ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ФИТИНГ

Изобретение относится к технике транспортирования газообразных и жидких сред, а именно к электроизоляционным соединениям трубопроводов, и наиболее эффективно может быть использовано для изоляции датчиков давления от защитного потенциала электрохимзащиты трубопровода и их защиты от наведенного грозового импульса.

Известно техническое решение, обеспечивающее соединение фланцев металлических труб с применением эластичной диэлектрической втулки, каждая концевая часть которой закреплена между фланцем и прижата прижимным диском, к которому приварена цилиндрическая втулка (авт. св. СССР №129442, F 16 L 23/00, 1957).

Недостатком устройства является его низкая механическая прочность, что обусловлено конструктивными особенностями выполнения эластичной диэлектрической втулки, которая вследствие малой механической прочности, ухудшения физико-механических свойств в результате процессов старения при длительной эксплуатации приводит к разрушению этой втулки и потере герметичности этого соединения.

Другим подобным устройством является электроизоляционное соединение, содержащее установленный между патрубками с фланцами трубчатый диэлектрический элемент, скрепленный с каждым из фланцев крепежными элементами с помощью металлических колец с отверстиями под крепежные элементы (авт. св. СССР №1028939, F 16 L 25/02, 1980). Данное устройство недостаточно надежно при эксплуатации на газопроводах в условиях эксплуатации в климатических районах с большими перепадами температур из-за потери герметичности в зоне контакта фланцев соединяемых патрубков с диэлектрическим трубчатым элементом вследствие различных температурных коэффициентов линейного расширения соединяемых материалов, а также вследствие релаксации механических напряжений растяжения в шпильках и напряжений сжатия в материале диэлектрического трубчатого элемента.

Из известных электроизоляционных фитингов наиболее близким по технической сути является электроизоляционный фитинг по патенту 12118733, F 16 L 25/02, 1997. Данное устройство содержит два патрубка, соединенных между собой диэлектрическим элементом, который выполнен в виде трех втулок, изготовленных из стеклонаполненного поликарбоната или методом намотки стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим. Втулки коаксиально закреплены между собой с помощью резьбы и высокопрочного эластичного клея на эпоксидной основе. Центральная втулка может быть изготовлена заодно с внешней или внутренней втулками. А внешняя втулка установлена так, что ее внутренняя поверхность сопряжена с внешними поверхностями соединенных патрубков и центральной втулки. Дополнительно для защиты от атмосферных осадков на поверхности фитинга закреплен диэлектрический стакан с отверстием в торцевой части.

Недостатком технического решения данной конструкции является необходимость изготовления диэлектрических элементов из механически напряженной стеклонити, для чего необходимо специальное приспособление. При этом выход годных изделий составляет до 80% ввиду потери герметичности при давлении свыше 10 МПа (100 кгс/см²), а также после воздействия температуры минус 60°С.

Задача изобретения - улучшение конструкции с целью снижения трудоемкости при изготовлении и повышения выхода годной продукции до 100% при воздействии внутреннего избыточного давления до 15 МПа (150 кгс/см²).

Поставленная задача достигается путем установки между торцевыми поверхностями металлических патрубков и диэлектрического элемента упругих прокладок, которые обеспечивают при склеивании цилиндрических резьбовых поверхностей из металла и неметалла герметичный клеевой шов за счет равномерного межрезьбового зазора (0,05-0,2 мкм) и обеспечения давления склеивания в резьбовой части соединения. Величина сжатия прокладок может быть выбрана расчетным или опытным путем в зависимости от требуемой прочности и марки клея. На торце диэлектрического элемента, кроме фасок, выполнена конусность 5°...7°, обеспечивающая равномерное расположение упругой прокладки относительно отверстия.

Техническим результатом заявляемого технического решения является снижение трудоемкости изготовления за счет исключения изготовления центральной втулки из механически напряженной стеклонити, использование любого диэлектрического материала, удовлетворяющего механическим требованиям, и доведение выхода годной продукции до 100%.

Электроизоляционный фитинг состоит из двух патрубков, скрепленных между собой посредством резьбового соединения диэлектрическим элементом, изготовленным из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, посредством клеевого состава. Для улучшения электроизоляционных характеристик на поверхность фитинга нанесен диэлектрический слой из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим. Между торцевыми поверхностями патрубков и изолятора установлены упругие прокладки. При ввинчивании изолятора в патрубок прокладки сжимаются и возникает упругое усилие в резьбе, причем величину усилия можно регулировать для создания оптимального давления склеивания. Кроме этого, обеспечивается оптимальный зазор между склеиваемыми резьбовыми поверхностями. Торцевая поверхность имеет скос 5°...7°, обеспечивающий равномерное расположение упругого элемента (прокладки) между патрубком и изолятором при сжатии. Предлагаемая конструкция позволяет, к тому же, обеспечить давление склеивания за счет дополнительной герметизации межрезьбового объема.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "новизна". Сопоставленный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень".

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором электроизоляционный фитинг содержит два стальных соединительных патрубка 1, соединенных между собой диэлектрическим элементом 2. Между торцевыми поверхностями диэлектрического элемента, выполненного со скосом 5°...7°, и патрубками установлено два упругих элемента 3, выполненных в виде резиновых прокладок. Для обеспечения герметичности соединяемых деталей зазоры между ними заполнены клеевым составом. Фитинг имеет наружный диэлектрический слой 4 по всей рабочей поверхности, выполненный из стеклонити, пропитанной эпоксидным связующим, и служащий для повышения электроизоляционных характеристик.

Предложенный электроизоляционный фитинг, изготовленный по представленному конструктивному варианту, проверен в серийном производстве, сертифицирован. Подтверждена его работоспособность в диапазоне температур от минус 60°С до плюс 50°С и повышенной влажности до 93% при воздействии избыточного давления газа 15 МПа (150 кгс/см²) (вместо 10 МПа у прототипа), потеря герметичности происходит при воздействии избыточного давления газа 40 МПа (400 кгс/см²). Максимальное давление, которого удалось достичь при испытаниях с использованием различных клеевых составов, составило 80 МПа (800 кгс/см²).

Конструкция может устанавливаться и эксплуатироваться на трубопроводах со следующими рабочими средами: воздух, природный конденсат, масло, нефтепродукты (нефть, бензин, керосин и т.п.), природный газ по ГОСТ 5542.

Устройство позволяет также использовать заявляемое техническое решение в качестве высоковольтного изолятора в системах подвода газа к средствам измерения давления в газопроводах, что обеспечит защиту датчиков давления от выхода из строя вследствие воздействия наведенных электрических полей от атмосферных грозовых явлений.