compensator;

на фиг.2 - компенсатор в разрезе.figure 2 - compensator in section.

Компенсатор выполнен с возможностью его закрепления между двумя секциями трубопроводов и включает корпус 1 из эластичного материала, армированного слоями нейлонового корда 2, выполненного в виде оболочки вращения 3, и металлические фланцы 4. Оболочка вращения 3 состоит из центральной выпуклой части, образующая которой имеет дугообразную форму, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями 5. Цилиндрические боковые части 5 имеют на свободных кромках отогнутые наружу в радиальном направлении кольцевые бортовые элементы 6. Металлический фланец 4 установлен на каждой из цилиндрических боковых частей оболочки и предназначен для обжатия, примыкающего к нему бортового элемента 6. Это обеспечивает сохранение контакта между металлическим фланцем и бортовым элементом и надежную фиксацию армирующих элементов корпуса в зоне перехода от цилиндрической боковой части оболочки к бортовому элементу. Металлический фланец 4 соединяется с соответствующим фланцем трубопровода посредством болтового соединения. Компенсатор имеет стальную сетку 7, вулканизированную между слоем износа и армирующими слоями нейлонового корда, соединенную с сигнальным кабелем 8 методом пайки. Сигнальный кабель подключается к блоку сигнализации аварийного состояния 9.The compensator is made with the possibility of its fastening between two sections of pipelines and includes a body 1 made of an elastic material reinforced with layers of nylon cord 2, made in the form of a shell of rotation 3, and metal flanges 4. The shell of rotation 3 consists of a central convex part, the generatrix of which has an arcuate shape , smoothly mated at both edges with cylindrical side parts 5. Cylindrical side parts 5 have ring side elements 6 bent outward in the radial direction on their free edges. A metal flange 4 is installed on each of the cylindrical side parts of the shell and is designed to element 6. This ensures the preservation of contact between the metal flange and the onboard element and reliable fixation of the reinforcing elements of the body in the transition zone from the cylindrical side of the shell to the onboard element. The metal flange 4 is connected to the corresponding flange of the pipeline by means of a bolted connection. The compensator has a steel mesh 7 vulcanized between the wear layer and the reinforcing layers of nylon cord, connected to the signal cable 8 by soldering. The signal cable is connected to the emergency signaling unit 9.

Корпус компенсатора изготавливают из износостойкой резины и корда с использованием армирующих элементов методом вулканизации заготовок, состоящих из резиновых смесей, армируемых слоями нейлонового корда. Между слоем износа и армирующими слоями нейлонового корда внутри корпуса компенсатора внедряется стальная сетка методом вулканизации. Стальная сетка имеет ячеистоподобную структуру в виде квадратных ячеек, что обеспечивает повышение жесткости конструкции. Стальная сетка расположена по всей поверхности корпуса, повторяя его геометрические формы. В центральной выпуклой части оболочки вращения к стальной сетке присоединяется сигнальный кабель методом пайки для возможности передачи сигнала в блок сигнализации для идентификации приближающегося состояния критического уровня износа компенсатора.The body of the compensator is made of wear-resistant rubber and cord using reinforcing elements by vulcanization of blanks consisting of rubber compounds reinforced with layers of nylon cord. Between the wear layer and the reinforcing layers of nylon cord inside the body of the compensator, a steel mesh is introduced by vulcanization. The steel mesh has a cellular-like structure in the form of square cells, which increases the rigidity of the structure. The steel mesh is located over the entire surface of the case, repeating its geometric shapes. In the central convex part of the shell of revolution, a signal cable is connected to the steel mesh by soldering to enable signal transmission to the signaling unit to identify the approaching critical wear level of the compensator.

Предлагаемый компенсатор работает следующим образом. The proposed compensator works as follows.

При монтаже компенсатор устанавливают между двумя секциями трубопроводов, снабженных концевыми фланцами. Затем производят стягивание конструкций, предварительно пропустив болты в сцентрированные отверстия фланцев компенсатора и секции трубопровода. По мере стягивания трубопровода и компенсатора выступы металлических фланцев (лапки) вступают во взаимодействие с кольцевыми выемками бортовых элементов и опорной поверхностью центральной выпуклой части оболочки (зоной ее перехода в цилиндрическую часть), обеспечивая прочность компенсатора за счет исключения выхода корда из своего установленного положения и плотность соединения, не вызывая протечек между соединяемыми секциями трубопровода и компенсатора. При работе центральная выпуклая часть оболочки вставки воспринимает осевые деформации удлинения или сжатия, радиальные и угловые деформации без передачи сил реакции на соединяемые секции трубопроводов.During installation, the compensator is installed between two sections of pipelines equipped with end flanges. Then, the structures are tightened, having previously passed the bolts into the centered holes of the compensator flanges and the pipeline section. As the pipeline and the compensator are tightened, the protrusions of the metal flanges (lugs) interact with the annular recesses of the onboard elements and the supporting surface of the central convex part of the shell (the zone of its transition into the cylindrical part), providing the strength of the compensator by preventing the cord from moving out of its installed position and density connections without causing leakage between the connected sections of the pipeline and the compensator. During operation, the central convex part of the insert shell perceives axial elongation or compression deformations, radial and angular deformations without transferring reaction forces to the pipeline sections being connected.

Износ внутреннего слоя компенсатора позволяет рабочей жидкости контактировать со стальной сеткой, что создает изменение проводимости между трубопроводом и сеткой. Это изменение проводимости будет обнаружено с помощью сигнального кабеля и передано через сигнальный кабель в блок сигнализации для информирования обслуживающего персонала. Сетка обеспечивает проводимость через сеть соединений и чрезвычайно надежна в применениях с высокой цикличностью. Блок сигнализации может быть установлен как непосредственно на фланце компенсатора, так и в любом другом месте, удобном для обслуживания (в помещении или на установке).The wear of the inner layer of the compensator allows the working fluid to contact the steel mesh, which creates a change in conductivity between the pipeline and the mesh. This change in conductivity will be detected by the signal cable and transmitted via the signal cable to the alarm unit to inform the maintenance personnel. The mesh provides conduction through a network of connections and is extremely reliable in high cycling applications. The signaling unit can be installed both directly on the compensator flange, and in any other place convenient for maintenance (indoors or at the plant).

Возможность идентификации приближающегося состояния критического уровня износа компенсатора позволяет проинформировать обслуживающий персонал и предотвратить полное разрушение компенсатора, тем самым избежать материальных потерь, связанных с внеплановой остановкой оборудования на производстве, а также свести к минимуму материальные потери в случае внеплановых остановок из-за разрыва корпуса компенсатора в период его эксплуатации, которые включают в себя дополнительную работу специалистов по устранению последствий при образовании внеплановой ситуации - устранение протечки и ее последствий.The ability to identify the approaching state of the critical wear level of the compensator makes it possible to inform the operating personnel and prevent the complete destruction of the compensator, thereby avoiding material losses associated with unscheduled shutdowns of equipment in production, as well as minimizing material losses in the event of unscheduled shutdowns due to a rupture of the compensator housing in the period of its operation, which include additional work of specialists to eliminate the consequences in the event of an unplanned situation - the elimination of a leak and its consequences.

Техническое решение позволяет планировать своевременную замену компенсаторов, которые могут выйти из строя в ближайшее время, в штатном режиме.The technical solution allows you to plan the timely replacement of compensators that may fail in the near future, in normal mode.

Claims

A compensator comprising a body made of an elastic material reinforced with cord, made in the form of a shell of revolution, consisting of a central convex part, smoothly mated at both edges with cylindrical side parts, a metal flange is installed on each of the cylindrical side parts of the shell, characterized in that the compensator has a steel mesh vulcanized between the wear layer and the nylon cord reinforcing layers, connected to the signal cable by soldering.