Модель универсального компенсатора
Компенсационные системы в технологических трубопроводах обеспечивают их надежность и техническую безопасность. Трубопроводные системы работают в условиях изменяющихся температур и давлений. Безаварийная эксплуатация во многом зависит от степени компенсации температурного расширения и возможных перекосов в процессе монтажа и в результате деформаций грунта.
Важной задачей является создание универсального компенсатора, который мог бы одновременно воспринимать большие линейные и угловые перемещения, высокие гидростатические нагрузки (25-100 МПа) и надежно работать при значительной частоте изменения компенсирующих размеров и температуры. Поставленная задача может быть решена применением трех шаровых шарниров (рис.1, поз. I, II, III), состоящих из трех пустотелых шаров, связанных между собой полусферами и соединительными патрубками[3].
Для того, чтобы шары имели бы возможность поворачиваться друг относительно друга в любом направлении пространства, и при этом проходное сечение для продукта не менялось, в пустотелых шарах и шаровых сферах имеются прямоугольные вырезы 7, 14. Эти же вырезы позволяют компенсировать угловые смещения в пределах 630°.
Для компенсации больших линейных перемещений, в аварийных случаях, используется патрубок, покрытый материалом с эффектом памяти формы (нити-нол), который сопрягается со стальной муфтой по посадке с гарантированным натягом [4]; при превышении растягивающей нагрузки определенной величины начнется взаимное проскальзывание втулки 16 относительно патрубка 8 с компенсацией больших линейных перемещений.
Компенсатор работает следующим образом: технологическая среда поступает через патрубок 4 в шарнир I, откуда последовательно через патрубки 8 и 12 в шарнир II. Из шарнира II технологическая среда посредством патрубков 15 и 8 поступает в шарнир III, откуда через патрубок 4 выходит в технологическую линию. На рис.1 компенсатор изображен в нижнем положении, когда расстояние между соединяемыми объектами минимально. В случае увеличения расстояния межу соединяемыми объектами шарнир II поднимается вверх, тем самым, компенсируя линейные перемещения.
Предлагаемая конструкция шарового компенсатора обладает следующими преимуществами по сравнению с сильфонными:
- простота монтажа;
- компенсирует большие линейные и угловые перемещения;
- позволяет работать при высоких давлениях;
- позволяет работать при высоких температурах;
- позволяет работать при значительных частотах изменения компенсационных размеров;
- простота и надежность длительной эксплуатации.
Данная модель универсального шарового компенсатор запатентована, патент № 2265769. Решение о выдаче патента на изобретение № 2004128659/06(031012) от 27.09.04. Авторы: Ж.М. Бледнова, М.И. Чаевский, А.В. Вотинов, Д.А. Стрелевский.