узел крепления трубы в трубных решетках

Формула изобретения

УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБЫ В ТРУБНЫХ РЕШЕТКАХ, имеющих каждая отверстия под трубы с упорным выступом по их периметру, содержащий установленные с одного торца трубы втулку и контактирующую с ней пружину, поджатую при помощи нажимной гайки и вспомогательного элемента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения герметичности при различных температурных режимах, он снабжен прокладками, размещенными в отверстиях каждой трубной решетки с примыканием одним торцом к их упорным выступам, шайбой и дополнительной пружиной, расположенными с упомянутого торца трубы между прокладкой и втулкой, при этом другой торец трубы установлен в отверстии соответствующей решетки с прилеганием к торцу прокладки, а вспомогательный элемент выполнен в виде патрубка, жестко соединенного с трубной решеткой и в который ввинчена прижимная гайка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, предназначенной для парогазовых и жидких сред с невысоким избыточным давлением и может быть использовано в энергетике и в других отраслях промышленности.

Известен узел уплотнения трубы в отверстии стенки теплообменного аппарата, состоящий из прижимной шайбы, снабженной фиксатором, контактирующим с уплотнительным кольцом, размещенным вокруг трубы. Отверстие стенки может иметь по периметру отбортовку образующую с трубой кольцевую впадину под уплотнительное кольцо. Г-образные упоры обращены полками в сторону трубы.

Известен узел соединения теплообменных труб, имеющий для каждой трубки по толщине трубной решетки два развальцовочных участка, образующих между собой замкнутые полости.

Известен узел крепления для пластмассовой трубы в трубной решетке из термопласта (принят за прототип), включающий шпильку, пропущенную по оси трубы, которая на одном конце имеет ограничитель, а на другом подвижный элемент с нажимной гайкой. Втулки расклинивают трубку в конусообразных отверстиях трубных досок. Они выполнены с отверстиями с торца для шпильки и сбоку для прохода среды. Шпилька доски заключена в корпус входа и выхода среды.

Герметичность уплотнения между теплообменными средами осуществляется с помощью нажимной гайки, которая прижимает пластмассовую трубку концевыми участками к коническим выступам. В случае протекания трубы следует подтянуть нажимную гайку. Со стороны внешней среды плотность обеспечивается за счет использования манжет между шпилькой и подвижным элементом, а также между ним и корпусом. Среда поступает в трубку и удаляется из нее через отверстия во втулках.

Данная конструкция узла имеет следующие недостатки:

1. Неплотность соединения трубки с трубной решеткой визуально не определяется, а поэтому устранение течи неопределенно по времени.

2. Вынос нажимной гайки во вне конструкции вынуждает вводить дополнительные манжеты, наличие которых при большом количестве трубок снижает надежность соединений.

3. При изменяющихся температурных режимах теплообменных сред может быть протечка, так как трубки, корпус конструкции и шпильки имеют разные коэффициенты линейного расширения.

4. Рассматриваемая схема крепления применима только с материалами, обладающими пластическими свойствами.

Целью данного изобретения является обеспечение герметичности при различных температурных режимах.

При этом узел дополнительно снабжен прокладками, размещенными в отверстиях каждой трубной решетки с примыканием одним торцом к их упорным выступам, шайбой и дополнительной пружиной, расположенными с упомянутого торца трубы между прокладкой и втулкой, при этом другой торец трубы установлен в отверстии соответствующей решетки с прилеганием к торцу прокладки, а вспомогательный элемент выполнен в виде патрубка, жестко соединенного с трубной решеткой и в который ввинчена прижимная гайка.

На чертеже изображен предлагаемый узел крепления трубки, имеющий следующие условные обозначения: 1- трубка, 2, 4- торцевая и внешняя уплотнительные прокладки, 3, 15 - трубные решетки, 5, 6 - главная и дополнительная пружины, 7 - втулка, 8 - шайба, 9 - прижимная гайка, 10, 11 - внешний и внутренний упорные буртики, 12, 13 - корпуса входа и выхода среды, 14 - фланцевая втулка, 16, 17 - пазы соответственно для трубных решеток 3, 15.

Трубка 1 может быть сделана из стали, керамики, пластмассы или из другого материала. Он выбирается на основании физико-химических свойств продуктов сгорания.

Торцевая 2 и внешняя 4 уплотнительные прокладки сделаны из материала, который хорошо уплотняется и противостоит агрессивному влиянию среды. Торцевая прокладка 2 имеет внутреннее отверстие, равное внутреннему диаметру трубы 1, а наружная граница совпадает с внутренним пазом 16 в трубной решетке 3. Внешняя уплотнительная прокладка 4 плотно прилегает к наружной поверхности трубы 1, а снаружи она ограничена диаметром паза 17 трубной решетки 15.

Шайба 8 изготовлена из стали. Ее размеры совпадают с размерами внешней уплотнительной прокладки 4.

Трубные решетки 3 и 15 отличаются диаметрами пазов 16, 17 внешнего и внутреннего упорных буртиков 10 и 11. Толщина этих буртиков должна позволить выдержать усилия главной 5 и дополнительной 6 пружин. Эти пружины соответствуют тем размерам, которые имеются в местах их расположения. Кроме того, их сила упругости должна обеспечить герметизацию в диапазоне перемещения трубы 1 относительно трубных решеток 3, 15 при изменении температур сред.

Втулка 7 соосна с осью трубы 1. Она приварена к трубной решетке 15 и имеет со свободного торца внутреннюю резьбу. Внутренний ее диаметр равен диаметру паза 17.

Снаружи прижимной гайки имеется резьба, которая по геометрическим характеристикам совпадает с внутренней резьбой втулки 7. Для того, чтобы можно было вращать гайку, внутри ее выполнен паз под шестигранный ключ.

Фланцевая втулка 14 в разрезе имеет конфигурацию, которая позволяет пропускать среду через отверстие в центре, а также служит опорной плоскостью для главной 5 и дополнительной 6 пружин.

Корпуса 12 и 13 служат в качестве ограждающих стенок между входом и выходом среды, проходящей через трубку 1.

Обеспечение герметичности узла крепления трубки 1 в трубных решетках 3, 15 достигается за счет сил упругости главной и дополнительной пружин 5 и 6, с помощью которых труба 1 прижимается одним концом через торцевую прокладку 2 к трубной решетке 3, а на противоположный ее конец насажена внешняя уплотнительная прокладка, обеспечивающая плотность соединения с трубной решеткой 15. Изменение линейного размера трубы 1 при переменных температурных режимах потоков не приводит к нарушению плотности соединения вследствие неизменности положения прокладок 2, 4 под воздействием пружин 5 и 6. Они выполняют роль температурных компенсаторов, позволяющих обеспечить герметичность узла.

Технико-экономические преимущества предлагаемого узла крепления трубки в трубных решетках сводятся к следующему:

1. Допускается использование труб из различных материалов.

2. Обеспечивается плотность соединения узла при перемещении трубки под влиянием температурного фактора.

3. Достигается простота монтажа, демонтажа и регулировка зажима трубки.

4. Имеется возможность повторного использования трубок. (56) Авторское свидетельство СССР N 1409849, кл. F 28 F 9/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1361456, кл. F 28 F 9/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1451536, кл. F 28 F 9/08, 1987.