K čemu je kompenzátor a kde se instaluje?

Jak a proč fungují kompenzátory Potrubí podléhá změnám, jako je expanze nebo prodloužení velikosti. Každý ví, že k tomu dochází v důsledku náhlých změn teploty chladicí kapaliny nebo okolní atmosféry. A pokud si pamatujeme, že trubky jsou poměrně dlouhé, ukazuje se, že takové deformace mohou dosáhnout obřích rozměrů. Aby bylo potrubí před podobnými incidenty chráněno, projektanti navrhují systém tak, aby potrubí mohlo snadno změnit svou velikost při náhlém ochlazení nebo přehřátí. A to bez jakéhokoli namáhání materiálu nebo spojů v potrubí. Tato schopnost potrubí přizpůsobit se teplotním změnám v mezích přijatelných pro materiál se nazývá kompenzace tepelné roztažnosti. Samokompenzace je schopnost kompenzace pomocí pružných struktur části čar a elastických vlastností kovu. Tato schopnost je realizována prostřednictvím zatáček a ohybů v celém potrubním systému. Stává se ale, že schopnost sebekompenzace nelze využít nebo se stane nedostatečnou. Pak přijdou na pomoc kompenzátory. Kompenzátory jsou speciální zařízení, která mají dobrou elasticitu a pružnost v mezích svých pružných deformací, které se používají v různých potrubních systémech. Hlavním úkolem kompenzátorů je zajistit těsné spojení pohyblivých částí potrubí tepelných sítí, zařízení, mechanismů a elektráren. Kompenzátory se rozlišují podle konstrukce a principu činnosti. Tvar U nebo trubka, čočka, ucpávka a měch – to jsou čtyři hlavní typy kompenzátorů. Dilatační spáry potrubí Tento typ kompenzátoru je nejjednodušším typem použití samokompenzačních vlastností. Dilatační spáry ve tvaru U se používají v širokém rozsahu teplot a tlaků. Vyrábějí se celé ohýbané z jedné trubky. Nebo svařováním pomocí svařovaných, strmě zakřivených nebo ohnutých kolen. Na přírubách jsou potrubní kompenzátory s připojovacími konci. Vyrábějí se pro potrubí, která vyžadují demontáž pro čištění. Tento typ kompenzátoru má několik nevýhod. Mezi hlavní patří poměrně vysoký průtok potrubí a velké rozměry. A konečně, rozhodně potřebují podpůrné konstrukce. U potrubí velkého průměru je použití kompenzátorů ve tvaru U velmi iracionální, protože se stavba prodraží a spotřeba potrubí se zvýší. Kompenzátory objektivu Čočka je prvek svařované konstrukce, skládající se ze dvou kovových, nebo spíše ocelových tenkostěnných poločoček. Na základě toho je zřejmé, že taková struktura je snadno stlačitelná. Kompenzátory čoček jsou série čoček zapojených sériově do potrubí. Každá taková čočka má relativně malé kompenzační vlastnosti. A právě na základě požadované kompenzační schopnosti se volí počet kompenzačních čoček. Uvnitř kompenzátoru jsou zabudovány brýle, které snižují odpor vůči pohybu chladicí kapaliny. A aby se uvolnil kondenzát, jsou do spodních částí každé čočky navařeny drenážní armatury. Dilatační spáry ucpávky Dilatační spáry ucpávky jsou dvě trubky zasunuté do sebe. K utěsnění prostoru mezi tryskami se používá olejové těsnění se zemní průchodkou. Tento typ kompenzátoru má dobré kompenzační vlastnosti a je poměrně malý. Ale velmi zřídka se používají v procesních potrubích kvůli obtížnosti utěsnění těsnění ucpávky. Rovněž se zcela nedoporučují pro použití v potrubí toxických, hořlavých a zkapalněných plynů. Kompenzátory ucpávky mají řadu významných nevýhod. Jako například: během provozu vyžadují neustálou péči, ucpávka se velmi rychle opotřebovává, to znamená, že těsnění je porušeno. Vlnovcové dilatační spáry Kompenzátory tohoto typu jsou malé velikosti. Mohou být použity na jakémkoli úseku potrubí a pro jakoukoli možnost instalace. Vlnovcové kompenzátory nevyžadují zvláštní péči ani vytváření speciálních komor. Životnost takových kompenzátorů se rovná životnosti potrubí. Vlnovcové kompenzátory dokonale chrání potrubí před dynamickým a statickým zatížením, které může vzniknout v důsledku vodních rázů, vibrací nebo deformací. Při výrobě vlnovcových kompenzátorů se používá pouze vysoce kvalitní nerezová ocel. Snadno proto pracují v nejrůznějších podmínkách, dokonce i velmi drsných (například při teplotě pracovního prostředí od 0 do 1000 stupňů Celsia a tlaku od vakua do 100 atm). Samozřejmě na základě vnějších podmínek a konstrukce kompenzátoru. Vlnovcové kompenzátory se dodávají v následujících typech: 1. Rohový nebo hranatý
2. Předkrmy
3. Boční nebo smykové
4. Vyloženo
5. Axiální nebo axiální Více o kompenzátorech Úhlové kompenzátory pracují převážně s úhlovým posunutím os trysek ve stejné rovině, ale s ohybem podél oblouku osy měchu. Při počátečním ohřevu potrubí se používají startovací kompenzátory. Pokud jsou osy trubek rovnoběžné a k posunu dochází v různých rovinách, pomáhají kompenzátory smyku. Pro kompenzaci tepelné deformace trubek s ohybem 90 stupňů se používají vyvážené kompenzátory. Axiální kompenzátory slouží ke kompenzaci lineární deformace při změnách teploty v důsledku natažení nebo stlačení měchu ve směru osy. Jeho provedení může obsahovat vnitřní vodicí clonu, vnější ochranný plášť, různé typy připojovacích armatur, předpínací zařízení nebo axiální dorazy. Kovový kompenzátor pro svařování 2834: 1. 1. Vyrobeno z nerezové oceli. Ocel AISI 304.
2. 2.Vibrace jsou sníženy.
3. 3. Max. provozní tlak 16 bar
4. 4. Max. provozní teplota 300°C.
5. 5. Vnitřní pouzdro zabraňuje nadměrnému tlaku a možnému hromadění produktu v měchu. Přírubový kovový kompenzátor 2835: 1.Přírubové připojení dle norem DIN PN 16.
2. Vyrobeno z nerezové oceli. Ocel AISI 304.
3.Příruby jsou z pozinkované uhlíkové oceli.
4. Sníží se vibrace.
5. Regulátory.
6.Max. provozní tlak 16 bar
7.Max. provozní teplota 300°C
8.Vnitřní pouzdro zabraňuje nadměrnému tlaku a možnému hromadění produktu v měchu.
Podívejme se na podrobnější návrh kompenzátoru na příkladu 2834: 1 Spojovací potrubí
2 vlnitá membrána (vlnovce)
3 Vnitřní pouzdro Existuje také druh kompenzátorů, jako jsou vibrační vložky nebo pryžové kompenzátory. Vibrační vložky jsou elastické spojky, které jsou vyrobeny ze syntetických nebo přírodních elastomerů. Používají se při teplotních deformacích, pohybech potrubí, ke snížení hluku a vibrací vznikajících při provozu potrubí nebo jiných mechanismů, jakož i při nesouososti úseků potrubí. Design je rám plus vnější a vnitřní vrstvy. Vnitřní vrstva je bezešvá trubka, která pasuje na boky kompenzátoru a přichází do kontaktu s médiem. Obecně chrání rám před nežádoucími účinky chladicí kapaliny. Vnější vrstva chrání rám před vnějším prostředím. Nylonová šňůra je elastická nosná část, která se skládá z několika vrstev syntetické tkaniny. Příkladem mohou být modely 2830 a 2831: Gumový kompenzátor se závitovým připojením 2830:

1. Pouzdro – EPDM, spoje – uhlíková ocel.
2. Závit podle normy DIN 2999.
3. Max. pracovní tlak 10 bar
4. Rozsah provozních teplot -10° C +105° C. Přírubový antivibrační kompenzátor 2831: 1. Pouzdro – EPDM, spoje – uhlíková ocel.
2. Přírubové připojení dle DIN 2501 PN 10.
3. Max. pracovní tlak 10 bar
4. Rozsah provozních teplot -10° C +105° C. Podívejme se na zařízení pomocí příkladu 2830: 1 Případ
2 Svorka
3 Připojení (matice)
4 Závitová trubka Uvažujme chování kompenzátoru na příkladu diagramů posunutí Ze všeho výše uvedeného je zřejmé, že kompenzátory umožňují výrazně snížit náklady na vytvoření kvalitního a vyváženého potrubí. Navíc vám umožní obejít se bez neustálé údržby, a tedy dalších výdajů.

Topné sítě jsou dálková potrubí, která jsou vystavena silnému zatížení jak zvenčí, tak zevnitř. Proto je obtížné je udržovat v technicky bezvadném stavu. Pro řešení některých problémů jsou v síti instalovány speciální prvky zvané kompenzátory. Četné typy kompenzátorů pro potrubí, prezentované v širokém sortimentu na trhu, předcházejí havarijním situacím.

K čemu se používají kompenzátory?

Je třeba pochopit, že topné sítě jsou potrubní systémy, kterými se pohybují nosiče tepelné energie. Častěji je to horká voda, méně často sytá pára. Proto jsou takové dálnice vystaveny dvěma hlavním zatížením a dvěma menším. Ale i malý význam často vede k velkým nehodám.

• změny teploty;
• změny tlaku.

Pod vlivem těchto dvou zatížení se trubky buď roztahují nebo smršťují. Takové pohyby často vedou k deformacím a časem ke zvýšení přetížení. Konečným výsledkem je zničení celého systému nebo sekce, což je stejně nepříjemné a ekonomicky nákladné.

Dvě menší zátěže:

• vibrace potrubí z provozu čerpacích jednotek;
• vlastní vibrace samotné dálnice.

Pokud se tyto dvě složky shodují v amplitudě, dojde rychle k destrukci struktury potrubí, zejména ve spojích jejích prvků.

Aby se tomu zabránilo, jsou v potrubí instalovány kompenzátory. Jedná se o jakési elastické struktury (zařízení), které tlumí nejen vibrace, ale i následky roztahování a smršťování potrubí. V podstatě kompenzují zatížení působící na potrubí.

Vlivem měnících se teplot a tlaku se trubky nejen roztahují nebo smršťují v příčné rovině. Existuje něco jako lineární expanze materiálů. Vyskytuje se neustále při navrhování potrubí tepelných sítí.

Jedná se o vážné zatížení, které potrubí vydrží pouze pomocí dilatačních spojů. Pokud nejsou nainstalovány, začnou nejprve selhávat svary a spoje sekcí, které se provádějí pomocí spojek.

Proto je dnes instalace různých typů tepelných kompenzátorů v potrubích tepelných sítí povinnou operací, o které se nemluví. Jen tak lze zajistit efektivní a dlouhodobý provoz potrubních topných systémů.

Kompenzační zařízení v potrubním systému

Jaká jsou nebezpečí expanze potrubí?

Seznam toho, co se může stát s potrubím, pokud v něm není nainstalován jeden z typů kompenzátorů:

• ohýbání vedení, které negativně ovlivní rychlost pohybu horké vody, a také podpěry instalované pod potrubím;
• zlom v úsecích na křižovatce dálničních prvků;
• výskyt netěsností (to snižuje účinnost topného potrubí).

To způsobuje, že systém má krátkou životnost a vede k nutnosti neustálých oprav, což ovlivňuje náklady na poskytované služby.

Typy kompenzačních zařízení

Kompenzátory nabízené výrobci jsou rozděleny do několika typů. Klasifikace je založena na různých parametrech. Před výběrem je nutné prostudovat, jaké parametry bude mít potrubí topné sítě. Nebo přesněji, z jakého materiálu byly instalované trubky vyrobeny. V tomto případě musí být přetížení systému vypočteno ve fázi návrhu.

Omentální

Tento typ byl vůbec první, který byl vytvořen. I když dnes jsou takové pojistky oprávněné. To platí zejména pro cenu produktu. Kompenzátor ucpávky vykazoval vynikající výkon. S jeho pomocí můžete kompenzovat expanzi potrubí po celé jeho délce.

Ale tento typ má také řadu nevýhod:

• netěsnosti se rychle objevují na místě instalace;
• opravy nejsou snadné;
• špatně snáší úhlové zatížení;
• není schopen odolat zatížení chemicky aktivními kapalinami.

Tento typ má ale jednu velkou výhodu – čím delší potrubí, tím efektivněji kompenzátor pracuje. To znamená, že spolehlivost kompenzace závisí přímo na délce vedení.

Dilatační spáry typu ucpávka

Konstrukčně se jedná o dva pláště vyrobené ze žáruvzdorné oceli s různými průměry. Při montáži se jeden vloží do druhého a mezi ně se položí speciální těsnicí materiál. Během lineární expanze se vnitřní plášť pohybuje uvnitř vnějšího pláště. Oba prvky jsou připevněny ke dvěma spojovacím koncům trubek.

Kompenzátor odolává tlaku do 2,5 MPa a teplotám do +300°C.

Další nevýhodou je, že je nutné neustále dotahovat spojovací prvek – hydraulickou nápravu. Proto je v místech, kde je umístěn kompenzátor, postavena studna, ve které se provádějí preventivní a opravné práce.

Guma

Tento typ je považován za univerzální, protože jej lze instalovat na topné rozvody z ocelových nebo polypropylenových trubek. V podstatě se jedná o stejné dva ocelové pláště vyrobené ve formě silných přírub. Mezi nimi je namontována pryžová vložka. Působí jako kompenzátor.

Toto zařízení má mnoho významných výhod:

• snadno odolává axiálnímu a bočnímu zatížení;
• dobře zvládá vakuum, které se často tvoří v různých částech topných rozvodů;
• vykazuje vysokou odolnost vůči agresivnímu prostředí;
• má vysokou cykličnost „expanze-komprese“;
• má životnost 20 let.

Odolává tlaku do 2,5 MPa, teplotě do +200°C. Důvodem vzhledu gumy byl špatný výkon modelu ve tvaru U, který se špatně vypořádal s úhlovým zatížením.

Fabric

Tento typ je považován za speciální, protože nebyl vyvinut pro rozvody topení, ale pro plynovody. Postupem času se však začal používat v jiných potrubních systémech:

• vytápění;
• zásobování teplou vodou;
• sítě provozované v chladném počasí;
• potrubí s agresivními kapalinami a plyny.

Největší výhodou látkového kompenzátoru je jeho schopnost odolávat výrazným teplotním změnám. Navíc má zvýšenou ochranu proti ultrafialovým paprskům.

Měchy

Tento typ kompenzátorů pro potrubí dostal své jméno díky svému tvaru. Skládá se ze dvou vln z dvouvrstvé samostatné oceli, vložených do sebe. V tomto případě je tloušťka vnitřní stěny mnohem větší než tloušťka vnější.

Takové konstrukční vlastnosti umožňují neustále udržovat požadované technické a provozní vlastnosti zařízení.

Čočka

Tento typ kompenzátoru je speciální. Instaluje se v různých oblastech v závislosti na materiálu, ze kterého je potrubí vyrobeno.

1. Ocelové trubky. Instalace se provádí buď v proplachovacích oblastech nebo v blízkosti čerpací jednotky, která pracuje v systému zásobování horkou vodou.
2. Propylen. Používají se na hlavních dálnicích, ale s podmínkou, že nejsou dlouhé.

Zařízení má dobré vlastnosti:

• dobře zvládá axiální a úhlové zatížení;
• funguje skvěle při vysokých teplotách;
• má vysokou tuhost.

Jediným negativem je, že pracuje nestabilně, zejména v podmínkách neustálého zvýšeného komplexního zatížení.

Čočkový kompenzátor je sestaven z ocelových čoček, které jsou vytvořeny lisováním. Technologie nám umožňuje vyrábět čočky libovolného průměru. Poté jsou jednoduše navzájem spojeny elektrickým svařováním. Obvykle design obsahuje jednu až čtyři čočky, ale existují typy s velkým počtem prvků, jak je znázorněno na fotografii níže.

Připojení k potrubí se provádí svařováním nebo přírubami. Jejich tvar průřezu může být kulatý nebo obdélníkový.

Jiné typy kompenzátorů

Tato kategorie zahrnuje modely instalované na hlavních otáčkách topení. Je obtížné vzít v úvahu různé faktory ovlivňující potrubí a jejich připojení. Proto jsou v těchto oblastech instalovány dva typy kompenzátorů:

Chcete-li nainstalovat druhý, musíte splnit jeden požadavek. Jeho základem je krabice, která je umístěna na odbočovacím úseku dálnice. Jeho šířka je volena tak, aby změny tvaru a velikosti potrubí nevytvářely překážky pro prodloužení trasy.

Typ kompenzátoru pro polypropylenové potrubí

Jedná se o nejjednodušší zařízení, které je vyrobeno ze stejné trubky jako celý potrubní systém. Použitá forma je smyčka, která poskytuje maximální kompenzaci lineární roztažnosti polypropylenových trubek.

Takové ochranné zařízení se snadno vyrovná nejen s pohyby potrubí a změnami jejich velikosti, ale také s vodními rázy, které se často nacházejí v trubkových konstrukcích.

Dilatační spáry ve tvaru U se také často používají v polypropylenových konstrukcích. Jsou snadno vyrobitelné ze stejných trubek. Existují však určité nuance, které se týkají způsobu upevnění částí zařízení:

• uprostřed konstrukce se používá pevné nebo pevné upevnění;
• v místech připojení k potrubí – posuvné nebo pohyblivé upevnění.

Na níže uvedené fotografii jsou jasně viditelné konstrukční prvky kompenzátoru.

Kompenzátor ve tvaru U pro polypropylenové trubky

Je důležité správně vypočítat parametry kompenzačního zařízení. Zde se berou v úvahu poměry délek různých částí samotného kompenzátoru. Hlavní pozice:

1. Optimální poměr šířky zařízení k jeho dosahu (délce) je 1:1,5.
2. Poměr projekce k celkovému objemu zařízení je 1:4.
3. Napětí v opěradlech není větší než 1,1 MPa.
4. Teplota kapaliny proudící uvnitř není vyšší než +200°C.
5. Tlak uvnitř potrubí není větší než 1,6 MPa.

• Kompenzátor ve tvaru U lze instalovat pouze na vodorovné části;
• je nutná úplná symetrie – ramena jsou umístěna ve stejných vzdálenostech;
• zařízení by nemělo být vystaveno vnějšímu zatížení: větru, otřesům atd.;
• Konstrukce využívá standardní hladké plastové ohyby.

Dalším typem vhodným pro polypropylenové trubky je tzv. Kozlov mechanismus. Používá se v systémech vytápění a zásobování teplou vodou, kde jsou instalovány trubky o průměru nejvýše 63 mm. Výrobci proto nabízejí zařízení, která vydrží teploty nejvýše +100°C a tlaky 1,6 MPa.

Tento kompenzátor je zařazen do kategorie vlnovcových modelů. Čistě konstrukčně se jedná o měch z dvouvrstvé oceli tloušťky 1,5 mm. Kompenzátor je uzavřen v polypropylenové trubce, která funguje jako plášť. Na koncích jsou instalovány spojky, pomocí kterých je konstrukce přivařena k potrubí.

Vlastnosti instalace kompenzačních zařízení

Veškeré instalační operace na úsecích topných rozvodů se provádějí přísně podle návrhu. Tento dokument přesně specifikuje, kde budou dilatační spáry instalovány. Bez povolení je nemůžete změnit. Jakékoli dodatky nebo odchylky od projektu povedou k nenapravitelným následkům.

Připojení kompenzátorů k potrubí se provádí svařováním nebo přírubami. Při použití polypropylenových výrobků – pájení nebo svařování.

Před upevněním jsou spoje mezi konci trubek a dilatačními spárami vyrovnány podél stejné osy. Ani sebemenší posun nelze dopustit. To povede ke zvýšení bočního zatížení právě v nesprávně nainstalovaném spoji.

Veškeré práce se provádějí při instalaci potrubí. Existují určité požadavky:

• pod ucpávkou musí být instalována podpěra;
• zavěšené nosné konstrukce nelze instalovat pod měchový typ;
• instalace se provádí pouze v horizontálních a vertikálních úsecích;
• samotný kompenzátor je instalován na vodorovném úseku potrubí tak, aby jeho šipka na těle ukazovala pohyb chladicí kapaliny;
• pokud se instalace provádí na svislém úseku, pak se instalace provádí se šipkou směřující dolů, bez ohledu na směr pohybu teplé vody.

Kompenzační zařízení nelze opravit. Lze je pouze vyměnit za nové.

Kompenzátory hrají důležitou roli v efektivním provozu tepelných potrubí různých typů a účelů. Dnes bez nich není v provozu ani jedno potrubní vedení, kterým se kapaliny a plyny pohybují pod vysokým tlakem a za zvýšených teplot.

Pokud se vám článek líbil, přidejte si jej do záložek a sdílejte jej s přáteli na sociálních sítích. Pokud máte nějaké dotazy, jsme připraveni je vyslechnout ve vašich komentářích.

Doporučujeme také zhlédnout výběr videí, která posílí vaše znalosti a zodpoví případné zbývající otázky.

Vlnovcové kompenzátory – typy.

Kompenzátor Kozlov je elegantním řešením pro vytápění a zásobování vodou.

• https://trubanet.ru/truby-dlya-otopleniya/kompensatory-dlya-polipropilenovykh-trub-silfonnye-p-obraznye-kompensator-kozlova.html
• https://m-strana.ru/articles/kompensatory-dlya-truboprovodov
• https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/polipropilenovye-truby/kompensatory-dlya-truboprovodov.html