СИЛЬФОННЫЙ КОМПЕНСАТОР ДЛЯ БЕСКАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ
BELLOWS COMPENSATOR FOR CHANNEL-FREE LAYING

Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к устройствам, применяемым в магистральных трубопроводах, преимущественно бесканальной прокладки, и предназначено для компенсации осевых тепловых расширений трубопроводов.
Известен сильфонный компенсатор для бесканальной прокладки (узлы компенсационные СКФ-3, чертеж №1-483-1993-00.000, разработчик - Арендное предприятие - трест «Ленгазтеплострой, г.Санкт-Петербург», листы 1-8, 1993 г.), содержащий сильфонный компенсатор, расположенный внутри кожуха, с приваренными направляющими патрубками, ограничивающими угловые и радиальные перемещения компенсатора и не препятствующими осевым перемещениям патрубков относительно кожуха, и снабженными уплотнениями, установленными под кожухом.
Недостатком известного компенсатора является низкая надежность уплотнения, выполненного в виде набивки (асбестовый шнур со специальной пропиткой), расположенной на направляющих. По мере высыхания пропитки и износа набивки происходит уменьшение контактного давления между набивкой и уплотняемой поверхностью, в результате чего надежность уплотнения снижается.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является сильфонный компенсатор для бесканальной прокладки (рекомендации по применению осевых сильфонных компенсаторов и сильфонных компенсационных устройств в теплопроводах тепловых сетей, разработчик - ФГУП НПО «Компенсатор», г.Санкт - Петербург, 2006 г., стр.19, 20), содержащий сильфонный компенсатор, расположенный внутри кожуха и снабженный направляющими, приваренными к патрубкам сильфонного компенсатора, ограничивающими угловые и радиальные перемещения компенсатора и не препятствующими осевым перемещениям патрубков относительно кожуха, и трубами с уплотняемой поверхностью, на которой расположены уплотнения.
Недостатком известной конструкции является невысокая надежность уплотнения, выполненного в виде резиновой манжеты круглого сечения, которая в процессе работы скользит по уплотняемой поверхности манжеты, выполненной из полиэтилена. Герметизация подвижного сопряжения поверхности трубы и резинового уплотнения обеспечивается при условии плотного прилегания данного уплотнения к поверхности трубы с необходимым контактным давлением и отсутствия дефектов на ней. Однако в процессе работы полиэтиленовая манжета совершает возвратно-поступательные перемещения под действием температурных расширений, в результате чего уплотняемая поверхность манжеты периодически оказывается в контакте с грунтом, что приводит к попаданию грунта между контактирующими поверхностями и образованию рисков на уплотняемой поверхности из-за «сухого трения» между поверхностями и, как следствие, к интенсивному изнашиванию резинового уплотнения, что приводит к нарушению герметичности полости компенсатора и попаданию частиц грунта в полость компенсатора. Наличие дополнительного сильфона не решает задачу по повышению надежности, так как при выходе из строя резинового уплотнения вода и грунт проникают в полость компенсатора и со временем заполняют ее, что приводит к выходу из строя компенсатора.
Задачей данного технического решения является повышение надежности герметизации и работоспособности сильфонного компенсатора.
Поставленная задача достигается тем, что в сильфонном компенсаторе для бесканальной прокладки, содержащем сильфонный компенсатор, расположенный внутри кожуха и снабженный направляющими, приваренными к патрубкам сильфонного компенсатора, ограничивающими угловые и радиальные перемещения компенсатора и не препятствующими осевым перемещениям патрубков относительно кожуха, и трубами с уплотняемой поверхностью, на которой расположены уплотнения, согласно изобретению уплотнения выполнены в виде воротниковых манжет, установленных по две с каждой стороны сильфона, воротниками направленными навстречу друг другу, с образованием между манжетами пространства, заполненного наполнителем, обладающего смазывающими свойствами, при этом воротниковые манжеты установлены преимущественно на расстоянии L, равном или большем величине хода компенсатора, причем манжеты, находящиеся в контакте с грунтом, снабжены грязесьемным воротником, прилегающим к уплотняемой поверхности трубы.
Выполнение уплотнения в виде воротниковых манжет, установленных по две с каждой стороны сильфона, воротниками направленными навстречу друг другу, с образованием между манжетами пространства, заполненного наполнителем, обладающего смазывающими свойствами, способствует задержке частичек грунта от их проникновения в зону сопряжения манжеты 4 и уплотняемой поверхности А и смазывает поверхность А. В случае попадания грунта между манжетами создается дополнительное давление наполнителя, которое прижимает манжеты к уплотняемым поверхностям, что создает надежную герметизацию сильфонного компенсатора.
Установка воротниковых манжет преимущественно на расстоянии L, равном или большом величине хода компенсатора, способствует тому, что участок уплотняемой поверхности, имеющий риски, образованные от контакта с грунтом, не доходит до внутренней манжеты, следовательно, исключается контакт данной манжеты с участком контактной поверхности, имеющей дефекты, что обеспечивает высокую работоспособность и надежность герметизации сильфонного компенсатора.
Снабжение манжет, находящихся в контакте с грунтом, грязесъемным воротником обеспечивает очищение уплотняемой поверхности от грунта за счет плотного прилегания к уплотняемой поверхности, что снижает вероятность попадания грунта в зону контакта манжеты и поверхности А трубы 2 и тем самым повышает его работоспособность.
На фиг.1 представлен компенсатор для бесканальной прокладки, общий вид;
На фиг.2 показан грязесъемник манжеты, прилегающий к уплотняемой поверхности.
Сильфонный компенсатор 1 размещен в кожухе 2 и снабжен направляющими 3, приваренными к патрубкам сильфонного компенсатора 1 (фиг.1). По обе стороны сильфонного компенсатора 1 на его патрубках закреплены трубы 4 с уплотняемой поверхностью А. На трубах 4 под кожухом 2 установлено по две воротниковые манжеты 5 и 6 с образованием между ними пространства. Воротники манжет 5 и 6 направлены навстречу друг другу. Пространство между манжетами заполнено наполнителем 7. В качестве наполнителя 7 использован консистентный материал, обладающий смазывающими и водоотталкивающими свойствами. Воротниковые манжеты 5, контактирующие с грунтом, снабжены грязесъемником 8, прилегающем к уплотняемой поверхности А трубы 4 (фиг.2). Манжеты 5 и 6 установлены преимущественно на расстоянии L друг от друга. Расстояние L должно быть больше или равно величине перемещения компенсатора 1.
Сильфонный компенсатор работает следующим образом.
При изменении температуры теплоносителя, протекающего по трубопроводу, происходят тепловые расширения и сильфонный компенсатор 1 растягивается или сжимается, т.е. совершает возвратно-поступательное перемещение. При этом трубы 4 также совершают возвратно-поступательное движение. В результате того что трубы 4 установлены непосредственно в грунте, то при их перемещении манжеты 5 контактируют с грунтом. Грязесьемник 8 манжет 5 очищает уплотняемую поверхность А труб 4 от грунта, что снижает вероятность попадания грунта в зону контакта манжеты 5 с уплотняемой поверхностью А. Так как манжеты 5 и 6 расположены друг от друга на расстоянии L, которое больше или равно величине перемещения сильфонного компенсатора 1, то участок уплотняемой поверхности А труб 4, имеющий риски, образованные от контакта с грунтом, не доходит до манжеты 6, следовательно, манжета 6 не контактирует с участком контактной поверхности, имеющей дефекты. Этим обеспечивается высокая работоспособность и надежность герметизации сильфонного компенсатора. Манжеты 5 и 6 с направленными навстречу друг другу воротниками надежно удерживают наполнитель 7. Наполнитель 7 задерживает частички грунта, которые могут проникнуть во внутрь при износе манжеты 5 и смазывает поверхность А. Давление грунта на манжету 5 или теплоносителя на манжету 6 (при разгерметизации сильфона) создает дополнительное давление внутри наполнителя 7, который дополнительно прижимает воротники манжет 5 и 6 к уплотняемым поверхностям А, что создает надежную герметизацию сильфонного компенсатора 1.
Таким образом, предлагаемую конструкцию сильфонного компенсатора можно использовать на трубопроводах бесканальной, канальной и наземной прокладки, что существенно повышает надежность герметизации и работоспособность сильфонного компенсатора.