Анодный заземлитель

Полезная модель относится к устройствам для предотвращения коррозии металла путем катодной защиты подземных сооружений от коррозии и может быть использована в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой, энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Анодный заземлитель содержит металлический электрод и провод токоввода, подсоединенный к нему посредством контактного узла, расположенного в глухой полости электрода и залитого герметиком. Новизной полезной модели является то, что контактный узел состоит из металлической вставки с конической или цилиндрической внешней поверхностью под зажимную втулку с конической или цилиндрической внутренней поверхностью, с возможностью крепления провода токоввода на вставке. Полезная модель решает повышение надежности соединения провода токоввода с электродом за счет обеспечения контакта провода токоввода по всей длине вставки контактного узла анодного заземлителя и сокращение энергозатрат при эксплуатации анодного заземлителя за счет получения минимального переходного сопротивления анод (электрод) - провод токоввода.

Полезная модель относится к устройствам для предотвращения коррозии металла путем катодной защиты подземных сооружений и может быть использована в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой, энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

За аналог заявляемой полезной модели принято техническое решение того же назначения - анодный заземлитель для катодной защиты от коррозии подземных металлических сооружений состоящий из литого электрода и подсоединенному к нему проводу токоввода (описание полезной модели «Анодный заземлитель» по патенту РФ 54949, МПК С23F 13/00).

Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемая полезная модель является техническое решение - анодный заземлитель, содержащий металлический электрод и провод токоввода, соединенный с ним посредством контактного узла, расположенного в глухой полости электрода и залитого герметиком (описание полезной модели «Анодный заземлитель» по патенту РФ 61291, МПК С23F 13/00).

К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относится ненадежность соединения провода токоввода посредством контактного узла с электродом, энергозатраты при эксплуатации анодных заземлителей. К недостаткам относится и длительность сборки известных анодных заземлителей.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности соединения провода токоввода с электродом посредством контактного узла и сокращение энергозатрат при эксплуатации анодного заземлителя.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в обеспечении контакта провода токоввода по всей длине вставки контактного узла анодного заземлителя, и в получении минимального переходного сопротивления анод (электрод) - провод токоввода.

Сущность полезной модели - анодный заземлитель, содержащий литой электрод и провод токоввода, соединенный с ним посредством контактного узла, который расположен в глухой полости электрода и залит герметиком, состоит в том, что контактный узел состоит из металлической вставки с конической или цилиндрической поверхностью под зажимную втулку с конической или цилиндрической внутренней поверхностью, с возможностью крепления провода токоввода на вставке.

Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие полезную модель в частных случаях ее выполнения или использования.

Вставка выполнена в виде усеченного конуса.

Вставка выполнена в виде металлического стержня с цилиндрической частью под зажимную втулку и с направляющей частью, которая выполнена меньшим диаметром чем цилиндрическая часть вставки, с возможностью центрирования зажимной втулки на вставке.

На конической поверхности вставки выполнен плоский срез.

На цилиндрической поверхности цилиндрической части вставки выполнен плоский срез.

Внутренняя поверхность зажимной втулки выполнена конической.

Внутренняя поверхность зажимной втулки выполнена цилиндрической.

На основании вставки выполнены армирующие выступы, с возможностью надежного закрепления вставки в электроде при его отливки.

Входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида, с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.

Электрод снабжен термоусадочной муфтой с отверстиями для заливки герметика и вывода провода токоввода, или защитным колпаком с соответствующими отверстиями, с возможностью защиты контактного узла.

Электрод содержит металлическую пластину с монтажным отверстием.

Электрод выполнен из высоколегированного кремнистого чугуна.

В качестве герметика использована термореактивная полимерная смола.

Изобретательский замысел, состоит в техническом решении контактного узла анодного заземлителя, заключающемся в том, что в контактном узле провод токоввода крепится к вставке, закрепленной в литом электроде, зажимной втулкой, что обусловливает решение поставленной задачи, за счет получения технического результата - обеспечение надежного крепления провода токоввода на вставке контактного узла за счет обеспечение контакта провода токоввода по всей его длине в контактном узле анодного заземлителя, и снижение энергозатрат при эксплуатации анодного заземлителя за счет минимального переходного сопротивления анод - провод токоввода притом, что в качестве анода использован электрод.

Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:

на фиг.1 - общий вид анодного заземлителя с лыской на вставке контактного узла с конической поверхностью;

на фиг.2 - то же, без лыски на вставке контактного узла с конической поверхностью, металлической пластиной с монтажным отверстием;

на фиг.3 - сечение по А-А анодного заземлителя с лыской на вставке контактного узла с конической поверхностью;

на фиг.4 - сечение по Б-Б анодного заземлителя без лыски на вставке контактного узла с конической поверхностью;

на фиг 5 - общий вид анодного заземлителя с лыской на вставке контактного узла с цилиндрической поверхностью;

на фиг 6 - то же без лыски на вставке контактного узла с цилиндрической поверхностью, металлической пластиной с монтажным отверстием;

на фиг 7 - сечение по В-В анодного заземлителя с лыской на вставке контактного узла с цилиндрической поверхностью;

на фиг 8 - сечение по Г-Г анодного заземлителя без лыски на вставке контактного узла с цилиндрической поверхностью.

Заявляемая полезная модель может быть осуществлена с реализацией указанного назначения следующим образом. Анодный заземлитель состоит из литого электрода 1, который выполнен из ферросилида - высококремнистого чугуна, например ЧС-15ГОСТ 7769-82, обладающего высокой коррозионной стойкостью в растворах солей, кислот (кроме соляной) и щелочей, что увеличивает срок его эффективной работы. С электродом 1 соединен провод токоввода 2 от станции катодной защиты. Соединение провода токоввода 2 с литым электродом 1 выполнено посредством контактного узла (самостоятельной позицией на чертеже не обозначен), включающего металлическую вставку 3 и зажимную втулку 4. Вставка 3 выполнена в виде усеченного конуса, на конической поверхности которого под провод токоввода 2 выполнена лыска 5 - плоский срез. Вставку 3 устанавливают при отливке в цилиндрическом углублении электрода 1, при этом в основании вставки 3 выполнены армирующие выступы 6, обеспечивающие надежное закрепление вставки 3 в электроде 1 при его отливке. Для крепления провода токоввода 2 на вставке 3 использована зажимная втулка 4, внутренняя поверхность которой выполнена конической в виде ответной поверхности по отношению к конической поверхности вставки 3, образуя с ней контактный узел, обеспечивающий надежность контакта провода токоввода 2 с электродом 1. При сборке анодного заземлителя провод токоввода 2 пропускают через зажимную втулку 4, выводят за ее нижний торец и подгибают его конец по наружной поверхности зажимной втулки 4. Далее зажимную втулку 4 с проводом токоввода 2 ориентируют по лыске 5 вставки 3 и продвигают их к ее основанию, при этом провод токоввода 2 не смещается относительно его центральной оси и происходит равномерное надежное соединение-поджим по всей длине провода токоввода 2 к вставке 3 в контактном узле. Затем зажимную втулку 4 усилием забивают до упора на вставке 3. При этом зажимная втулка 4, соответствует любому типу-размеру провода токоввода 2 диаметром, например 8 мм, 10 мм или 16 мм, с обеспечением зажимной втулкой 4 его надежного контакта с вставкой 3, поэтому для сборки анодного заземлителя не требуются сборщики высокой квалификации, что актуально в случаях сборки анодных заземлителей на месте установки. Входной участок провода токоввода 2 помещен в трубку 7 из поливинилхлорида (ПВХ), для предохранения его медных жил от повреждения при изгибании. Для предотвращения коррозии контактного узла его герметизируют. Для этого на электроде 1 со стороны контактного узла расположена термоусадочная муфта 8, в которой выполнено отверстие 9 для заливки герметика и отверстие 10 для вывода провода токоввода 2. Возможно использование защитного колпака из пластмассы с соответствующими отверстиями. Контактный узел залит герметиком 11, в качестве которого использована термореактивная полимерная смола. С другого конца электрод 1 содержит металлическую пластину 12 с монтажным отверстием 13 для удобства монтажа анодного заземлителя. В пластине 12 выполнены армирующие отверстия (на чертеже не показаны) для ее надежного крепления в электроде 1 при его отливке. Установка металлической пластины 12 обусловлена требованием заказчика. Альтернативный вариант выполнения контактного узла, состоит в том, что вставка 14 выполнена в виде металлического стержня с цилиндрической частью у основания 15 под зажимную втулку 16 и с направляющей частью 17, которая выполнена меньшим диаметром чем цилиндрическая часть 15 вставки 14 для центрирования зажимной втулки 4 на вставке 3. На одном из участков поверхности цилиндрической части 15 вставки 14, под провод токоввода 2, выполнена лыска 5 - плоский срез. Зажимная втулка 16 выполнена с цилиндрической внутренней поверхностью. Альтернативный вариант выполнения контактного узла анодного заземлителя не изменяет его конструкцию, и позволяет получить тот же технический результат - обеспечение надежного крепления провода токоввода на вставке контактного узла за счет обеспечение контакта провода токоввода по всей его длине на вставке, и снижение энергозатрат при эксплуатации анодного заземлителя за счет минимального переходного сопротивления анод - провод токоввода притом, что в качестве анода использован электрод.

Анодный заземлитель, предназначенный для работы в земле в качестве анода при защите от электрохимической коррозии металлических сооружений и коммуникаций, в том числе магистральных нефтегазопроводов, контактирующих с грунтом и водой, работает следующим образом. Анодные заземлители укладывают горизонтально или вертикально ниже уровня промерзания грунта и выше уровня грунтовых вод, при этом они соединены проводами токоввода 2 со станцией катодной защиты. При этом положительный полюс присоединяют к электроду 1, а отрицательный полюс к защищаемой металлической поверхности, являющейся катодом. По проводам от станции катодной защиты проходит постоянный ток расчетной силы и напряжения, который поступает на электрод 1. Проходя по ферросилидовому электроду 1 ток равномерно распределяется и растекается по пластам грунта, окружающего электрод 1, на поверхности которого протекает анодный процесс окисления и электрод 1 начинает постепенно растворяться. Защищаемая металлическая поверхность, в результате этого перестает подвергаться коррозионному разрушению, потому что анодные заземлители всю коррозию защищаемой металлической поверхности принимают на себя. При катодной поляризации уменьшение скорости анодной реакции эквивалентно уменьшению скорости коррозии.

Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление анодного заземлителя, с реализацией указанного назначения, подтверждает соответствие заявленной полезной модели условию патентоспособности - промышленная применимость.

Экспликация чертежей полезной модели:

1 - электрод

2 - провод токоввода

3 - вставка с конической поверхностью

4 - зажимная втулка с конической внутренней поверхностью

5 - лыска

6 - армирующий выступ

7 - трубка

8 - термоусадочная муфта

9 - отверстие для заливки герметика

10 - отверстие для вывода провода токоввода

11 - герметик

12 - металлическая пластина

13 - монтажное отверстие

14 - вставка с цилиндрической частью под зажимную втулку

15 - цилиндрическая часть

16 - зажимная втулка с цилиндрической внутренней поверхностью

17 - направляющая часть вставки.

1. Анодный заземлитель, содержащий литой электрод и провод токоввода, соединенный с ним посредством контактного узла, который расположен в глухой полости электрода и залит герметиком, отличающийся тем, что контактный узел состоит из металлической вставки с конической или цилиндрической поверхностью под зажимную втулку с конической или цилиндрической внутренней поверхностью, с возможностью крепления провода токоввода на вставке.

2. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде усеченного конуса.

3. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде металлического стержня с цилиндрической частью у основания под зажимную втулку и с направляющей частью, которая выполнена меньшим диаметром, чем цилиндрическая часть у основания вставки, с возможностью центрирования зажимной втулки на вставке.

4. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что на конической поверхности вставки выполнен плоский срез.

5. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности цилиндрической части выполнен плоский срез.

6. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность зажимной втулки выполнена конической.

7. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность зажимной втулки выполнена цилиндрической.

8. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что на основании вставки выполнены армирующие выступы, с возможностью надежного закрепления вставки в электроде при его отливки.

9. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида, с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.

10. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод снабжен термоусадочной муфтой с отверстиями для заливки герметика и для вывода провода токоввода или защитным колпаком с соответствующими отверстиями, с возможностью защиты контактного узла.

11. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод содержит металлическую пластину с монтажным отверстием.

12. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен из высоколегированного кремнистого чугуна.

13. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве герметика использована термореактивная полимерная смола.