Термогидроизолированный сильфонный компенсатор
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к теплогидроизолированным сильфонным компенсационным устройствам для подземной прокладки теплотрасс. Теплогидроизолированный сильфонный компенсатор содержит стальной сильфон, который жестко соединен с металлическими патрубками и размещен в стальном футляре, и нанесенную на них теплоизоляцию из пенополиуретана и гидрозащитную оболочку из полиэтилена. Согласно полезной модели вокруг трубопровода (патрубок) с одной стороны сильфона образован свободный от теплоизоляции кольцевой участок, на который нанесен слой теплоизоляции из минеральной ваты, гидроизолированный с помощью термоусаживаемой муфты, закрепленной со стороны сильфона с помощью клеевой ленты, а с другой стороны - между муфтой и гидрозащитной оболочкой помещена лента из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя. Полезная модель позволяет повысить герметичность уплотнительной системы и надежность защиты изоляции от попадания грунтовых вод. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к теплогидроизолированным сильфонным компенсационным устройствам (СКУ) для подземной прокладки теплотрасс.
Известен теплогидроизолированный сильфонный компенсатор, содержащий стальной сильфон, который жестко соединен с двух сторон с металлическим трубопроводом и размещен в стальном футляре, нанесенную на них теплоизоляцию из пенополиуретана (ППУ) и гидрозащитную оболочку (патент ЕР 0047242, кл. F16L 59/00, 30.04.1981).
Недостатком известного компенсатора является слабая защита участка теплоизоляции применяемой конструкции системы уплотнения, не обеспечивающая достаточную герметичность от попадания грунтовой воды в зону теплоизоляции.
Задача полезной модели - повысить герметичность и улучшить надежность защиты теплоизоляции сильфонного компенсатора.
Поставленная задача достигается тем, что в теплогидроизолированном сильфонном компенсаторе, содержащем стальной сильфон, который жестко соединен с металлическими патрубками и размещен в стальном футляре, и нанесенную на них теплоизоляцию из ППУ и гидрозащитную оболочку из полиэтилена (ПЭ), вокруг стального патрубка (с одной или двух сторон стального сильфона) образован свободный от теплогидроизоляции кольцевой участок, на который нанесен слой теплоизоляции из минеральной ваты, гидроизолированный с помощью термоусаживаемой муфты (ТУМ), жестко
закрепленной к гидрозащитной оболочке со стороны сильфона с помощью клеевой ленты, а с другой стороны - между муфтой и гидрозащитной оболочкой нанесена лента из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя.
В процессе эксплуатации существующих систем сальниковых уплотнений для создания герметичности существующих конструкций СКУ в результате трения расширяется изначальный зазор между подвижными и неподвижными частями гидрозащитных слоев патрубок и система гидрозащиты теряет свою надежность.
Применение нетвердеющего герметизирующего уплотнителя (НГУ) в зоне уплотнения при осевых перемещениях трубопроводов (растяжка - сжатие) на величину амплитуды осевого хода (±
) в результате изменения коэффициента линейного термического расширения трубопроводов, НГУ только деформируется, не нарушая сплошность на поверхности оболочки (по всей окружности), и не появляются каналы и трещины из-за высокой вязкости и хорошей адгезии НГУ к различным поверхностям. Это обеспечивает гарантированную надежность уплотнения и герметичности конструкции.
На чертеже изображен продольный разрез теплоизолированного сильфонного компенсатора.
Предлагаемый теплогидроизолированный сильфонный компенсатор содержит стальной сильфон 1, соединенный с двух сторон с металлическими (как правило, стальными) патрубками 2. Сильфон 1 размещен в стальном футляре 3. На всю стальную конструкцию нанесена теплоизоляция 4 из ППУ и гидрозащитная оболочка 5. Вокруг стального патрубка 2, соединенного с трубопроводом теплотрассы, образован свободный от теплогидроизоляции разрыв в виде кольцевого участка 6, на который нанесен слой теплоизоляции из минеральной ваты 7. Участок 6 гидроизолирован с помощью термоусаживаемой муфты 8. Муфта со стороны сильфона жестко закреплена к гидрозащитной оболочке с помощью клеевой ленты 9, а с другой стороны - муфта с внутренней
стороной соединена с гидрозащитной оболочкой 5 с помощью ленты 10 из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя. В теплоизоляции расположены два проводника 11 для оперативного дистанционного контроля состояния влажности. Внутри стального футляра со стороны свободного от теплогидроизоляции кольцевого участка 6 расположены стальные опорные скобы 12, а с наружи стального футляра с противоположной стороны кольцевого участка 6 расположено стальное кольцо с косынками 13.
Гидрозащитную систему уплотнения компенсатора изготавливают следующим образом.
Освобождают участок 6 от исходной жесткой ППУ-изоляции и наносят на ее место слой минеральной ваты 7 со сжимаемостью более 80% (что соответствует исходной плотности теплоизоляции 30-40 кг/м3). Для защиты теплоизоляции и обеспечения герметичности этого участка от попадания влаги в процессе эксплуатации в условиях наличия грунтовых вод на теплотрассе, со стороны торца теплоизоляции вокруг участка 6 на расстоянии от края по всей окружности гидрозащитной оболочки наматывают ленту НГУ 10 толщиной 2 мм. Со стороны сильфона 1, начиная с края участка 6 на гидрозащитной оболочке 5 наматывают клеевую ленту 9, которая служит адгезионным и герметизирующим слоем между муфтой и гидрозащитной оболочкой 5. Таким образом на подготовленную поверхность ПЭ-оболочки устанавливают ТУМ 8.
Вначале термоусадку муфты проводят на участке с клеевой лентой 9, жестко фиксируя ее с ПЭ-оболочкой, затем термоусадку продолжают на участке с НГУ 10. Муфту 8, находящуюся на участке 6, предназначенного для перемещения теплогидрозащитного слоя стального патрубка, не подвергают термоусадке, чтобы не создать дополнительное препятствие осевым перемещениям трубопроводов.
Пример выполнения.
Был изготовлен теплогидроизолированный сильфонный компенсатор с тепловой изоляцией из ППУ в гидрозащитной оболочке из ПЭ, содержащий гофрированный сильфон из многослойной нержавеющей стали с двухсторонними стальными патрубками и стальной футляр. На специально освобождаемом от теплогидроизоляции стального патрубка участке шириной, равноценной двойной амплитуде осевого хода сильфона, наносят новую теплоизоляцию из минеральной ваты с плотностью 30-40 кг/м3 , теплопроводностью 0,045-0,055 Вт/м°С толщиной, аналогичной толщине теплоизоляции на трубопроводе. Вокруг этого участка на гидрозащитной оболочке, начиная со стороны сильфона, на расстоянии от края участка 6 (20±5)мм по всей окружности оболочки наматывают клеевую ленту под муфту шириной (80±10)мм и фиксируют нахлест. На другой стороне этого участка, также на расстоянии от края (20±5)мм по окружности гидрозащитной оболочки наматывают ленту НГУ шириной 50-70 мм, толщиной (2±0,1)мм. Сверху на этот подготовленный участок оболочки одевают ТУМ и проводят термоусадку мягким пламенем газовой горелки, причем вначале муфту жестко фиксируют к оболочке со стороны клея расплава, затем термоусадку продолжают начиная с участка НГУ и постепенно переходя к краю муфты.
Испытание герметичности изготовленного компенсатора описываемой конструкции 
89/180 мм, а также 219/315 мм проводили на стенде в условиях погружения в воду при температуре окружающего воздуха 0 - +3°С и циклического воздействия «растяжка» на величину амплитуды осевого хода, равного 40 мм для данной марки и диаметра сильфона с выдержкой в течение 24 часов и отпуск - с последующим «сжатием» на величину с выдержкой также в течение 24 часов. После 20 таких полных циклов испытаний вскрытие зоны под муфтой показало, что сплошность НГУ не повреждена и вода из окружающей среды не попала в зону, где находятся минеральная вата и ППУ-изоляция.
Теплогидроизолированный сильфонный компенсатор, содержащий сильфон из нержавеющей стали, который жестко соединен с металлическими патрубками и размещен в стальном футляре, нанесенную на них теплоизоляцию из жесткого пенополиуретана и гидрозащитную оболочку из полиэтилена, отличающийся тем, что вокруг стального патрубка образован свободный от теплогидроизоляции кольцевой участок, на который нанесены слой теплоизоляции из минеральной ваты и гидроизоляция с помощью термоусаживаемой муфты, причем муфта жестко закреплена со стороны сильфона к гидрозащитной оболочке с помощью клеевой ленты, а с другой стороны между муфтой и гидрозащитной оболочкой помещена лента из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя.
