173990. lajstromszámú szabadalom • Hőtáguláskiegyenlítő rugalmas rudazattal
3 173990 4 Az első módszer alkalmazásának feltétele, hogy a rendelkezésre álló hely az elmozdulások számára elégséges legyen, illetve ezen elmozdulások ne ütközzenek technológiai akadályokba. Még meg kell említeni, hogy folyadék halmazállapotú közeget (például forróvíz. olaj stb.) szállító vezetékeknél ez a megoldás jelentősen megnöveli a szükséges szivattyúzási teljesítményt. A második módszernél többfajta (korábban felsorolt) kompenzátor típus használata. A tömszelencés hőtágulás kiegyenlítő a vezeték hőtágulását mozgó csövének elmozdulása révén veszi fel. Ezen kiegyenlítőnek két típusa ismert: a tehermentesítetlen és a tehermentesített. Az első típus a belső túlnyomásból származó tengelyirányú erőt nem tudja hatástalanítani, így a fix csőmegfogásokat terheli. A terhelő erő különösen nagyobb átmérő és nagyobb nyomás esetén olyan nagy, hogy megfelelő tartószerkezet kialakítása lehetetlen. A tehermentesített típus a tehermentesítetlennel szemben a belső nyomásból származó erőt hatástalanítja, de a szükségszerűen több tömítési hely miatt a fix csőmegfogásokra átadódó súrlódó erőt növeli, ami szerkezetileg bonyolulttá és költségessé teszi. Ezen hátrányok miatt ritkán használják. Csak axiális irányú elmozdulást tesz lehetővé. Tömítése miatt állandó felügyeletre és karbantartásra szorul, a tömítést gyakran kell cserélni. Elterjedtségük miatt az úgynevezett lencse kompenzátorokat ismertetjük részletesebben. Nagyobb nyomásfokozatoknál és agresszív, veszélyes közegek szállításánál elsősorban ez a típus használatos. Megállapításaink azonban a többi típusra is érvényesek. A lencsekompenzátorok előnye a kisebb helyszükséglet és a nagyságrendileg kedvezőbb rugalmassági tulajdonság, valamint az ebből eredő jóval kisebb reakcióerő. A lencsekompenzátorok használata éppen ezért igen elterjedt a hőerőművi csővezetékeknél, mivel itt együtt megtalálhatók a nagy méretek, a nagy hőfok-differenciák és a nagy nyomások, valamint a rendelkezésre álló hely és meglehetősen korlátozott az építési költségek miatt. Mint az USA-ban végzett számítógépes vizsgálatok kimutatják, a lencsekompenzátorok erőművi használata jelentős megtakarítást eredményez a hagyományos csőlirákkal kialakított rendszerhez képest, éppen az építési költségeken keresztül. Egyéb műszaki előnyeik pedig más esetekben is indokolják beépítésüket. A lencsekompenzátorok három fő típusa ismeretes: 1. axiális. 2. csapos és 3. rudas. Ezen típusok az ismertebb gyártócégek katalógusaiban megtalálhatók (mint például Franz Wagner ünd Co., Industrie Werke Karlsruhe, Thermosel stb.). Az axiális típus a lencsekompenzátor deformálódó elemének alapvető tulajdonságát használja fel. Ez a működési elv legegyszerűbb alkalmazása. Hátránya, hogy az üzemi nyomással, valamint a vezetékátmérő négyzetével arányos reakcióerőket eredményez. Például egy 400 NÁ vezetékbe épített axiális lencsekompenzátor 6 at üzemi nyomás mellett is már mintegy 10 000 kp reakcióerőt jelent. Ez azt is jelenti, hogy magasabb nyomás szinteken (20—60 at) amelyek az ipari gyakorlatban sokszor előfordulnak és ezt a lencsekompenzátorok gyártástechnológiája lehetővé teszi, már olyan mértékű reakcióerők lépnek fel, amelyek az axiális típust a példának hozott névleges átmérő mellett egyértelműen kizárják a lehetséges megoldások közül. Nagyobb vezetékátmérők felé haladva pedig a reakcióerő rohamosan nő. A csapos kondenzátor jellemző tulajdonsága a jelentős nyomatékigény, ami viszonylag nagy karokat igényel és a nyomvonal kialakítását helyigényessé teszi. A vezeték hőtágulását szögelfordulása révén veszi fel. Megjegyzendő azonban, hogy ez a helyigény a kompenzátor nélküli, azaz csőlirás megoldáshoz viszonyítva jóval kisebb. A jelentkező reakcióerők még számottevők. A rudas típus viszont csak a rudazat fesztávolságán belül oldja meg a problémát, igaz, hogy megbízhatóan. Itt is jelentkezik a helyigény és a reakcióerők problémája. A rudazat fesztávolságán kívül hasonlóak érvényesek, mint a csapos típusnál. Csak oldalirányú elmozdulásra alkalmas. Axiális elmozdulást sem a rudas, sem a csapos típus nem tesz lehetővé és kitérésekkel rendelkező csővezetékeknél kerülhetnek csak felhasználásra. Tehát két berendezésnek csak egyetlen egyenes csőszakasszal történő összekötése a fellépő jelentős hőtágulás miatt csak igen komplikált módon oldható meg. A nagy reakcióerők a rudas és a csapos rendszerű lencsekompenzátoroknál egy keretszerkezet kialakítását tették szükségessé, amely ezen erők felvételére szolgál. Ezen keretszerkezetek azonban vizuális irányban merev, így kizárják az axiális elmozdulások lehetőségét is. A találmány szerinti megoldásunkban olyan hőtáguláskiegyenlítőt hoztunk létre, amely ezen feladatot megoldja és az eddig ismeretes megoldások előnyeit egyesíti. A találmány szerinti hőtáguláskiegyenlítőben a' keretszerkezet és az axiális elmozdulások előnyét egyesítjük egy rugalmas elem beiktatásával a rudazatba. Ez a megoldás az elmozdulásokat tekintve megfelel egy hagyományos rudas és egy axiális (amelyben azonban nem ébred a rendszer paramétereinek megfelelő reakcióerő. csak annak egy hányada) típusú kompenzátor sorbakapcsolásának, oldalirányú és axiális irányú elmozdulására egyaránt alkalmas. De műszakilag tekintve jóval többet nyújt ennél és általában az ismert típusokból álló rendszereknél, mivel ezek funkcióját magasabb szinten egyesíti. A találmány szerinti hőtáguláskiegyenlítő működési elve egyszerű, fajlagos előállítási költségei a már gyártott lencsekompenzátorokéval azonos szintűek. Nagyobb beruházási egységet (például csővezetékrendszert) vizsgálva, a műszaki előnyökön túlmenően jelentős megtakarítás várható, mivel egyrészt a megfelelően funkcionáló hagyományos kompenzátornál olcsóbb (u.i. jobb hatásfoka miatt kevesebb egység beépítése szükséges), másrészt a kapcsolódó acélszerkezetek, csőtartók és egyéb 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6S 2
