RU2194913C2

RU2194913C2 - Device for protection of broken part of line against deviation for dampening or against motion (versions)

Info

Publication number: RU2194913C2
Application number: RU99114832/06A
Authority: RU
Inventors: Хуберт БОТ; Альбрехт ХОФМОККЕЛЬ; Димитрий МУДРА; Аксель АНДЕРСЕН
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2002-12-20
Also published as: HU220561B1; SK71999A3; BG62904B1; FI991244A0; CZ187499A3; UA57048C2; HUP0000384A2; DE19649923A1; CZ294850B6; FI991244A; DE19649923C2; SK284886B6; WO1998025071A1; HUP0000384A3; BG103455A

Abstract

FIELD: construction engineering; protection of broken part of pipe against deviation or motion. SUBSTANCE: two rigid or deformable rods close probable area of break of pipe line and are articulated with pipe line by means of rocker arm. After break of pipe line, its ends are held by means of rods which absorb kinetic energy arising due to break. Specification describes different versions of device. EFFECT: enhanced reliability; reliable protection of pipe line. 13 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройству для защиты от отклонения для демпфирования или предотвращения движения оборванной части линии. The invention relates to a deviation protection device for damping or preventing the movement of a dangling part of a line.

В промышленной установке, например также на электростанции, имеются линии (трубопроводы), по которым протекает находящаяся под высоким давлением среда. Если предположить, что такая линия могла бы разорваться, то обе части линии, будучи обусловлены отдачей вытекающей с большой скоростью среды, расходятся в стороны с соответственно высокой скоростью. В этом случае нельзя исключить, что части линии при попадании на другие трубы или конструктивные элементы повредят их. In an industrial installation, for example also in power plants, there are lines (pipelines) through which a medium under high pressure flows. If we assume that such a line could break, then both parts of the line, being caused by the return of the medium flowing out at a high speed, diverge to the sides with a correspondingly high speed. In this case, it cannot be ruled out that parts of the line, if hit on other pipes or structural elements, will damage them.

В основе изобретения лежит поэтому задача разработки устройства для защиты от отклонения, которое после разрыва трубопровода препятствует попаданию частей линии с высокой скоростью на конструктивные элементы установки и их повреждению, что обеспечивается закреплением на линии в предполагаемом месте ее разрыва соединительного тела - двух тяг, по меньшей мере. The basis of the invention is therefore the task of developing a device for protection against deviation, which, after rupture of the pipeline, prevents the parts of the line from falling onto the structural elements of the installation and their damage, which is ensured by fastening on the line at the supposed place of rupture of the connecting body — two rods least.

Эта задача решается согласно первой форме выполнения изобретения за счет того, что, перекрывая предположительное возможное место разрыва, расположены, по меньшей мере, две жесткие или деформируемые тяги, которые с обеих сторон от возможного места разрыва соединены с линией. This problem is solved according to the first embodiment of the invention due to the fact that at least two rigid or deformable rods are located, which are connected to the line on both sides of the possible rupture site, overlapping the supposed possible gap point.

Этим достигается то преимущество, что после разрыва линии части линии удерживаются тягами и/или кинетическая энергия частей линии поглощается за счет деформации тяг и при этом ограничивается усилие в тягах. Коэффициент динамической нагрузки при этом значительно меньше 2. Части линии отходят, следовательно, лишь незначительно от места разрыва. This achieves the advantage that after breaking the line, parts of the line are retained by the rods and / or the kinetic energy of the parts of the line is absorbed due to the deformation of the rods and the force in the rods is limited. The coefficient of dynamic load is much less than 2. Parts of the line depart, therefore, only slightly from the gap.

Как правило, достаточно, если подобные устройства для защиты от отклонения расположены на известных, особенно подверженных разрыву отрезках линии. Тяги могут быть закреплены, например, на деталях, приваренных к линии с обеих сторон от возможного места разрыва. As a rule, it is sufficient if such devices for protection against deflection are located on known, especially prone to tearing line segments. The rods can be fixed, for example, on parts welded to the line on both sides of a possible gap.

Согласно особенно предпочтительному примеру тяги находятся в карданном соединении с линией. Этим достигается то преимущество, что могут демпфироваться также усилия, действующие на части линии неаксиально. Части линии стабилизируются в осевом положении. According to a particularly preferred example, the rods are in cardan connection with the line. This achieves the advantage that forces acting on a part of the line non-axially can also be damped. Parts of the line stabilize in axial position.

Например, тяги, по меньшей мере, с одной стороны от возможного места разрыва находятся в соединении с коромыслом (например, в карданном соединении), которое подвижно покоится на упоре, например круглом упоре, и установлено с возможностью вращения вокруг него. Упор прочно соединен с линией. Он может быть, например, впоследствии приварен. Коромысло покоится на упоре в равновесии также после отклонения, даже после разрыва линии. Оно компенсирует также, возможным образом, не точно одинаковое растяжение воздействующих тяг. For example, the rods, at least on one side of the possible gap, are in connection with the beam (for example, in the universal joint), which is movably resting on the stop, for example a circular stop, and is mounted for rotation around it. The emphasis is firmly connected to the line. It can be, for example, subsequently welded. The rocker rests on an emphasis in balance even after deviation, even after a line break. It also compensates, in a possible way, for not exactly the same stretching of the acting rods.

В частности, тяги находятся в соединении с коромысловой парой, коромысла которой покоятся на линии противоположно друг другу на отдельных упорах. Тяги могут находиться в карданном соединении с одним или обоими коромыслами. Также с обеих сторон от возможного места разрыва может быть расположено по одной такой коромысловой паре. In particular, the rods are in conjunction with a rocker pair, the rocker arms of which rest on a line opposite each other on separate stops. The rods may be in cardan connection with one or both rocker arms. Also on both sides of a possible rupture point, one such rocker pair may be located.

Согласно другому примеру тяги находятся в соединении с опорой, которая поддерживает линию в направлении возможного места разрыва на ответвлении. Подобное расположение возможно только тогда, когда вблизи предполагаемого места разрыва имеется такое ответвление. According to another example, the rods are connected to a support that supports the line in the direction of a possible break point on the branch. Such an arrangement is possible only when there is such a branch near the proposed break point.

Поставленная задача решается согласно второй форме выполнения за счет того, что часть, обрыв которой предполагается, поддерживается на ответвлении или на корпусе арматуры опорой и находится в соединении с опорой посредством, по меньшей мере, двух жестких или деформируемых тяг. The problem is solved according to the second form of execution due to the fact that the part whose break is supposed to be supported on the branch or on the valve body by a support and is connected to the support by means of at least two rigid or deformable rods.

Этим притормаживаются или даже удерживаются не оба соседних оборванных отрезка, а только один. Для соседнего оборванного отрезка требуется тогда второе аналогичное устройство для защиты от отклонения. This slows down or even holds not both adjacent ragged segments, but only one. For a neighboring dangling segment, then a second similar device is required to protect against deflection.

Тяги расположены, например, наискось к осям отрезков линии, идущих от ответвления или корпуса арматуры. Они могут быть расположены также наискось к оси корпуса арматуры. Этим достигается то преимущество, что за счет тяг составляющие усилия демпфируются в направлении осей всех этих отрезков линии и корпуса арматуры. Таким образом, сдерживаются последствия обрывов трубопровода на каждом из отрезков. The rods are located, for example, obliquely to the axes of the line segments coming from the branch or valve body. They can also be located obliquely to the axis of the valve body. This achieves the advantage that due to the rods, the component forces are damped in the direction of the axes of all these line segments and the valve body. Thus, the consequences of pipeline breaks in each of the sections are contained.

Например, часть, обрыв которой предполагается, охвачена в зоне ответвления или корпуса арматуры жестким или деформируемым хомутом, колена которого образуют обе жесткие или деформируемые тяги. За счет этого не требуется крепежных средств на этой части линии. For example, the part whose break is supposed to be covered in the branch area or valve body by a rigid or deformable clamp, the elbows of which form both rigid or deformable rods. Due to this, no fasteners are required on this part of the line.

Между опорой и линией могут быть расположены деформируемые сплющиваемые трубы. Эти сплющиваемые трубы воспринимают предпочтительно, как и деформируемые тяги, кинетическую энергию. Сплющиваемые трубы могут быть частями и без того имеющейся опоры скольжения. Between the support and the line, deformable collapsible pipes may be located. These flattened pipes perceive, preferably, like deformable traction, kinetic energy. Flattened pipes can be parts of an existing sliding bearing.

Между опорой и конструкцией здания могут быть, кроме того, расположены шарнирные раскосы. Ввод усилий в конструкцию здания может быть, тем самым, оптимальным. Between the support and the building structure, there may also be articulated braces. The input of efforts into the building structure may be, therefore, optimal.

Благодаря устройству для защиты от отклонения согласно изобретению достигается, в частности, то преимущество, что после разрыва линии оборванные отрезки в значительной степени остаются на своем прежнем месте. Они не могут отклониться в сторону вследствие эффектов отдачи и вызвать последующие повреждения. Thanks to the deviation protection device according to the invention, it is achieved, in particular, the advantage that after breaking the line, the dangling segments substantially remain in their former place. They cannot deviate to the side due to recoil effects and cause subsequent damage.

Три варианта устройства для защиты от отклонения согласно изобретению более подробно поясняются с помощью чертежа, на котором изображают
- фиг. 1: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого возможное место разрыва перекрыто;
- фиг. 2: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого возможное место разрыва перекрыто и часть линии поддерживается на опоре;
- фиг. 3: устройство для защиты от отклонения, согласно изобретению, у которого часть линии охвачена деформируемым хомутом и поддерживается на опоре.Three variants of the device for protection against deflection according to the invention are explained in more detail using the drawing, which depicts
- FIG. 1: deviation protection device according to the invention, in which a possible gap is closed;
- FIG. 2: a deviation protection device according to the invention, in which a possible gap is closed and part of the line is supported on a support;
- FIG. 3: a deviation protection device according to the invention, in which part of the line is covered by a deformable clamp and supported on a support.

На фиг. 1 изображен трубопровод 1 с местом 2 разрыва. Если по трубопроводу 1 под высоким давлением протекает среда, то после разрыва трубопровода 1 она выходила бы в месте 2 разрыва с высокой скоростью. Это вызвало бы отдачу частей трубопровода 1, из-за чего они могли бы быть вырваны из своих держателей. Как следствие этого в установке, составной частью которой является трубопровод 1, может возникнуть повреждение за счет попадания частей линии. In FIG. 1 shows a pipeline 1 with a gap 2. If medium flows through the pipeline 1 under high pressure, then after the rupture of the pipeline 1, it would exit at the rupture 2 at a high speed. This would cause the return of parts of the pipeline 1, due to which they could be torn out of their holders. As a consequence of this, installation, of which piping 1 is an integral part, can cause damage due to ingress of parts of the line.

Если известно место трубопровода 1, в котором с наибольшей вероятностью может произойти разрыв, то предпочтительно разместить там изображенное на фиг. 1 устройство для защиты от отклонения. Таким местом может быть, например, сварной шов. If you know the location of the pipeline 1, in which the rupture is most likely to occur, it is preferable to place the one shown in FIG. 1 deviation protection device. Such a place may be, for example, a weld.

Изображенное на фиг.1 устройство для защиты от отклонения состоит, пoмимо прочего, из упоров 3, например круглых упоров, приваренных к трубопроводу 1 выше и ниже места 2 разрыва. Напротив каждого из изображенных упоров 3 расположены два дополнительных упора 3 (не видны). На каждом из этих упоров 3 удерживается коромысло 4. Для этого упор 3 входит в отверстие в коромысле 4. В целом, имеется четыре коромысла 4, из которых видны только два. Коромысловая пара 4, находящаяся с одной стороны места 2 разрыва, соединена двумя деформируемыми тягами 5 с коромысловой парой 4 с другой стороны места 2 разрыва. Обе деформируемые тяги 5 расположены относительно трубопровода 1 друг против друга и могут находиться в карданном соединении с коромысловыми парами 4. The deviation protection device shown in FIG. 1 consists, inter alia, of stops 3, for example round stops, welded to the pipe 1 above and below the gap 2. Opposite each of the depicted stops 3 are two additional stops 3 (not visible). On each of these stops 3, the beam 4 is held. For this purpose, the support 3 enters the hole in the beam 4. In general, there are four rockers 4, of which only two are visible. The rocker pair 4, located on one side of the gap 2, is connected by two deformable rods 5 to the rocker pair 4 on the other side of the gap 2. Both deformable rods 5 are located relative to the pipeline 1 against each other and can be in cardan connection with the rocker pairs 4.

В случае разрыва трубопровода 1 между обеими коромысловыми парами 4 среда выходит, правда, из трубопровода 1, однако возникающая отдача не приводит к последующим повреждениям. Кинетическая энергия частей трубопровода, объясняемая отдачей, вызывает пластическую деформацию деформируемых тяг 5, которые в значительной степени удерживают части трубопровода в их первоначальном месте, причем одновременно с этим ограничиваются усилия в тягах. In the event of a rupture of the pipeline 1 between the two rocker pairs 4, the medium exits, however, from the pipeline 1, however, the resulting recoil does not lead to subsequent damage. The kinetic energy of the parts of the pipeline, explained by the recoil, causes plastic deformation of the deformable rods 5, which largely hold the parts of the pipeline in their original place, and at the same time, the forces in the rods are limited.

На фиг.2 изображено ответвление 6 трубопровода 1, от которого одна часть трубопровода проходит в плоскости чертежа вверх, а две части трубопровода проходят перпендикулярно плоскости чертежа. На направленной вверх части трубопровода в соответствии с верхней частью фиг.1 расположены два упора 3, два коромысла 4 и две деформируемые тяги 5. Тяги 5 находятся полностью в карданном соединении с коромыслами 4 так, что могут демпфироваться также неосевые движения трубопровода 1. На противоположном коромыслам 4 конце тяг 5 последние находятся в соединении с опорой 7. Эта опора 7 расположена под ответвлением 6 и поддерживает ответвление 6, а также остальной трубопровод 1. Figure 2 shows the branch 6 of the pipeline 1, from which one part of the pipeline passes in the plane of the drawing up, and two parts of the pipeline pass perpendicular to the plane of the drawing. On the upward part of the pipeline in accordance with the upper part of FIG. 1 there are two stops 3, two rocker arms 4 and two deformable rods 5. The rods 5 are completely in cardan connection with the rocker arms 4 so that non-axial movements of the pipeline 1 can also be damped. the rocker arms 4 the end of the rods 5, the latter are in connection with the support 7. This support 7 is located under branch 6 and supports branch 6, as well as the rest of the pipeline 1.

После разрыва трубопровода 1 в месте 2 разрыва верхняя часть трубопровода 1, как это изображено в форме выполнения на фиг.1, удерживается деформируемыми тягами 5. Опора 7 препятствует нижней части трубопровода 1 с ответвлением 6 отклониться в сторону за счет отдачи. Между опорой 7 и ответвлением 6 трубопровода 1 на фиг. 2 расположены сплющиваемые трубы 8. Эти сплющиваемые трубы 8 могут быть составными частями опоры скольжения. Задача сплющиваемых труб 8 в отношении защиты от отклонения состоит, однако, в том, чтобы после разрыва трубопровода 1 кинетическая энергия нижней части трубопровода 1 сдавливала сплющиваемые трубы 8, с тем чтобы большее движение нижней части стало невозможным. Между опорой 7 и конструкцией 10 здания для отвода внешних усилий на конструкцию здания могут быть расположены шарнирные раскосы 9 или жесткие конструктивные элементы или комбинация обоих. After rupture of the pipeline 1 at the rupture point 2, the upper part of the pipeline 1, as shown in the embodiment of FIG. 1, is held by deformable rods 5. The support 7 prevents the lower part of the pipeline 1 with branch 6 to deviate to the side due to recoil. Between the support 7 and the branch 6 of the pipeline 1 in FIG. 2, collapsible pipes 8 are located. These collapsible pipes 8 can be components of a sliding support. The task of the collapsible pipes 8 with respect to deflection, however, is that after rupture of the pipeline 1, the kinetic energy of the lower part of the pipeline 1 compresses the collapsible pipes 8 so that a larger movement of the lower part becomes impossible. Between the support 7 and the building structure 10 to divert external forces to the building structure, articulated braces 9 or rigid structural elements or a combination of both can be located.

Форма выполнения устройства для защиты от отклонения на фиг.2 может быть использована в зоне ответвлений 6. The form of the device for protection against deviation in figure 2 can be used in the zone of branches 6.

Встречнонаправленные усилия, действующие после разрыва линии на обе части линии, направляются на одну и ту же опору 7 с одной стороны через тяги 5, а с другой стороны через сплющиваемые трубы 8. Усилия ограничиваются при этом за счет пластической деформации тяг 5 и сплющиваемых труб 8. Поскольку усилия встречно направлены, направляемые дальше от опоры 7 на конструкцию 10 здания усилия относительно малы. Opposite forces acting after breaking the line on both parts of the line are directed to the same support 7 on the one hand through the rods 5, and on the other hand through the collapsible pipes 8. The forces are limited due to the plastic deformation of the rods 5 and the collapsible pipes 8 Since the forces are counter-directed, the forces directed further from the support 7 to the building structure 10 are relatively small.

На фиг. 3 изображена другая форма выполнения устройства для защиты от отклонения согласно изобретению, которое может быть использовано на ответвлениях, а также на корпусах арматуры. При этом, как изображено на фиг.2, ответвление 6 или корпус арматуры опираются на опору 7. Между опорой 7 и ответвлением 6 или корпусом арматуры находятся сплющиваемые трубы 8. Кроме того, между конструкцией 10 здания и опорой 7 расположены шарнирные раскосы 9. In FIG. 3 shows another embodiment of the deviation protection device according to the invention, which can be used on branches as well as on valve bodies. In this case, as shown in Fig. 2, branch 6 or the valve body are supported on the support 7. Between the support 7 and the branch 6 or the valve body are collapsible pipes 8. In addition, there are articulated braces 9 between the building structure 10 and the support 7.

Во внутреннем изгибе ответвления 6 или корпуса арматуры вокруг него наложен деформируемый хомут 11, колена которого проходят приблизительно в направлении биссектрисы угла, образуемого между собой осями двух идущих от ответвления частей трубопровода. Деформируемый хомут 11 соответствует по своим свойствам деформируемым тягам 5. Он соединен с конструкцией 10 здания непосредственно или косвенно, например через опору 7. In the internal bend of branch 6 or the valve body, a deformable clamp 11 is laid around it, the elbows of which extend approximately in the direction of the bisector of the angle formed by the axes of the two pipe parts extending from the branch. The deformable clamp 11 corresponds in its properties to the deformable rods 5. It is connected to the building structure 10 directly or indirectly, for example via a support 7.

За счет деформируемого хомута 11 одна составляющая усилия прижимает ответвление 6 или корпус арматуры к сплющиваемым трубам 8 и, тем самым, к опоре 7. Другая составляющая усилия препятствует движению ответвления 6 или корпуса арматуры на большой отрезок влево в плоскости чертежа. Таким образом, сдерживаются разрывы в плоскости чертежа справа и слева от ответвления 6 или корпуса арматуры. Для сдерживания разрыва трубопровода также слева от ответвления 6 или корпуса арматуры потребовался бы второй деформируемый хомут (не показан), который следовало бы расположить зеркально-симметрично изображенному хомуту 11, причем плоскость симметрии проходит перпендикулярно плоскости чертежа вдоль оси направленной вверх части трубопровода. Due to the deformable clamp 11, one component of the force presses the branch 6 or the valve body against the collapsible pipes 8 and, thus, to the support 7. The other component of the force prevents the branch 6 or the valve body from moving a large length to the left in the drawing plane. Thus, gaps in the drawing plane to the right and to the left of the branch 6 or the valve body are restrained. To contain the pipeline rupture, a second deformable collar (not shown) would also be required to the left of branch 6 or the valve body, which should be positioned mirror-symmetrically shown clamp 11, and the plane of symmetry runs perpendicular to the plane of the drawing along the axis of the upwardly directed part of the pipeline.

С помощью устройства для защиты от отклонения согласно изобретению оборванные отрезки напорного трубопровода в значительной степени удерживаются в своем первоначальном положении. With the deviation protection device according to the invention, the dangling sections of the pressure pipe are largely held in their original position.

Вместо деформируемых тяг 5 могут быть предусмотрены также жесткие тяги. Instead of deformable rods 5, rigid rods may also be provided.

Claims

1. Device for protection against deviation for damping or preventing movement of the tattered part of the line (1), moreover, blocking the supposed possible place (2) of the gap, a connecting body is located, characterized in that at least two rigid or deformable bodies are located as a connecting body rods (5), while rods (5) on both sides of the possible place (2) of the gap are in cardan connection with the line (1).

2. The device according to claim 1, characterized in that the rods (5) are connected to at least one beam (4), which is movably resting on the stop (3), firmly connected to the line (1).

3. A device for protecting against deflection for damping or preventing the movement of the tattered part of the line (1), moreover, blocking the supposed possible place (2) of the gap, a connecting body is located, characterized in that at least two rigid or deformable bodies are located as a connecting body rods (5), while rods (5) are connected to one side of the line (1), and on the other side to the support (7), which supports the line (1) in the direction of the possible place (2) of the gap on the branch ( 6).

4. The device according to claim 3, characterized in that the rods (5) are in cardan connection with the line (1).

5. The device according to p. 3 or 4, characterized in that the rods (5) are connected to at least one beam (4), which is movably resting on the stop (3), firmly connected to the line (1).

6. The device according to paragraphs. 3-5, characterized in that between the support (7) and the line (1) are collapsible pipes (8).

7. The device according to paragraphs. 3-6, characterized in that between the support (7) and the structure (10) of the building are articulated braces (9).

8. Device for protection against deviation for damping or preventing the movement of a tattered part of the line (1), characterized in that the part whose break is supposed to be supported on the branch (6) or on the valve body with a support (7) and is in connection with the support ( 7) by means of at least two rigid or deformable rods (5).

9. The device according to p. 8, characterized in that the rods are located obliquely to the axes of the line segments coming from the branch (6) or the valve body.

10. The device according to p. 8 or 9, characterized in that the part whose break is supposed to be covered in the branch area or valve body by a rigid or deformable clamp (11), the elbows of which form both rigid or deformable rods (5).

11. The device according to one of paragraphs. 8-10, characterized in that between the support (7) and the line (1) are collapsible pipes (8).

12. The device according to claim 11, characterized in that the collapsible pipes (8) are parts of a sliding support.

13. The device according to one of paragraphs. 8-12, characterized in that between the support (7) and the structure (10) of the building are articulated braces (9).