сжимающее соединение трубчатого узла

Формула изобретения

1. Сжимающее соединение, размещенное над частью предпочтительно швом в трубчатом узле для усиления этой части, отличающееся тем, что оно содержит первый кожух, разделенный на множество частей вдоль осевых разрезов, по существу параллельных осевому продольному направлению узла, и фиксированный вокруг узла посредством по крайней мере одной обмотки ленты или проволоки из металла, обладающего памятью, второй кожух, разделенный на множество частей вдоль осевых размеров и фиксированный вокруг узла на определенном расстоянии от первого кожуха посредством по крайней мере одной обмотки ленты или проволоки из металла, обладающего памятью, причем ленту или проволоку перед намоткой вокруг соотвествующих кожухов растягивают на определенную длину при температуре ниже температуры перехода металла, обладающего памятью, для достижения желаемого нормального напряжения сжатия в соединении после намотки и последующего повышения температуры полученной обмотки выше температуры перехода, причем кожухи снабжены на периферии рядом фиксирующих устройств для ряда устанавливаемых вдоль оси натяжных элементов, натягиваемых от фиксирующих элементов на первом кожухе к фиксирующим элементам на втором кожухе.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что натяжные элементы представляют собой штанги, выполненные из материала, имеющего меньший коэффициент линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения материала узла.

3. Соединение по п. 2, отличающееся тем, что фиксирующие устройства представляют собой вырезы древовидной формы для натяжных элементов, которые выполнены в виде пластинок с концами, имеющими соответствующую древовидную форму, с целью установки и блокировки в указанных вырезах.

4. Соединение по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что натяжные элементы выполнены из металла, обладающего памятью.

5. Соединение по п.1, отличающееся тем, что натяжные элементы выполнены из металла, обладающего памятью, температура перехода которого выше температуры перехода металла, обладающего памятью, обмоток.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к сжимающему соединению для усиления трубчатого узла, предпочтительно, практически цилиндрического резервуара, например, для бака реактора. Соединение предназначено для воздействия на узел осевой сжимающей силой.

Известны сжимающие соединения для усиления трубчатых узлов. Эти сжимающие соединения могут состоять из предварительно напряженной обмотки из нескольких слоев ленты или проволоки вокруг места на трубчатом узле, которое хотя усилить.

Технология основана на том, что ленту или проволоку растягивают таким образом, что имеет место сильное сжатие вокруг места усиления на трубчатом узле. Возникающее таким образом состояние сжатия остается при некоторой степени напряжения в проволоке также после осуществления наддува и воздействия нагрузки на трубчатый узел. Для повышения до некоторой степени прочности в осевом направлении также известно использование ленты из тонкого листа, ширина которого достаточна для удовлетворительного перекрытия одним оборотом ленты места усиления. Однако в этом случае не оказывается никакого воздействия на трубчатый узел аксиально сжимающих сил.

Предлагаемое сжимающее соединение содержит первый кожух, разделенный на множество частей вдоль осевых разрезов, практически осевому продольному направлению узла. Кожух фиксируется вокруг узла посредством, по крайней мере, одной обмотки ленты или проволоки из металла, обладающего памятью. Второй кожух, который также разделен на множество частей вдоль осевых разрезов, фиксируется вокруг узла посредством обмотки ленты или проволоки из металла, обладающего памятью. Перед намоткой вокруг соответствующих кожухов при температуре ниже температуры перехода металла обладающего памятью, эта лента или проволока растягивается на определенную длину для достижения желаемого нормального напряжения сжатия в соединении после осуществления намотки и последующего повышения температуры полученной обмотки выше температуры перехода. На периферии кожухи снабжены рядом фиксирующих устройств для устанавливаемых вдоль оси натяжных элементов, натягиваемых от фокусирующим устройствам на втором кожухе.

Кроме способности передачи радиального давления на центр узла, вышеупомянутый тип сжимающего соединения может таким образом также передавать действующую в осевом направлении сжимающую силу той части узла, которая расположена между двумя кожухами. Например, в баке реактора, который образуется из трубчатых элементов посредством кольцевого шва, осевое механическое воздействие на шов может быть уменьшено путем размещения соединения таким образом, что натяжные элементы располагаются поперек шва и таким образом прилегает сжимающее усилие к свариваемым вместе элементам.

Для предотвращения уменьшения натягивающего усилия в натяжных элементах при нагревании, например, бака реактора, важно, чтобы натяжные элементы были изготовлены из материала, имеющего более низкий коэффициент линейного расширения, чем материал в узлах. Тогда может оказаться достаточным, чтобы натяжные элементы, при низкой температуре относительно рабочей температуры бака, прикладывались только с незначительным или без натягивающего напряжения вокруг бака. Тогда желаемое напряжение не возникает до повышения температуры в баке.

В качестве другого варианта можно изготавливать натяжные элементы из металла, обладающего памятью. В этом случае металл, обладающий памятью в натяжных элементах должен иметь более высокую температуру перехода, чем температура перехода у металла, обладающего памятью обмотки. Это будет вызывать фиксацию кожухов вокруг узла перед приведением в действие натяжных элементов.

На фиг. 1 показан бак реактора с приложенным сжимающим соединением; на фиг. 2 поперечное сечение стенки бака кожуха, расположенной снаружи от стенки кожуха; на фиг. 3 часть кожуха, видимая спереди, с места фиксации, выполненными в виде вырезов, имеющих древовидную форму; на фиг. 4 набор натяжных элементов с выполненными древовидными концами; на фиг. 5 вид сбоку набора натяжных элементов (фиг. 4).

Ниже будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи несколько воплощений изобретения.

На фиг. 1 позицией 1 обозначен трубчатый узел, представляющий собой бак реактора 1a. Бак реактора содержит, по крайней мере, две цилиндрические части, которые соединяются между собой посредством сварного шва 2, который происходит вокруг бака 1a. Над этим швом 2 размещается предлагаемое сжимающее соединение 3. Сжимающее соединение 3 состоит из первого кожуха 4, разделенного на несколько частей 5, размещенных вокруг бака 1a с одной стороны шва 2. Каждая часть 5 снизу имеет утолщение 6, в котором расположены фиксирующие устройства 7 (фиг. 2) для натяжных элементов 8. Для ясности (фиг. 1) показано только небольшое количество натяжных элементов. На самом деле требуется немного большее количество натяжных элементов, которые могут располагаться в несколько рядов. Части 5 кожуха фиксируются вокруг бака посредством двух обмоток 9 из проволоки или ленты, выполненных из подходящего металла, обладающего памятью. Перед намоткой на первый кожух 4 эту ленту или проволоку растягивают при температуре ниже температуры перехода металла нормального напряжения сжатия в соединении 3 после намотки и последующего повышения температуры полученных обмоток 9 выше температуры перехода.

На другой стороне сварного шва 2 фиксируется соответствующим образом второй кожух 10, состоящий из частей 11 и утолщений 12, также посредством фиксирующих устройств 7. Части 11 кожуха 10 фиксируются с помощью обмоток 13, которые показаны только для иллюстрации того, что различные части 11 выглядят аналогично.

Когда два кожуха 4 и 10 зафиксированы вокруг бака 1a, поперек шва 2 могут быть затянуты натяжные элементы 8. В зависимости от конструкции натяжных элементов 8 это может быть сделано несколькими различными путями.

На фиг. 2 показано одно воплощение натяжных элементов. Позицией 1b обозначена стенка бака и позицией 2 шов, проходящий вокруг бака 1a, сечение по линии 1 1 одной из частей 5 первого кожуха 4 с утолщением 6 и фиксирующими устройствами 7 в виде отверстий с резьбой. В эти отверстия ввинчиваются натяжные элементы 8 в виде резьбовых штанг. Путем обеспечения противолежащих фиксирующих устройств резьбой противоположной направленности натяжные элементы 8 могут затягиваться путем поворота штанг в одном направлении. Кроме того, натяжные элементы 8 расположены в два ряда для обеспечения достаточного натяжения. Как упоминалось ранее, натяжные элементы 8 должны изготовляться из материала с более низким коэффициентом линейного расширения, чем у материала стенки бака 1b. Таким образом, может быть достигнуто достаточное натяжение в элементах 8 только путем нагревания бака 1a. Так как реактор работает при температурах выше 200^oC, это легко осуществимо.

Другой тип натяжных элементов представлен на фиг. 3, на которой показана одна часть 5, наблюдаемая спереди. В утолщении 6 выполнены вырезы 14 древообразной формы. Натяжные элементы 8 из металла, обладающего памятью, на концах имеют соответствующую древообразную форму. Эти натяжные элементы 8 выполнены в виде плоских пластинок, как показано на фиг. 4 и 5. Таким образом, можно устанавливать набор из нескольких таких пластинок или натяжных элементов 8 в вырез 14.

Перед установкой этих натяжных элементов 8 в вырезы 14 утолщений 6, 12 натяжные элементы растягивают при температуре ниже температуры перехода металла, обладающего памятью, на определенную длину, так что получается желаемое растягивающее напряжение при температуре выше температуры перехода металла, обладающего памятью. В этом случае, как упоминалось выше, температура перехода металла, обладающего памятью, в обмотках кожухов 4, 10 должна быть ниже температуры перехода металла, обладающего памятью, в натяжных элементах 8. Это обеспечивает возможность при нагревании кожухов 4, 10 их фиксации вокруг бака 1a перед тем, как натяжные элементы могут испытывать какие-либо растягивающие усилия. В противном случае нагревание обмоток и натяжных элементов должны иметь место на отдельных стадиях.