Сдвиговые сильфонные компенсаторы

Описание сильфонных компенсаторов сдвигового типа

Сильфонные компенсаторы сдвигового типа представляет из себя шарнирную конструкцию, которая состоит из сильфона, присоединительной и ограничительной арматуры.Сдвиговые компенсаторы воспринимают деформации сдвига — направление перемещения направлено перпендикулярно оси компенсатора.Присоединительная арматура — патрубки под при0варку или фланцевое соединение.

Ограничительная арматура — шарнирные тяги, предназначены для восприятия распорных усилий, возникающих от действия внутреннего давления и не допускать изменения длины компенсатора (удлинения, укорочения). Кроме того тяги должны обеспечивать компенсацию сил, возникающих в системах труб и аппаратов, подвергающихся температурным деформациям. Конструкция ограничительной арматурой, её размеры и выбор материала не имеет принципиального значения для заказчика, так как при расчёте учитываются максимально допустимые нагрузки при заданной температуре.

Распорные усилия, возникающие в компенсаторе, рассчитываются как произведение эффективной площади сильфона на величину внутреннего давления. Например, компенсатор с 2 номинальным диаметром DN 400 мм имеет эффективную площадь около 1632 см. Таким образом распорное усилие, действующее на ограничительную арматуру, при давлении 25 кгс/см2 будет составлять 1632ּ25 = 40 800 кгс.

Сдвиговые компенсаторы не требуют обслуживания во время эксплуатации.

Ограничительная арматура

Ограничительная арматура, выполненная в виде резьбовых шпилек со сферическими опорными шайбами (см. рис. 1) или с тросовыми тягами (см. рис. 2), позволяет компенсатору воспринимать сдвиговые перемещения во всех направлениях. Однако эти компенсаторы, как правило, имеют ограничения по рабочему давлению (величине распорного усилия).

Для более нагруженных сдвиговых компенсаторов тяги ограничительной арматуры изготавливается в виде планок, соединенных шарниром. На рис. 3 изображен компенсатор, у которого шарнирное соединение планок ограничительной арматуры выполнено в виде оси. Такое соединение позволяет компенсатору воспринимать как сдвиговые, так и незначительные угловые перемещения только в одной плоскости. Когда требуется компенсатор, который может воспринимать сдвиговые перемещения во всех направлениях, применяется карданное соединение элементов ограничительной арматуры, см. рис. 4.

Величина сдвига

Компенсирующая способность сдвигового компенсатора (величина сдвига) зависит не от конструкции деталей присоединительной и ограничительной арматуры, а от следующих факторов:

От жесткости сильфона (геометрических размеров гофров сильфона)
От длины сильфона (количества гофров)
От длины промежуточной вставки, если компенсатор двухсильфонный.

На приведенных ниже рисунках изображен принцип работы сдвиговых компенсаторов: односильфонного (рис. 5) и двухсильфонных с короткой (рис.6) и удлиненной (рис.7) промежуточной трубной вставкой. Из рисунков видно, что длина промежуточной вставки между сильфонами пропорционально увеличивает сдвиг компенсатора.

При заказе компенсаторов проектант трубопроводной системы должен, прежде всего, указать основные технические параметры: рабочее давление, температура, величина рабочего хода (сдвиг) и требуемое количество циклов (назначенная наработка). На основании этих исходных данных, в зависимости от величины рабочего хода и назначенной наработки разработчик компенсаторов определяет наиболее оптимальный тип изделия.

Сдвиговые компенсаторы поставляются как с патрубками под сварку, так и с фланцами, а также и со специальными присоединительными размерами по требованию заказчика.Как уже выше было изложено, сдвиговые компенсаторы воспринимают только сдвиговые перемещения, т. е. в направлении, перпендикулярном продольной оси компенсатора. Поэтому монтаж сдвиговых компенсаторов целесообразно осуществлять в естественные, определенные расположением трубопровода, повороты. Если таковые отсутствуют, например, при прямых участках трубопровода большой протяженности, необходимо предусмотреть U- образный отвод для установки компенсатора.

При прокладке трубопроводов со сдвиговыми компенсаторами следует стремиться к 0 созданию углов 90 .

Приводимые ниже основные типовые схемы компенсации не предполагаю выбора типа сдвиговых компенсаторов — односильфонный или двухсильфонный и какое конструктивное решение ограничительной арматуры. Для наглядности на схеме изображены двухсильфонные сдвиговые компенсаторы.

Сдвиговые компенсаторы, как и другие типы компенсаторов, подвергаются предварительной деформации, чтобы оптимально использовать их возможности. Ниже приводятся функциональные схемы сдвиговых компенсаторов в монтажном и рабочем положениях.