RU222540U1 - Сильфонный компенсатор - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для подвижного соединения трубопроводов, например, трубопроводов для подвода воды, и предназначена для компенсации в них осевых тепловых расширений, перепадов давления рабочей среды, снятия вибрации. Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении эксплуатационного периода сильфонного компенсатора без усложнений его конструкции. Технический результат достигается за счет того, что сильфонный компенсатор содержит сильфон, установленный между входным и выходным патрубками с образованием общей с ними оси и герметично закрепленный на них, наружный защитный кожух, установленный соосно сильфону снаружи и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, и внутренний защитный экран, установленный соосно сильфону внутри и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, при этом сильфон закреплен на входном и выходном патрубках при помощи обсадных колец, наружный защитный кожух со второго конца сопряжен с выходным патрубком через кольцевую направляющую втулку с возможностью продольного перемещения, а внутренний защитный экран представляет собой двухсоставную трубу со ступенчато изменяемым диаметром, первая часть которой, закрепленная на входном патрубке, выполнена с большим наружным диаметром D, а вторая - с меньшим наружным диаметром d, место изменения диаметра расположено в диапазоне от 60% до 90% от общей длины внутреннего защитного экрана, диаметр D больше внутреннего диаметра выходного патрубка, а диаметр d меньше внутреннего диаметра выходного патрубка. Заявляемое техническое решение является технологичным в производстве и обеспечивает высокую степень надежности в процессе эксплуатации.

Description

Полезная модель относится к устройствам для подвижного соединения трубопроводов, например, трубопроводов для подвода воды, и предназначена для компенсации в них осевых тепловых расширений, перепадов давления рабочей среды, снятия вибрации.

Известен сильфонный компенсатор (см. патент RU № 187352, МПК F16L51/02, опубликован 01.03.2019 г.), содержащий сильфон, герметично соединенный с наконечниками, внешний защитный кожух и внутренний защитный экран, жестко соединенные первым концом с первым наконечником, при этом второй конец внешнего защитного кожуха выполнен с Г-образным сужением для ограничения осевого хода на растяжение компенсатора при взаимодействии с Г-образным расширением, выполненным на конце второго наконечника, а первый наконечник выполнен с утолщенным присоединительным концом для присоединения внешнего защитного кожуха, при этом ограничение максимального хода компенсатора на сжатие осуществляется при взаимодействии Г-образного сужения кожуха с выступом на втором наконечнике, образованным сварным швом при соединении компенсатора с трубопроводом.

Известный сильфонный компенсатор технологичен в производстве и прост в эксплуатации, однако имеет определенные недостатки. В частности жесткое присоединение сильфона к наконечникам «торец в торец» является ненадежным и в процессе эксплуатации при отклонениях сильфона от продольной оси может выйти из строя. Кроме того, необходимость получения сварного шва определенных параметров для ограничения максимального хода компенсатора на сжатие усложняет монтаж сильфонного компенсатора в трубопроводной системе.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога сильфонный компенсатор для систем отопления и водоснабжения (см. патент RU № 208764, МПК F16L51/02, опубликован 12.01.2022 г.), содержащий сильфон, герметично соединенный с наконечниками, внешний защитный кожух и внутренний защитный экран, внешний защитный кожух первым концом жестко соединен с первым наконечником, а его второй конец выполнен с Г-образным сужением для ограничения осевого хода на растяжение компенсатора при взаимодействии с Г-образным расширением, выполненным на конце второго наконечника, при этом внутренний защитный экран своим вторым концом жестко соединен со вторым наконечником, а первый наконечник выполнен с пазами, в которых размещены уплотнительные элементы, взаимодействующие с первым концом внутреннего защитного экрана при его перемещении внутри первого наконечника.

Конструкция известного сильфонного компенсатора обеспечивает надежную защиту от осевых отклонений (изломов) сильфона в нем при эксплуатации. Однако известное решение является малоэффективным в отношении компенсации продольных смещений (сжатия/растяжения) сильфона, поскольку рабочая среда, перемещаемая через компенсатор, проходит только внутри защитного экрана, так как взаимодействие его наружной поверхности с уплотнительными элементами, размещенными внутри наконечника, отсекает пространство между защитным экраном и сильфоном (то есть сильфон не подвергается воздействию транспортируемой среды).

Задачей заявляемой полезной модели является разработка технологичного в производстве и эксплуатации сильфонного компенсатора.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении эксплуатационного периода сильфонного компенсатора без усложнений его конструкции.

Технический результат достигается за счет того, что сильфонный компенсатор содержит сильфон, установленный между входным и выходным патрубками с образованием общей с ними оси и герметично закрепленный на них, наружный защитный кожух, установленный соосно сильфону снаружи и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, и внутренний защитный экран, установленный соосно сильфону внутри и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, при этом сильфон закреплен на входном и выходном патрубках при помощи обсадных колец, наружный защитный кожух со второго конца сопряжен с выходным патрубком через кольцевую направляющую втулку с возможностью продольного перемещения, а внутренний защитный экран представляет собой двухсоставную трубу со ступенчато изменяемым диаметром, первая часть которой, закрепленная на входном патрубке, выполнена с большим наружным диаметром D, а вторая – с меньшим наружным диаметром d, место изменения диаметра расположено в диапазоне от 60% до 90% от общей длины внутреннего защитного экрана, диаметр D больше внутреннего диаметра выходного патрубка, а диаметр d меньше внутреннего диаметра выходного патрубка.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором схематически представлено продольное осевое сечение сильфонного компенсатора.

Сильфонный компенсатор содержит сильфон 1, входной патрубок 2, выходной патрубок 3, обсадные кольца 4 и 5, наружный защитный кожух 6, внутренний защитный экран 7, направляющую втулку 8, место 9 изменения диаметра.

Сильфон 1 является гибкой частью сильфонного компенсатора и представляет собой гофрированную трубу, выполненную из металлических или(и) композитных материалов (может быть однослойной или многослойной), которая обеспечивает герметичность изделия и при изменении температуры транспортируемой среды в трубопроводе компенсирует его удлинение или сжатие. Гофры сильфона 1 имеют круглый профиль, но они могут быть и другой формы. Сильфон 1 своими концами герметично закреплен на входном патрубке 2 и выходном патрубке 3 при помощи обсадных колец 4 и 5, соответственно. Такое закрепление обеспечивает высокую надежность соединения в процессе эксплуатации, поскольку предусматривает большую площадь соприкосновения поверхностей (наружной поверхности патрубков 2 и 3 и внутренней поверхности сильфона 1) и, как следствие, большую надежность от нарушений герметичности.

Патрубки 2 и 3 изготовлены из металлических или(и) композитных материалов. Входной патрубок 2 выполнен с утолщением в средней части для жесткого закрепления на нем одного конца наружного защитного кожуха 6.

Наружный защитный кожух 6 предназначен для защиты сильфона 1 от возможных механических повреждений. Он может быть изготовлен из металлических или(и) композитных материалов. Второй конец наружного защитного кожуха 6 сопряжен с выходным патрубком 3 через кольцевую направляющую втулку 8 с возможностью продольного перемещения.

На входном парубке 2 сильфонного компенсатора закреплен одним своим концом внутренний защитный экран 7, защищающий поверхность сильфона 1 от механического воздействия находящихся в транспортируемой среде частиц, выполненный в виде двухсоставной трубы из металлических или(и) композитных материалов. Второй конец внутреннего защитного экрана 7 расположен внутри выходного патрубка 3.

Работа сильфонного компенсатора происходит следующим образом.

Транспортируемая среда перемещается через сильфонный компенсатор внутри, последовательно проходя через входной патрубок 2, внутренний защитный экран 7 и выходной патрубок 3. При этом за счет того, что меньший наружный диаметр d внутреннего защитного экрана 7 меньше внутреннего диаметра выходного патрубка 3, пространство между внутренним защитным экраном 7 и сильфоном 1 сообщается с пространством, в котором находится среда, транспортируемая через сильфонный компенсатор. Изменения параметров транспортируемой среды (изменение давления, температуры, плотности и т.п.) увеличивают или уменьшают количество среды в пространстве между внутренним защитным экраном 7 и сильфоном 1, что приводит к компенсирующим деформациям сильфона 1 (растяжение или сжатие). При этом наличие кольцевой направляющей втулки 8, через которую происходит сопряжение наружного защитного кожуха 6 с выходным патрубком 3, обеспечивает неизменность соосности всех элементов сильфонного компенсатора (то есть сильфон 1 испытывает деформации только на растяжение/сжатие без «излома») и возможность перемещения относительно друг друга наружного защитного кожуха 6 и выходного патрубка 3.

Максимальное растяжение сильфона 1 ограничено только его конструкцией, что позволяет компенсировать изменения параметров транспортируемой среды в более широком диапазоне, а его максимальное сжатие ограничено местом 9 изменения диаметра внутреннего защитного экрана 7.

При этом расположение места 9 изменения диаметра внутреннего защитного экрана 7 варьируется в диапазоне от 60% до 90% от общей длины внутреннего защитного экрана 7 и для каждой конкретной конструкции сильфонного компенсатора выбирается исходя из условий его применения (тип трубопроводной системы, вид перемещаемой среды, диапазоны изменения ее параметров и т.п.).

При сжатии сильфона 1 часть внутреннего защитного экрана 7 с меньшим диаметром d смещается внутри выходного патрубка 3 до момента соприкосновения места 9 изменения диаметра с торцом выходного патрубка 3, после чего (за счет того, что больший наружный диаметр D внутреннего больше внутреннего диаметра выходного патрубка 3) происходит отсечение пространства между сильфоном 1 и внутренним защитным экраном 7 от внутреннего пространства сильфонного компенсатора, через которое транспортируется среда. Как следствие, характеристики среды, находящейся в пространстве между сильфоном 1 и внутренним защитным экраном 7, перестают меняться, и сжатие сильфона 1 прекращается.

Заявляемое техническое решение является технологичным в производстве и обеспечивает высокую степень надежности в процессе эксплуатации.

Claims (1)

1. Сильфонный компенсатор, содержащий сильфон, установленный между входным и выходным патрубками с образованием общей с ними оси и герметично закрепленный на них, наружный защитный кожух, установленный соосно сильфону снаружи и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, и внутренний защитный экран, установленный соосно сильфону внутри и жестко закрепленный с одного конца на входном патрубке, отличающийся тем, что сильфон закреплен на входном и выходном патрубках при помощи обсадных колец, наружный защитный кожух со второго конца сопряжен с выходным патрубком через кольцевую направляющую втулку с возможностью продольного перемещения, а внутренний защитный экран представляет собой двухсоставную трубу со ступенчато изменяемым диаметром, первая часть которой, закрепленная на входном патрубке, выполнена с большим наружным диаметром D, а вторая – с меньшим наружным диаметром d, место изменения диаметра расположено в диапазоне от 60% до 90% от общей длины внутреннего защитного экрана, диаметр D больше внутреннего диаметра выходного патрубка, а диаметр d меньше внутреннего диаметра выходного патрубка.