ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям или деталям трубных соединений, специально предназначенных для обеспечения электрического разъединения, защищаемого электрохимической защитой трубопровода, от объекта не защищаемого, заземленного или имеющего собственную систему электрохимической защиты, а также электрического секционирования трубопроводов, проходящих в зонах воздействия блуждающих токов.
Известно диэлектрическое соединение трубопроводов (патент на полезную модель №RU170885, от 15.02.2017), содержащее два патрубка, изолирующую фасонную вставку, уплотняющие диэлектрические средства, обжим, причем изолирующая фасонная вставка выполнена в виде уплотнительного электроизоляционного кольца с поперечным сечением типа двутаврового профиля с вертикальной стенкой и двумя горизонтальными полками с возможностью самоуплотнения при транспортировке рабочей среды под давлением, уплотняющие диэлектрические средства содержат выполненный из композитного материала силовой диэлектрический элемент, который охватывает уплотнительное электроизоляционное кольцо и концевые части патрубков после их склеивания, обжим выполнен в виде силового кожуха, облегающего с одной стороны концевую часть патрубка, а с другой стороны силовой диэлектрический элемент.
Недостатком известного технического решения является наличие горизонтальной нижней полки в сечении уплотнительного кольца, изготовление которой требует специального дорогостоящего оборудования. Для равномерного распределения давления требуется высокая точность обработки уплотнительного кольца, а также толщина горизонтальной нижней полки в сечении кольца зависит от толщины стенки трубы в виду того, что она изнутри входит в тело трубы и т.к. это эластичный материал, он сложен в обработке при малых толщинах поэтому он не подойдет для трубопроводов на низкое давление, где малая толщина стенки трубы не позволит использовать такую конструкцию.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является неразъемное электроизолирующее муфтовое соединение (патент № RU119432, от 11.04.2012), содержащее две металлические заготовки, при этом между их смежными концами выполнен кольцевой зазор, отличающееся тем, что в кольцевой зазор установлена втулка из полимерного материала, например полиамида, закрепленная к металлическим заготовкам стеклопластиковым замком, между поверхностью втулки и поверхностью металлических заготовок установлены уплотнения, например, из резины, а в торцевых зазорах между торцами металлических заготовок и полимерной втулки в собранном виде сформированы самозапирающиеся манжеты из эластичного материала, например литьевого полиуретана.
Недостатком прототипа является сложная система уплотнения, низкая надежность герметизации и необходимость дорогостоящего оборудования для формирования полиуретановых манжет в собранном виде. При этом, согласно эскизу и описанию, манжета с одной стороны сопрягается с металлом, а с другой с полиамидной втулкой, что практически невозможно т.к. полиуретан с полиамидом не склеивается, и манжета герметизации не обеспечит. Данная конструкция не является монолитной и имеет много стыков, что снижает ее надежность.
Задачей заявляемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Техническим результатом, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности самоуплотнения диэлектрического соединения трубопроводов при транспортировке рабочей среды под давлением.
Для достижения указанного технического результата предлагается диэлектрическое соединение трубопроводов, содержащее два патрубка, расположенное между ними уплотнительное изоляционное кольцо, выполненное из эластомера, силовой диэлектрический элемент, охватывающий уплотнительное изоляционное кольцо и концевые части патрубков после их склеивания, силовой кожух, облегающий с одной стороны концевую часть патрубка, а с другой стороны силовой диэлектрический элемент, причем уплотнительное изоляционное кольцо имеет вид двухсторонней манжеты, наружная сторона которой выполнена в виде «гребенки», внутренняя сторона выполнена в виде мембраны, а с торцов уплотнительное изоляционное кольцо снабжено ступенчатой проточкой.
«Гребенка» представляет собой кольцевые канавки на наружной поверхности двухсторонней манжеты, они увеличивают связь с силовым диэлектрическим элементом и являются монолитной конструкцией, повышают ее механические характеристики (сжатие и растяжение).
Ступенчатая проточка (паз) повышает герметичность соединения с металлическими патрубками и не требует точности обработки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фигурах 1, 2 представлен эскиз диэлектрического соединения трубопроводов в разрезах, где:
1 - патрубки;
2 - уплотнительное изоляционное кольцо;
3 - силовой диэлектрический элемент.
Диэлектрическое соединение трубопроводов, содержит два патрубка 1, уплотнительное изоляционное кольцо 2, силовой диэлектрический элемент 3, охватывающий уплотнительное изоляционное кольцо 2 и концевые части патрубков 1 после их склеивания. Диэлектрическое соединение трубопроводов может иметь силовой кожух (на фигуре не показан), облегающий с одной стороны концевую часть патрубка 1, а с другой стороны силовой диэлектрический элемент 3.
В заявляемой полезной модели уплотнительное изоляционное кольцо 2 играет роль герметизирующего и электроизолирующего элемента, который выполнен из эластичного материала, например, из полиуретана. Изоляционное кольцо 2 изготавливается отдельно и склеивается с концевыми участками патрубков 1. Уплотнительное изоляционное кольцо имеет вид двухсторонней манжеты, наружная сторона которой выполнена в виде «гребенки», внутренняя сторона выполнена в виде мембраны, а с торцов уплотнительное изоляционное кольцо снабжено ступенчатой проточкой, такая форма кольца осложняет прохождение транспортируемой среды и обеспечивают самоуплотнение.
Заявляемое устройство позволяет электрически изолировать друг от друга участки трубопроводов. Предотвращение электрического контакта обеспечивается за счет использования непроводящих материалов, в частности, изоляционное кольцо может быть выполнено из полиуретана, силовой диэлектрический элемент может быть выполнен из стеклопластика или стекло-базальтопластика на эпоксидном связующем.
Диэлектрическое соединение трубопроводов работает следующим образом.
При прохождении по трубопроводу рабочей среды, давление равномерно распределяется по внутренним стенкам трубопровода и воздействует на уплотнительное изоляционное кольцо 2, прижимая его к силовому диэлектрическому элементу 3 и патрубкам 1. При увеличении давления рабочей среды на стенки трубопровода, увеличивается и давление на изоляционное кольцо 2, выполненное из эластомера, в частности из полиуретана, тем самым обеспечивается герметичность соединения трубопроводов, а форма кольца обеспечивает самоуплотнение соединения. Конкретный выбор материала изоляционного кольца 2 зависит от условий эксплуатации и температуры рабочей среды.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемой полезной модели.