Особенности конструкции разгруженных компенсаторов
Принцип работы разгруженных компенсаторов заключается в искусственном создании уравновешивающего усилия, направленного навстречу распорному усилию от действия давления на стенки гофров сильфона (сильфонов). Уравновешивающее усилие можно создать как механическим способом — с помощью пружинно-рычажного механизма, удерживающего сильфон от растяжения под действием давления, так и гидравлическим (пневматическим) способом – с помощью уравновешивающего сильфона и системы шарнирных разгрузочных тяг, поглощающих действие распорного усилия основного (рабочего) сильфона.
АО «НПП «Компенсатор» изготавливает различные конструкции разгруженных сильфонных компенсаторов, воспринимающих деформации как в строго осевом направлении, так и при одновременном воздействии деформаций в осевом направлении, направлении, перпендикулярном оси компенсатора, и угловых деформаций без передачи распорного усилия сильфонов на неподвижные опоры и оборудование.
Учитывая сложность конструкции и довольно высокую стоимость разгруженных сильфонных компенсаторов, их применение в трубопроводных системах целесообразно в ограниченном пространстве, когда нет возможности по различным причинам установить неподвижные опоры, способные воспринимать нагрузки от распорных усилий компенсатора. Разгруженные сильфонные компенсаторы применяются также в случаях, если сопрягаемое оборудование (насосы, турбины и пр.) имеет ограничения по нагрузкам, действующим на присоединительный элемент (фланцы, корпус и пр.).
Разгруженные сильфонные компенсаторы эффективнее обычных — они способны:
- уравновесить деформацию любого типа, в том числе сочетание осевых, угловых и сдвиговых смещений;
- воспринять и не передать на неподвижные опоры распорные усилия, возникшие в результате избыточного давления;
- выдержать высокие давления и температуру рабочей среды.
Конструкция осевого разгруженного компенсатора
Стандартной конструкцией осевого разгруженного сильфонного компенсатора является конструкция, состоящая из трех сильфонов, последовательно соединенных между собой через фланцы, и системы шарнирных разгрузочных тяг, соединяющих фланцы сильфонов попарно. Тяги соединяют фланцы сильфонов таким образом, что при осевом температурном удлинении участка трубопровода на величину λ, каждый крайний сильфон сожмется на величину, равную λ/2, а промежуточный сильфон при этом растянется на величину, равную λ, тем самым компенсировав изменение длины участка трубопровода. Диаметр промежуточного сильфона подобран таким образом, чтобы его эффективная площадь была в √2 раз больше эффективной площади двух крайних сильфонов. Тем самым, распорное усилие, возникающее в крайних сильфонах, через систему тяг уравновешивается с распорным усилием промежуточного сильфона и не передается на неподвижные опоры и сопрягаемое оборудование.
Существенным недостатком такой конструкции является большая трудоемкость ее изготовления и, следовательно, высокая себестоимость, а также большие габаритные размеры. Для снижения габаритов и себестоимости трехсильфонных разгруженных компенсаторов систему фланцев-тяг можно заменить на систему фланцев-патрубков. Дополнительным преимуществом такой конструкции с применением патрубков является значительное снижение гидравлического сопротивления, что позволяет ее применять при повышенных температурах и больших скоростях потока проводимой среды.
Дополнительно данные конструкции разгруженных сильфонных компенсаторов могут быть снабжены системой планок и шарниров, что обеспечивает их стабильную работу при компенсации осевых, угловых и сдвиговых перемещений.
Для компенсации температурных деформаций трубопроводов строго в осевом направлении, когда нет возможности установки неподвижных опор и нельзя применить неразгруженный сильфонный компенсатор, АО «НПП «Компенсатор» изготавливает двухсильфонные разгруженные компенсаторы, один из сильфонов которых работает под действием наружного давления и уравновешивает распорное усилие второго сильфона. При необходимости увеличить компенсирующую способность разгруженного компенсатора, количество сильфонов может быть увеличено до четырех, из которых одна пара сильфонов работает под действием наружного давления.
АО «НПП «Компенсатор» изготавливает разгруженные сильфонные компенсаторы следующих типов:
- компенсаторы трехсильфонные осевые разгруженные с направляющим патрубком и защитным кожухом типа 3РОПК;
- компенсаторы разгруженные универсальные с патрубками под приварку трехсильфонные типа 3РУПН;
- компенсаторы разгруженные универсальные с патрубками под приварку четырехсильфонные типа 4РУПН;
- компенсаторы трехсильфонные разгруженные универсальные с отводом типа 3РУОФ;
- компенсаторы сильфонные разгруженные универсальные с отводом типа 2РУОП;
- компенсаторы разгруженные с наружным давлением типа 2РНД.
Компенсаторы типа 3РУПН, 4РУПН, 3РУОФ, 2РНД могут устанавливаются непосредственно в трубопроводы, проводящие воду (сетевая и питьевая) с температурой до 150 °С и скоростью до 8 м/с, нефть и нефтепродукты с температурой до 450 °С и скоростью до 8 м/с, а также пар и газообразные среды, не вызывающие коррозию материалов компенсатора с температурой до 500 °С и скоростью до 20 м/с.
Компенсаторы типов 3РОПК могут устанавливаются непосредственно в трубопроводы, проводящие воду (сетевая и питьевая) с температурой до 150 °С и скоростью свыше 8 м/с, нефть и нефтепродукты с температурой до 450 °С и скоростью свыше 8 м/с, а также пар и газообразные среды, не вызывающие коррозию материалов компенсатора с температурой до 500 °С и скоростью от 20 до 80 м/с.
Разгруженные сильфонные компенсаторы
