Устройство центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа “труба в трубе”

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРИРОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ТРУБЫ В КОАКСИАЛЬНОЙ КОМПОЗИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ ТИПА ТРУБА В ТРУБЕ(72) Авторы БЭР Харри ВольфгангАбражевич Святослав Иванович(57) 1. Устройство центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе, выполненное в виде кольца, диаметр которого выбран с возможностью посадки на внутреннюю трубу, снабженного внешними радиальными элементами равной длины, размещенными с шагом по периметру кольца, при этом длина внешних радиальных элементов выбрана с возможностью обеспечения взаимодействия их свободных концов,выполненных в виде опорных поверхностей, с внутренней поверхностью трубы-оболочки, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один внешний радиальный элемент дополнительно снабжен средством фиксации положения провода контрольной линии, кольцо выполнено разрезанным в продольном направлении, при этом оно снабжено средством замыкания. 10352. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности кольца соответственно внешнему радиальному элементу выполнен внутренний радиальный элемент, высота которого выбрана с возможностью взаимодействия с внутренней трубой. 3. Устройство по любому из п. 1 или 2, отличающееся тем, что на свободном конце внешнего радиального элемента с одной торцевой стороны выполнена фаска. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что средство замыкания расположено на границе разреза перпендикулярно внешней поверхности кольца и снабжено элементом замыкания. 5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что средство фиксации положения провода контрольной линии выполнено в виде ушка, снабженного сквозным отверстием, ось которого расположена параллельно оси кольца. 6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что средство фиксации положения провода контрольной линии выполнено в виде крючкообразного элемента.(56) 1. Технология и оборудование изоляции. ЗАО ТВЭЛ-Теплорос. Настоящая полезная модель относится к элементам конструкций типа труба в трубе,в частности к центрирующим элементам, и может быть использована для центрирования внутренней трубы в трубе оболочке (для любого диаметра труб и любого соотношения диаметров труб) в процессе производства коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе, например в процессе производства предварительно изолированных труб. В связи с активным развитием производства предварительно изолированных труб актуальным является вопрос усовершенствования отдельных элементов конструкции типа труба в трубе и/или технологических операций производства такой конструкции. Одной из важнейших технологических операций является центрирование внутренней трубы в трубе-оболочке, что позволяет обеспечить беспроблемную стыковку и соединение при помощи стандартных муфт и т.п. изделий отдельных отрезков труб при монтаже теплотрасс. Для центрирования внутренней трубы по отношению к трубе оболочке традиционно используют специальные устройства центрирования различных конструкций. Наиболее близким к заявляемому по своей сущности является устройство центрирования, выполненное в виде кольца, диаметр которого выбран с возможностью посадки на внутреннюю трубу, снабженного внешними радиальными элементами равной длины, размещенными с шагом по периметру кольца, при этом длина внешних радиальных элементов выбрана с возможностью обеспечения взаимодействия их свободных концов,выполненных в виде опорных поверхностей, с внутренней поверхностью трубы-оболочки 1. Такая конструкция, в общем, обеспечивает точное и надежное центрирование внутренней трубы по отношению к трубе оболочке, однако, для ее установки на внутреннюю трубу необходимо достаточно большие усилия, поскольку диаметр внутреннего кольца выбран с учетом необходимой надежной фиксации на трубе в рабочем положении. Большие усилия, прилагаемые к устройству центрирования, могут вызвать деформации, как в самом устройстве, так и в поверхности трубы-оболочки, которая выполняется, как правило,из полимерных материалов, что может повлечь искажение при центрировании. Кроме того,описанное устройство не предусматривает возможности фиксации положения контрольного провода во избежание контакта с поверхностями внутренней трубы и трубы-оболочки. Таким образом, задачей полезной модели является создание простого и надежного устройства центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе. Устройство должно обеспечивать более высокую точность центрирования,возможность фиксации контрольных проводов различного диаметра, а также удобное, про 2 1035 стое и без значительных усилий размещение на внутренней и во внешней трубах. Устройство также должно обеспечивать улучшение теплоизоляции внутренней трубы. Поставленная задача решается устройством центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе, выполненным в виде кольца,диаметр которого выбран с возможностью посадки на внутреннюю трубу, снабженного внешними радиальными элементами равной длины, размещенными с шагом по периметру кольца, при этом длина внешних радиальных элементов выбрана с возможностью обеспечения взаимодействия их свободных концов, выполненных в виде опорных поверхностей,с внутренней поверхностью трубы-оболочки, за счет того, что, по меньшей мере, один внешний радиальный элемент дополнительно снабжен средством фиксации положения провода контрольной линии, кольцо выполнено разрезанным в продольном направлении,при этом оно снабжено средством замыкания. Такая конструкция позволяет осуществлять простую и точную посадку кольца на внутреннюю трубу с последующей надежной фиксацией на заданном участке трубы. На внутренней поверхности кольца соответственно внешнему радиальному элементу может быть выполнен внутренний радиальный элемент, высота которого выбрана с возможностью взаимодействия с внутренней трубой. Несмотря на простоту решения, внутренний радиальный элемент в процессе производства и эксплуатации коаксиальной композитной конструкции типа трубу в трубе может выполнять несколько различных функций. Так, при монтаже конструкции благодаря повышенной эластичности кольца, на внутренней поверхности которого выполнены внутренние радиальные элементы, а также благодаря наличию разреза, кольцо без усилий устанавливается на заданном участке внутренней трубы и взаимодействует с поверхностью внутренней трубы только через внутренние радиальные элементы. После установки внутренней трубы с зафиксированным на ней необходимым количеством устройств центрирования в трубе-оболочке и запенивания межтрубного пространства теплоизолирующая пена проникает, в том числе, и между поверхностью внутренней трубы и внутренней поверхностью кольца на участке кольца, где не предусмотрены внутренние радиальные элементы. Таким образом, теплоизолированной оказывается наибольшая возможная площадь внутренней трубы (трубы с теплоносителем) в зоне установки устройства центрирования. Также предпочтительным является выполнение фаски на свободном конце внешнего радиального элемента с одной торцевой стороны. Это позволяет без чрезмерных усилий,которые могут привести к повреждению внутренней поверхности трубы-оболочки, например к образованию царапин, устанавливать внутреннюю трубу с зафиксированными на ней устройствами центрирования в полости трубы-оболочки при условии контакта опорных поверхностей всех внешних радиальных элементов устройства центрирования с внутренней поверхностью трубы-оболочки. Средство замыкания предпочтительно расположено на границе разреза перпендикулярно внешней поверхности кольца и снабжено элементом замыкания. Такая конструкция средства замыкания предполагает возможность различных вариантов реализации с использованием элементов и средств, хорошо известных специалистам в данной области техники. В одном из возможных предпочтительных вариантов реализации средство фиксации положения провода контрольной линии выполнено в виде ушка, снабженного сквозным отверстием, ось которого расположена параллельно оси кольца. При этом размер ушка, а также диаметр отверстия могут варьироваться в широком диапазоне значений, выбор которых определяется типом и размерами контрольных проводов и/или контрольных линий,положение которых будет фиксироваться данным средством фиксации. В другом из возможных предпочтительных вариантов реализации средство фиксации положения провода контрольной линии выполнено в виде крючкообразного элемента. Как и в описанном выше варианте реализации, форма и размер крючкообразного элемента зависят от типа и размера контрольного провода и/или контрольной линии. При этом спе 3 1035 циалистам в данной области техники не составит особого труда осуществить выбор варианта реализации средства фиксации и размеров отдельных его элементов при наличии конкретного контрольного провода и/или линии. В наиболее общем случае, одно устройство центрирования может содержать на различных внешних радиальных элементах средства фиксации положения провода контрольной линии, выполненные в соответствии с различными вариантами реализации и имеющие различные размеры. Ниже полезная модель будет более подробно описана со ссылкой на позиции чертежей, на которых изображен один из возможных предпочтительных, но не ограничивающих, примеров реализации заявляемого устройства центрирования в различных видах. В частности, на чертежах представлены фиг. 1 - вид спереди устройства для центрирования в одном из предпочтительных вариантов реализации фиг. 2 - местный вид по стрелке А на фиг. 1 фиг. 3 - поперечное сечение коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе по месту установки устройства центрирования. На фиг. 1 изображено устройство центрирования (вид спереди) в одном из возможных предпочтительных вариантов реализации. Устройство 1 центрирования выполнено в виде кольца 2, снабженного внешними радиальными элементами 3. На свободных концах внешних радиальных элементов 3 выполнены опорные поверхности 4. В данном варианте реализации устройство 1 центрирования снабжено четырьмя внешними радиальными элементами 3, распределенными по периметру кольца 2 с равным шагом (угол между внешними радиальными элементами составляет 90). Однако для специалиста в данной области техники не составит большого труда реализовать устройство центрирования с заявленными признаками, снабженное отличным от четырех количеством внешних радиальных элементов 3. Длина внешних радиальных элементов выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от внутреннего диаметратрубы-оболочки (фиг. 3). В данном варианте реализации на всех четырех внешних радиальных элементах 3 предусмотрены средства фиксации положения провода,выполненные в виде ушек 5 и 6 меньшего и большего соответственно размера, снабженных сквозными отверстиями 8 и 9 меньшего и большего диаметра соответственно и крючкообразного элемента 7. На свободном конце внешних радиальных элементов 3 с одной (одинаковой для всех) торцевой стороны выполнена фаска 10. Кольцо 2 выполнено разрезанным в продольном направлении и границы разреза 11 снабжены средством 12 замыкания. В представленном на чертежах варианте реализации средство 12 замыкания выполнено перпендикулярно внешней поверхности 13 кольца 2. Например, оно может быть выполнено в виде ушек, расположенных соответственно друг другу на противоположных границах разреза 11 и снабженных соответственно расположенными сквозными отверстиями. Фиксация ушек в сомкнутом положении может быть осуществлена посредством различного подходящего крепежа. Возможны и другие подходящие и известные специалистам в данной области техники варианты реализации средства 12 замыкания. При этом основной задачей, решение которой должно обеспечить наличие средства 12 замыкания, является надежная фиксация как осевого, так и радиального положения устройства 1 центрирования на заданном участке внутренней трубы. На внутренней поверхности кольца 2 соответственно (соосно) внешним радиальным элементам 3 выполнены внутренние радиальные элементы 14. Высота внутреннего радиального элемента 14 выбирается в каждом конкретном случае в соответствии с внешним диаметром 1 внутренней трубы (фиг. 3). На фиг. 2 более детально изображен внешний радиальный элемент 3 с опорной поверхностью 4, снабженный ушком 5 для фиксации положения контрольного провода с выполненным в нем сквозным отверстием 8. На свободном конце внешнего радиального элемента 3 с одной из торцевых сторон выполнена фаска 10. 1035 На фиг. 3 изображено поперечное сечение коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе по месту установки устройства центрирования. Конструкция включает внутреннюю трубу 15 с внешним диаметром 1 для теплоносителя 16 установленное на внутренней трубе 15 устройство 1 центрирования. При этом с внешней поверхностью внутренней трубы 15 кольцо 2 устройства 1 центрирования взаимодействует только через внутренние радиальные элементы 14 труба-оболочка 17, в которой установлена и зафиксирована коаксиально с помощью устройства 1 центрирования внутренняя труба 15. При этом устройство 1 центрирования взаимодействует с внутренней поверхностью трубы-оболочки 17 через опорные поверхности 4 внешних радиальных элементов 3. теплоизоляция, которой заполнено все межтрубное пространство 18, включая зазоры 19, образованные между внутренней поверхностью кольца 2 и внешней поверхностью внутренней трубы 15 контрольный провод 20, фиксация положения которого достигается за счет размещения в сквозном отверстии 8 ушка 5. Устройство центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе работает следующим образом. Для изготовления коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе на внутреннюю, как правило металлическую, трубу 15 надевают устройство 1 центрирования. Для этого разгибают кольцо 2 по месту разреза 11, надевают на внутреннюю трубу 15 и размещают на заданном участке внутренней трубы 15. Благодаря наличию разреза 11 и внутренних радиальных элементов 14 кольцо 2 обладает повышенной эластичностью и может свободно перемещаться на внутренней трубе 15 как в осевом, так и в радиальном направлении. После того как кольцо 2 устройства 1 центрирования размещено на заданном участке внутренней трубы 15,осуществляют фиксацию положения устройства 1 центрирования. Для фиксации положения устройства 1 центрирования на внутренней трубе 15 смыкают средства 12 замыкания, выполненные на границах разреза 11, и фиксируют такое их замкнутое положение с помощью подходящих крепежных средств. В самом простейшем случае фиксацию замкнутого положения можно осуществить путем продевания через сквозные отверстия, выполненные в средствах 12 замыкания, проволоки с последующим ее закручиванием. При этом внутренние радиальные элементы 14 с усилием прижимаются к внешней поверхности внутренней трубы 15, что обеспечивает надежную фиксацию. Высота внутренних радиальных элементов 14 выбирается в зависимости от значения внешнего диаметра 1 внутренней трубы 15 таким образом, чтобы обеспечить возможность смыкания без зазора средств 12 замыкания. Правильный подбор материала, из которого изготовлено устройство 1 центрирования, который может быть без проблем осуществлен специалистом в данной области техники, позволяет обеспечить минимально необходимую деформацию внутренних радиальных элементов 14, которая позволяет говорить о надежной фиксации положения, как осевого, так и радиального, устройства 1 центрирования,что особенно важно на последующих стадиях технологического процесса изготовления конструкции, в частности при запенивании под высоким давлением межтрубного пространства 18 и 19. Надежная фиксация устройства 1 центрирования, в свою очередь, обеспечивает точность центрирования внутренней трубы 15 по отношению к трубе-оболочке 17. Контрольный провод 20, как правило, фиксируют по отношению к каждому устройству 1 центрирования посредством ушек 5, 6 или крючкообразных элементов 7 до размещения и фиксации устройств 1 центрирования на заданных участках внутренней трубы 15. При этом контрольный провод 20 должен свободно перемещаться по отношению к устройству 1 центрирования в осевом направлении. Выбор типа и размера средства фиксации положения контрольного провода 20 зависит от типа и диаметра самого контрольного провода 20. После размещения и фиксации на заданных участках внутренней трубы 15 необходимого количества устройств 1 центрирования, внутреннюю трубу 15 вводят в полость трубы-оболочки 17. При этом следует отметить, что устройства 1 центрирования должны 5 1035 быть ориентированы таким образом, что фаски 10 всех устройств 1 центрирования расположены в одном направлении - направлении помещения внутренней трубы 15 в трубуоболочку 17. Контрольный провод 20 натягивается таким образом, чтобы исключить возможность контакта с поверхностями внутренней трубы 15 и трубы оболочки 17. Как было упомянуто выше, длина внешних радиальных элементов 3 выбирается в соответствии со значением внутреннего диаметратрубы-оболочки 17 таким образом, чтобы обеспечить возможность размещения с небольшим усилием в трубе-оболочке 17 устройства 1 центрирования. Наличие фаски 10 с торцевой стороны, соответствующей направлению помещения, обеспечивает упрощение процедуры проталкивания устройства 1 центрирования в трубу-оболочку 17 и исключает возможность образования царапин и т.п. повреждений внутренней поверхности трубы-оболочки 17, которая, как правило, выполнена из пластических материалов. Взаимодействие устройства 1 центрирования с внутренней поверхностью трубыоболочки 17 осуществляется через опорные поверхности 4 внешних радиальных элементов 3. Учитывая надежную фиксацию устройств 1 центрирования по отношению к внутренней трубе 15 и трубе-оболочке 17, можно говорить о высокой точности центрирования,которое не нарушается, в том числе, и при запенивании межтрубных пространств 18 и 19,например пенополиуретаном, для создания теплоизоляции. В приведенном на чертежах варианте реализации при запенивании теплоизоляционный слой образуется, в том числе, и в межтрубном пространстве 19, образованном между внутренней поверхностью кольца 2 и внешней поверхностью внутренней трубы 15. Это несколько снижает потери тепла за счет сокращения площади контакта с нетеплоизолирующим слоем. Заявленная конструкция устройства центрирования внутренней трубы в коаксиальной композитной конструкции типа труба в трубе обеспечивает достижение технических результатов и решение поставленной задачи во всех возможных вариантах реализации в рамках заявленных существенных признаков. Заявленная конструкция устройства центрирования может быть использована во всех производствах, где необходимо получить коаксиальную конструкцию типа труба в трубе с точным и надежным позиционированием Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6