ВСТАВКА КОМПЕНСАЦИОННАЯ

Полезная модель относится к компенсационным устройствам трубопроводного транспорта, которые устанавливаются между секциями трубопроводов для компенсации монтажных, температурных и рабочих смещений, а также для снижения уровня вибрации и шума от работы оборудования и насосных установок.
Известна гибкая компенсационная вставка, выполненная с возможностью закрепления между парой трубопроводов и включающая корпус, имеющий центральную увеличенную секцию со стенкой в виде пологой дуги, концы которой заканчиваются фланцами. Корпус компенсатора изготовлен из эластамерного материала, усиленного, по меньшей мере одним слоем, образованным листом ткани, и по меньшей мере одним слоем, образованным из множества полосок ткани, армированных нитями, расположенными дискретно друг от друга так что, когда полоска намотана спирально вокруг листа ткани, ни одна нить не лежит непосредственно рядом друг с другом, (патент US 4241944 А, кл. F16L 33/28, 1980).
Известная компенсационная вставка с усиленным слоем, выполненным из тканного неоднородного материала не обладает достаточным диапазоном гибкости, как в радиальном, так и осевом направлениях.
Известна компенсационная вставка, выполненная с возможностью закрепления между двумя трубопроводами, включающая корпус из эластичного материала, армированного кордом, выполненный в виде оболочки вращения, ось которой совпадает с продольной осью вставки, состоящей из центральной части в виде дуги выпуклостью, обращенной наружу, сопряженной с обоих концов с боковыми цилиндрическими частями, свободные края которых отогнуты наружу в радиальном направлении с образованием кольцевых бортовых элементов, на боковых цилиндрических частях оболочки установлены металлические фланцы, предназначенные для обжатия бортовых элементов посредством болтового соединения с соответствующими фланцами трубопроводов; между цилиндрическими боковыми частями и бортовыми элементами оболочки дополнительно размещены металлические фланцы с патрубками, вулканизированными вместе с оболочкой при ее изготовлении. (DE 3442127 А, 1986, кл. F16L 51/02, 1986)
Недостатком известного решения является повышенная металлоемкость вставки компенсационной, дополнительные трудозатраты при ее изготовлении, а также возможность разрушения вставки в наиболее напряженной опорной зоне выпуклой части оболочки из-за образования острого угла между краем патрубка дополнительного фланца и поверхностью оболочки в месте перехода ее образующей от дуги к прямой.
Задачей полезной модели является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности и долговечности вставки компенсационной за счет увеличения ее прочности и ее герметичности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что вставка компенсационная выполнена с возможностью закрепления между двумя трубопроводами и включает корпус из эластичного материала, армированного обрезиненным кордом, выполненным в виде оболочки вращения, ось которой совпадает с продольной осью вставки, состоящей из центральной выпуклой в радиальном направлении части, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями, имеющими на свободных кромках отогнутые наружу в радиальном направлении кольцевые бортовые элементы, на каждой из цилиндрических боковых частей оболочки установлен металлический фланец, предназначенный для обжатия примыкающего к нему кольцевого бортового элемента посредством болтового соединения с соответствующим фланцем трубопровода, металлический фланец на обоих плоских поверхностях в зонах примыкающих к его внутренней цилиндрической поверхности снабжен противоположно расположенными торообразными выступами, один из которых размещен в кольцевой выемке, выполненной в цилиндрическом бортовом элементе, а поверхность второго частично сопрягается с поверхностью плавного перехода центральной выпуклой части оболочки к цилиндрической боковой части, при этом угол наклона нитей обрезиненного корда увеличивается от центральной выпуклой части оболочки к зоне плавного ее перехода в цилиндрическую боковую часть.
Кроме того, угол наклона нитей корда в центральной выпуклой части оболочки находится преимущественно в диапазоне 40-45°, а в зоне перехода ее к боковой цилиндрической части в диапазоне 50-55°.
Максимальный радиус выпуклой части оболочки может быть больше или меньше длины.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена вставка компенсационная в разрезе, на фиг. 2 - узел А на фиг. 1.
Вставка компенсационная выполнена с возможностью ее закрепления между двумя секциями трубопроводов. Вставка включает корпус 1 из эластичного материала, армированного обрезиненным кордом 2, выполненным в виде оболочки вращения 3, ось которой совпадает с продольной осью вставки с имеющимися по краям кольцевыми бортовыми элементами 4, и металлические фланцы 5.
Оболочка вращения 3 состоит из центральной выпуклой части 6, образующая которой имеет дугообразную форму, плавно сопряженной с обоих краев с цилиндрическими боковыми частями 7. Дугообразная форма образующей выпуклой части 6 оболочки может иметь различную кривизну дуги в зависимости от условий эксплуатации компенсационной вставки, величины давления и т.п. Дугообразная форма выпуклой части оболочки может представлять собой в продольном сечении пологую арку, как изображено на фиг. 1, форму гофра, тора и т.п. Максимальный радиус выпуклой центральной части оболочки может быть больше или меньше ее длины.
Цилиндрические боковые части 7 имеют на свободных кромках отогнутые наружу в радиальном направлении кольцевые бортовые элементы 4.
Металлический фланец 5 установлен на каждой из цилиндрических боковых частей оболочки 7 и предназначен для обжатия, примыкающего к нему бортового элемента 4, посредством болтового соединения 8 с соответствующим фланцем 9 трубопровода.
Металлический фланец 5 на обоих плоских поверхностях, в зонах близко примыкающих к его внутренней цилиндрической поверхности, снабжен противоположно расположенными торообразными выступами 10 и 11, наружная поверхность которых имеет в продольном сечении форму дуги окружности. Торообразные выступы 10 и 11 расположены симметрично относительно плоскости, делящей толщину фланца пополам и идентичны по форме. Один из торообразных выступов 10 охватывается в собранном виде кольцевой выемкой 12, сформированной в кольцевом бортовом элементе 4 при изготовлении корпуса оболочки. Это обеспечивает сохранение контакта между металлическим фланцем 5 и кольцевым бортовым элементом 4 и надежную фиксацию армирующих элементов корпуса в зоне перехода от цилиндрической боковой части оболочки 7 к бортовому элементу 4.
Поверхность торообразного выступа 11 частично сопрягается с поверхностью плавного перехода выпуклой центральной части 6 оболочки к цилиндрической боковой части 7 (фиг. 2), что снижает концентрацию напряжений в наиболее напряженной зоне оболочки - зоне изменения кривизны оболочки от выпуклой ее части к цилиндрической за счет исключения острых углов между выпуклой частью оболочки и внутренней поверхностью металлического фланца.
Для восприятия центральной выпуклой оболочкой корпуса компенсационной вставки осевых, радиальных и угловых деформаций, экспериментально установлено, что величина наклона нитей корда в оболочке составляет от 35° до 60°, причем угол наклона нитей обрезиненного корда увеличивается от центральной выпуклой части оболочки 6 к зоне плавного ее перехода в цилиндрическую боковую часть 7. Преимущественно, угол наклона нитей корда в центральной выпуклой части оболочки находится в диапазоне 40-45°, а в зоне перехода ее к боковой цилиндрической части в диапазоне 50-55°.
Предлагаемая вставка компенсационная работает следующим образом.
При монтаже вставку компенсационную устанавливают между двумя секциями трубопроводов, снабженных концевыми фланцами. Затем производят стягивание конструкций, предварительно пропустив болты в сцентрированные отверстия фланцев вставки, секции трубопровода и кольцевого бортового элемента. По мере стягивания трубопровода и вставки торообразные выступы металлических фланцев вступают во взаимодействие с кольцевыми выемками бортовых элементов и опорной поверхностью центральной выпуклой частью оболочки (зоной ее перехода в цилиндрическую часть), обеспечивая прочность компенсационной вставки за счет исключения выхода корда их своего установленного положения и плотность соединения, не вызывая протечек между соединяемыми секциями трубопровода и вставки.
При работе центральная выпуклая часть оболочки вставки воспринимает осевые деформации удлинения или сжатия, радиальные и угловые деформации без передачи сил реакции на соединяемые секции трубопроводов.