Многоканальный трубопровод
MULTI-CHANNEL PIPELINE

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, в частности магистральных нефте- и газопроводов, трубопроводов химических, металлургических и целлюлозно-бумажных производств, а также магистральных трубопроводов городского водоснабжения.
Известен многоканальный трубопровод для транспортировки жидкости и/или газа под высоким давлением, содержащий наружную трубу и по меньшей мере одну внутреннюю трубу, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы, в зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал, а во внутренней трубе - внутренний трубопроводный канал, который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой, причем внутренний трубопроводный канал имеет фиксаторы его положения в многоканальной системе (Патент РФ на полезную модель №125288, F16L 9/18, опубл. 27.02.2013).
Недостатками известной конструкции многоканального трубопровода являются поперечные перемещения внутренней трубы при транспортировании по внешнему трубопроводному каналу жидкой среды под высоким давлением, а также поперечные изгибные колебания этой трубы, вызываемые пульсациями давления транспортируемой среды, что приводит к снижению долговечности трубопровода из-за изнашивания и гидродинамическим потерям, снижающим его КПД и надежность, инициирует кавитационные процессы, турбулизирует транспортируемую среду. Применяемые цилиндрические пружины малоэффективны из-за сложности монтажа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является многоканальный трубопровод, содержащий наружную трубу и по меньшей мере одну внутреннюю трубу, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы, в зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал, а во внутренней трубе - внутренний трубопроводный канал, который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой, причем внутренний трубопроводный канал имеет фиксаторы его положения в многоканальной системе, которые выполнены в виде втулок охватывающих поверхность внутренней трубы, при этом наружная поверхность втулок имеет радиальные упоры с наружной трубой в виде гидроцилиндров (Патент РФ на полезную модель №159286, F16L 9/18, опубл. 10.02.2016).
Недостатком многоканального трубопровода является наличие значительного трения между поверхностями втулок и поверхностью внутренней трубы в зоне крепления радиальных упоров от воздействия гидроцилиндров при поперечных изгибных колебаний этой трубы, вызываемые пульсациями давления транспортируемой среды, что приводит к снижению надежности и долговечности трубопровода.
Технической задачей изобретения является повышение надежности и долговечности многоканального трубопровода.
Поставленная задача достигается тем, что в многоканальном трубопроводе, содержащем наружную трубу и по меньшей мере одну внутреннюю трубу, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы, в зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал, а во внутренней трубе - внутренний трубопроводный канал, который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой, причем внутренний трубопроводный канал имеет фиксаторы его положения в многоканальной системе, которые выполнены в виде втулок охватывающих поверхность внутренней трубы, при этом наружная поверхность втулок имеет радиальные упоры с наружной трубой в виде гидроцилиндров согласно изобретению, внутренняя поверхность втулок в зоне радиальных упоров имеет круглые накладки из антифрикционного материала установленные по скользящей посадке с поверхностью внутренней трубы и приклеенные к внутренней поверхности втулок. Кроме того, антифрикционный материал имеет следующий состав: эпоксидная смола ЭД-20 - 1 мас. ч., отвердитель ПЭПА - 0,1 мас. ч., порошок графита -0,2-0,3 мас. ч., порошок фторопласта - 0,3-04 мас. ч., рубленное стекловолокно - 0,05-0,10 мас. ч.
Технический результат совпадает с технической задачей.
Использование на внутренней поверхности втулок в зоне радиальных упоров круглых накладок из антифрикционного материала, установленных по скользящей посадке с поверхностью внутренней трубы и приклеенных к внутренней поверхности втулок, снижает трение и износ трущихся поверхностей и приводит к повышению надежности и долговечности многоканального трубопровода.
Предлагаемый состав антифрикционного материала: эпоксидная смола ЭД-20 - 1 мас.ч., отвердитель ПЭПА - 0,1 мас.ч., порошок графита - 0,2-0,3 мас.ч., порошок фторопласта - 0,3-04 мас.ч., рубленное стекловолокно - 0,05-0,10 мас.ч. является оптимальным и обеспечивает наименьший износ трущихся поверхностей.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено поперечное сечение трубопровода с фиксированным положением внутреннего магистрального высоконапорного трубопровода.
Устройство многоканального трубопровода.
Многоканальный трубопровод для транспортирования жидкости и/или газа под высоким давлением содержит наружную трубу 1 и по меньшей мере одну внутреннюю трубу 2, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы 1, в зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал 3, а во внутренней трубе 2 - внутренний трубопроводный канал 4, который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой зафиксирован в наружной трубе 1 с помощью фиксаторов его положения в многоканальной системе. Фиксаторы выполнены в виде втулок 5 охватывающих поверхность внутренней трубы 2, при этом наружная поверхность втулок имеет радиальные упоры с наружной трубой в виде гидроцилиндров 6 с замкнутыми полостями, играющими роль демпферов. В качестве рабочей жидкости гидроцилиндров используют известные для этого случая жидкости, например масло.
Внутренняя поверхность втулок 5 в зоне радиальных упоров имеет круглые накладки 7 из антифрикционного материала установленные по скользящей посадке с поверхностью внутренней трубы 2 и приклеенные к внутренней поверхности втулок.
Антифрикционный материал имеет следующий состав: эпоксидная смола ЭД-20 - 1 мас. ч., отвердитель ПЭПА - 0,1 мас. ч., порошок графита - 0,2-0,3 мас. ч., порошок фторопласта - 0,3-04 мас. ч., рубленное стекловолокно - 0,05-0,10 мас. ч., который является оптимальным для данных условий работы трубопровода.
Втулки 5 используют одновременно в качестве ориентирующих элементов и опор скольжения при монтаже многоканального трубопровода, а гидроцилиндры 6 выполняют функции гасителей вибраций, генерируемых пульсациями давления транспортируемых продуктов.
Трубопроводный канал 4 заполнен транспортируемым продуктом (жидким или газообразным), таящим наибольшую экологическую или техногенную опасность.
Низконапорный трубопроводный канал 3 заполнен транспортируемым продуктом, предпочтительно газом или жидкостью, имеющей низкую вязкость и малую загрязненность.
Работа многоканального трубопровода.
При работе многоканального трубопровода по его транспортным каналам одновременно перемещается не менее двух одинаковых или разных продуктов. При этом оба из них могут быть жидкими или газообразными; один жидкий, а другой газообразный; совместно с жидким продуктом могут транспортироваться в капсулах твердые, пастообразные вещества, особо агрессивные жидкости и газы (кислоты, щелочи и т.п.), продукты питания и почта в труднодоступные районы страны и др. Использование втулок 5 с гидроцилиндрами 6 позволяет выполнять ими функции дополнительных гасителей вибраций, генерируемых пульсациями давления транспортируемых продуктов, что повышает надежность и долговечность устройства. Круглые накладки 7 из антифрикционного материала, установленные по скользящей посадке с поверхностью внутренней трубы и приклеенные к внутренней поверхности втулок, исключают износ трубопровода от динамических нагрузок со стороны гидроцилиндров 6. Форма накладок 7 и состав антифрикционного материала является оптимальным и определены экспериментальным путем.
Таким образом, выполнение антифрикционных накладок в зоне радиальных упоров осуществляет улучшение конструкции, повышение надежности и долговечности многоканального трубопровода.