Соединение трубопроводов

Союз СоветскинСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 838262(22) Заявлено4. 09. 79 (21) 2818946/29-08с присоединением заявки РЙ(51)М. Кл. Р 16 1. 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубопроводов, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для работы с криогенными жидкостями.5Известны разборные соединения трубопроводов, содержащие, например, фланцы с креплениями болтового или иного типа и с выполненными на торцо 1 О вых стыковочных поверхностях фланцев элементами уплотнения типа "шип-паз", образующих в их состыкованном состоянии замкнутую кольцевую полость. Материал для уплотнительных прокладок15 подбирается в зависимости от условий эксплуатации, Например, в соединениях трубопроводов для криогенных жидкостей применяются прокладки из поронита, фторопласта, поликарбоната. Надежность герметичности известных соединений трубопроводов считается удовлетворительной при условии их работы в течение продолжительного отрезка времени 2без разборки и повторной сборки. В случае необходимости разборки и повторной сборки обычно удаляют старую деформированную прокладку и устанавливают новую 1 ).Недостатком известных устройств явсляется необходимость замены уплотнительной прокладки при повторной сборке.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение трубопроводов, содержащее фланцы с кольцевыми уплотнениями, образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналами с источником питания.Источник питания осуществляет подачу газа с постоянным расходом в замкнутую кольцевую полость, где создается давление, превышающее давление в трубопроводе. Из-за перепада давлений часть газа из замкнутой кольцевой полости попадает в проточную часть трубопровода, что не позволяет исполь3 83826 зовать данное соединение трубопроводов при работе с криогенными жидкостями, имеющими высокую степень очистки 121.Недостатком данного соединения трубопроводов являются его невысокие эксплуатационныекачества, такие как повышенное газосодержание заправляемой криогенной жидкости,: увеличенное количество дренируемого газа, Все это приводит к необходимости увеличения 10 проходного сечения дренажного клапана, устанавливаемого на заправляемой емкости.Цель изобретения - улучшейие.эксплуатационных качеств устройства. 15Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем фланцыс кольцевыми уплотнениями .типа шиппаэ", образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналами с источником питания, один из фланцев выполнен с кольцевой внутренней полостью, прилегающей к донной части паза и сообщенной каналами с проточ ной частью трубопровода, источником питания и газосборником, а другой имеет шип, выполненный с режущей кольцевой кромкой на его переднем торце.На фиг. 1 представлено соединение 3 о трубопроводов в состыкованном состоянии, продольный разрез; на фиг.2 -узел 1 на фиг.1; на фиг. 3 - схема заправки транспортировочной емкости криогенной жидкостью. 35 Для обеспечения работоспособностисоединения трубопроводов температура перехода уплотнительного вещества из жидкой фазы в твердую должна быть выше температуры криогенной жидкости в проточной части трубопровода 9, По окончании процесса заправки транспортировочной емкости 20 прекращается подача криогенной жидкости в проточную часть трубопровода 9, закрываются заправочные вентили 23 и 24, из проточной части трубопровода 9 сливаются остатки криогенной жидкости. Источник 14 питания осуществляет подачу нагретого осушенного газа по каналам 13 в кольцевую внутреннюю поПредлагаемое соединение трубопроводов состоит из фланцев 1 и 2 и узла 3 крепления. Фланец 1 имеет шип 4 в виде кольцевого выступа с режущей 40 кольцевой кромкой 5. Фланец 2 имеет паз 6 в виде кольцевой канавки. К донной части паза 6 прилегает кольцевая внутренняя полость 7, которая соединена каналами 8 с проточной час тью трубопровода 9, каналами 1 О е датчиком 11 давления и источником 12 питания, подающим уплотнительное вещество в газообразной или жидкой фазе, например воду, каналами 13 с источником 14 питания, подающим нагретый осушенный газ, например воздух, а также каналами 15 с газосборниКом 16, На фланце 2 установлены две кольцевые прокладки 17, например из фторопласта, обеспечивающие герметичность замкнутой кольцевой полости 18, и выполнен кольцевой выступ 19, исключающий попадание уплотнительного 2 4вещества после расстыковки фланцев 1 и 2 в проточную часть трубопровода 9. Для обеспечения заправки транспортировочной емкости 20 из цистерны 21 криогенной жидкостью, например жидким кислородом, транспортировочная ем-кость 20 снабжена дренажным клапаном 22, а на трубопроводе 9 установле- ны заправочные вентили 23, 24 и фильтр 25, например, из металлической мелкоячеистой сетки.Устройство работает следующим образом.В раздаточный цех готовой продукции последовательно подаются транспортировочные емкости 20, которые своим фланцем 1 автоматически стыкуются с фланцем 2 цистерны 2 с заправляемой криогенной жидкостью. Фланцы 1 и 2 фиксируются в состыкованном положении при помощи узла 3 крепления, а шип 4 и паз 6 на их стыковочных позерхностях образуют замкнутую коль- Уцевчю полость 18. Источник 12 питаниФ осуществляет подачу уплотнительного вещества, например, воды, в замкнутую кольцевую полость 18 по каналам 10. На одном из каналов 10 установлен датчик 11 давления, который по достижению расчетного давления, свидетельствующего о полном заполнении замкнутой кольцевой полости 18, дает команду на открытие заправочных вентилей 23 и 24 и подачу криогенной жидкости в проточную часть трубопровода 9. Криогенная жидкость из проточной части трубопровода 9 поступает в кольцевую внутреннюю полость 7 по каналам 8. В результате большого перепада температур уплотнительное вещество переходит в твердую фазу, образуя тем самым надежное уплотнение.5 8382 лость 7, откуда газ по каналам 15 попадает в гаэосборник 16, а по каналам 8 в проточную часть трубопровода 9. Возникает перепад температур между уплотнительной прокладкой, находящейся в паэе 6 и нагретым газом, В результате интенсивного теплообмена уплотнительная прокладка переходит в жидкую или газообразную фазу, уменьшается сила сцепления уплотнительной прокладки со стыковочными поверхностями фланцев 1 и 2. После расчетного времени продувки нагретый газом производится отвод узла 3 крепления и расстыковка фланцев 1 и 2, при этом д уплотнительная прокладка в газообразной или жидкой фазе уходит в атмосферу. После этого соединение трубопро- . водов готово к стыковке и заправке следующей транспортировочной емкости 20Для повторной надежной стыковки фланцев 1 и 2 и последукщего гаран- . тированного заполнения паза б уплотнительным веществом в случае, если И уплотнительное вещество в твердой фазе осталось в пазе 6, предусмотрена режущая кольцевая. кромка 5 на переднем торце шипа 4, которая дробит ос,татки уплотнительной прокладки.Кольцевые прокладки 17 предназначены только для предотвращения утечки уплотнительного вещества из паза 6 в состыкованном положении фпанцев 1 и 2. Они рассчитаны на невысокое из- з быточное давление, создаваемое ис 62 6точником 12 питания, которое значительно меньше давления заправляемой криогенной жидкости. А так как при стыковке фланцев 1 и 2 создается невысокое удельное давление на кольцевые прокладки 17, то они обеспечивают многократный процесс стыковки-расстыковки. формула изобретения Соединение трубопроводов, преимущественно для криогенных жидкостей, содержащее фланцы с кольцевыми уплотнениями типа "шип-паэ"; образующими замкнутую кольцевую полость в состыкованном состоянии, соединенную каналамис источником питания и газосборником,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности герметичности соединения, один из фланцев выполнен с кольцевой внутренней полостью, прилегающей к донной части пазаи сообщенной каналами с проточнойчастью трубопровода, источником питания и гаэосборником, а шип другогофланца выполнен с режущей кромкой наего переднем торце.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. М., "Машиностроение", 1965,с. 52-60.2. Авторское свидетельство СССРФ 706638, кл. Т 16 Ь 23/00, 1978.а Редактор Л, По Корректо А.ГриценкПодписное Зака 1130 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 391/5НИИПИ Госпо дела35, Москв дарств изобр Жвитель Р. Хл д . А. Бабине 1006 ого комитета СССРний и открытий аушская наб., д. 4/5