Система вытяжных труб или трубопроводов из готовых модулей

008079 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к системам вытяжных труб и трубопроводов из герметично соединяемых готовых модулей. Сведения о предшествующем уровне техники В настоящее время для соединения между модулями или частями используются герметизирующие прокладки, изготовленные из синтетических материалов, но их свойства могут изменяться под воздействием передаваемых газов (кислотный конденсат, реакции с выделением газов, процесс старения и изменения их механических характеристик), не говоря уже о присущих этим материалам ограничениях, препятствующих использованию их при рабочих температурах выше, чем те, на которые они рассчитаны. В дополнение к проблемам, изложенным выше, следует также учитывать дополнительные расходы на каждую деталь и ограниченные гарантии, которые на них даются. Таким образом, имеется потребность в системе вытяжных труб или трубопроводов, собираемых из готовых металлических трубчатых модулей, в которой герметичное соединение между модулями обеспечивается без использования упомянутых прокладок или дополнительных деталей. Автором настоящего изобретения в испанской патентной заявке Р 200201060 (соответствует публикации WO03095763) уже было предложено одно техническое решение, направленное на решение этой проблемы. Настоящее изобретение содержит ряд усовершенствований системы герметично соединяемых вытяжных труб и трубопроводов, собираемых из готовых модулей, представленных в этой заявке. При этом обеспечивается более оптимальная герметичность без значительного усложнения системы. В указанной патентной заявке Р 200201060 представлена система вытяжных труб и трубопроводов,собираемых из готовых модулей, герметичное соединение которых основано на соединении металл о металл без дополнительных соединительных элементов из синтетических материалов, и в которой, по меньшей мере, один из концов соединения имеет форму усеченного конуса и сочленяется с другим концом с помощью раструбного соединения, связывающего обе перекрывающиеся поверхности посредством одной или более касательных линий или малых контактных поверхностей при приложении в процессе соединения осевого усилия. Заслуживают внимания различные варианты, используемые при осуществлении гнездового или раструбного соединения на основе этой системы, но общим для них является то,что кольцевая касательная линия или линии лежат на воображаемых плоскостях, имеющих вид усеченного конуса. Сущность изобретения В соответствии с настоящим изобретением предлагается система вытяжных труб или трубопроводов, собираемых из готовых плотно соединяемых модулей, один из которых имеет охватывающий конец,а другой - охватываемый конец, причем по меньшей мере один из указанных охватываемого и охватывающего концов снабжен участком, имеющим форму усеченного конуса с удлинением (продолжением) в виде цилиндрического участка, расположенного с возможностью коаксиального соединения с соответствующим концом другого модуля, имеющим диаметр отличный от диаметра указанного цилиндрического участка, причем по меньшей мере на одном из указанных охватываемого и охватывающего концов выполнен по меньшей мере один кольцевой выступ, расположенный в области соединения указанного цилиндрического участка с соответствующим присоединяемым концом другого модуля и образующий по меньшей мере одну кольцевую касательную линию соединения двух модулей под давлением. В одном из частных вариантов осуществления изобретения охватывающий конец одного из модулей имеет участок в виде расходящегося усеченного конуса, в который коаксиально установлен охватываемый конец другого модуля, причем кольцевые выступы выполнены на цилиндрическом участке охватывающего конца модуля обращенными внутрь и/или на цилиндрическом охватываемом конце модуля обращенными наружу. В частности, кольцевые выступы и цилиндрические участки выполнены на охватывающем и охватываемых концах соединяемых модулей, причем цилиндрический участок на охватывающем конце модуля имеет за указанными кольцевыми выступами удлинение, с внутренней поверхностью которого сопряжены кольцевые выступы, выполненные на охватываемом модуле и расположенные последовательно вдоль оси по отношению к указанным выступам охватывающего модуля. В другом частном варианте осуществления изобретения охватываемый конец одного из модулей имеет участок в виде сходящегося усеченного конуса, установленного в охватывающий конец другого модуля, причем удлинение в виде цилиндрического участка, отходящее от указанного участка в виде усеченного конуса, имеет диаметр меньше диаметра указанного охватывающего конца модуля и установлено коаксиально по отношению к нему, а кольцевые выступы выполнены на охватывающем конце модуля обращенными внутрь и/или на указанном цилиндрическом участке охватываемого конца модуля обращенными наружу. В частности, по меньшей мере один кольцевой выступ выполнен на охватывающем конце модуля и расположен отделенным от его свободного торца цилиндрическим участком, и по меньшей мере один кольцевой выступ выполнен на охватываемом конце модуля и расположен после участка в форме сходящегося усеченного конуса с возможностью взаимодействия с указанным цилиндрическим участком охватывающего конца модуля, причем охватываемый конец модуля имеет за указанным кольцевым выступом цилиндрический конечный участок, расположенный с возможностью взаимо-1 008079 действия с кольцевыми выступами охватывающего модуля. Предлагаемая в настоящем изобретении усовершенствованная система может обеспечивать возможность осуществления соединения металл о металл без использования дополнительных герметичных соединителей и, с одной стороны, дает конструктивно простое (и следовательно экономичное) решение для имеющего форму усеченного конуса соединения, а с другой стороны, обеспечивает большую механическую устойчивость соединения за счет сочетания соединения в форме усеченного конуса с цилиндрическим соединением, причем последнее находится под действием существенного радиального усилия,обеспечивающего неподвижность в осевом направлении одного трубного модуля относительно другого. Конец этого цилиндрического соединения может быть или гладким, или содержать загнутый выступ,который не имеет каких-либо кольцевых выступов на цилиндрической поверхности. В частности, имея в виду обеспечение согласно изобретению простоты конструкции, один из участков трубопровода может иметь строго цилиндрическую форму и на поверхности этого цилиндра нет ни одного выступа какого-либо вида, в то время как другой участок имеет форму усеченного конуса и как бы принимает первый участок или входит вовнутрь него с усилием, обеспечивая тем самым то, что один модуль трубопровода не может перемещаться в осевом направлении относительно другого модуля, а также герметичность соединения металл о металл за счет упругости или непрерывной адаптации друг к другу двух соприкасающихся в области контакта поверхностей. В смешанном варианте в усовершенствованной системе согласно изобретению, кроме наличия только что описанного конического соединения, модули трубопровода также перекрывают друг друга,благодаря наличию протяженного участка, в основном цилиндрической формы, на котором один из модулей или оба модуля имеют кольцевые выступы, которые с усилием могут быть введены в другой модуль, причем выступы могут быть обращены вовнутрь или наружу в зависимости от того, на каком из сочленяемых модулей они расположены. Таким образом, между двумя модулями достигается безупречная подгонка за счет наличия свободного цилиндрического конца одного из модулей и дополнительного участка, имеющего форму усеченного конуса, на другом модуле, что создает герметичное (плотное) соединение, остающееся устойчивым даже при воздействии возможной нагрузки и не подверженное разделению в осевом направлении, благодаря дополнительным кольцевым выступам, выполненным на цилиндрических и коаксиальных участках. Перечень фигур, чертежей и иных материалов К настоящему описанию приложены чертежи, служащие только для иллюстрации и не не накладывающие ограничений на изобретение. Эти чертежи приведены для облегчения понимания осуществления изобретения в соответствии с предпочтительными вариантами его выполнения. На фиг. 1 показаны вид сбоку и поперечное сечение двух трубных модулей согласно изобретению,являющиеся характерным примером практической реализации, в которой цилиндрический модуль входит в расширяющийся, имеющий форму усеченного конуса конец другого модуля. На фиг. 2 - вариант, аналогичный фиг. 1, но для реализации другого типа, то есть для реализации,при которой имеющий форму усеченного конуса конец одного из модулей входит в цилиндрический конец другого модуля. На фиг. 3 и 4 показаны реализации, аналогичные представленным на фиг. 1, в которых охватывающий элемент продолжается за имеющий форму усеченного конуса участок цилиндрическим участком,сопрягающимся с другим модулем с помощью одного или более кольцевых выступов (буртиков), причем буртик или буртики на фиг. 3 расположены на наружном модуле (с охватывающим концом), а буртик или буртики на фиг. 4 расположены на внутреннем модуле (с охватываемым концом). На фиг. 5 и 6 показаны реализации, аналогичные представленным на фиг. 3 и 4, но для случая соединения по типу "штырь-гнездо", которое аналогично соединению, изображенному на фиг. 2. На фиг. 7 - вариант соединения, аналогичного изображенному на фиг. 3, но с рядом кольцевых выступов, одни из которых расположены на наружной или охватывающей части, в то время как другие - на внутренней части. На фиг. 8 - вариант соединения, аналогичный изображенному на фиг. 5, но в котором, аналогично показанному на предыдущей фигуре, также с рядом кольцевых выступов, одни из которых расположены на наружном или охватывающем модуле (конце модуля), в то время как другие - на внутреннем или охватываемом модуле (конце модуля). Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как было сказано ранее, на фиг. 1 и 2 показан упрощенный вариант соединения, в котором, в частности применительно к фиг. 1, соединяются два модуля 1 и 2, причем модуль 1 имеет расходящийся конец 3 в форме усеченного конуса, который при введении в него свободного конца 4 модуля 2, имеющего либо в предпочтительном варианте цилиндрическую форму, либо загнутый выступ (как это показано на фиг. 1 В, 2 В), обеспечивает полное соединение металл о металл, гарантирующее полную герметичность соединяемых металлических трубчатых модулей. В варианте, показанном на фиг. 2, также представленном в упрощенном виде, тоже соединяются две трубы или модуля 5 и 7, причем модуль 5 заканчивается сходящимся участком 6 в форме усеченного конуса, который вводят в цилиндрический модуль (цилиндрический участок на конце модуля) 7, создавая полное соединение с его свободным концом 4, что обес-2 008079 печивает такую же степень герметичности, что и в предыдущем случае. С использованием такого же типа соединения и в соответствии с изображенным на фиг. 3 предполагается, что модуль 8, заканчивающийся расходящимся участком 3 в форме усеченного конуса, продлевается за этот участок добавлением, в основном, цилиндрической части (участка) 9, снабженной одним или более кольцевыми выступами 10, 10' в форме канавок или гофров, имеющие на продольном сечении модуля вид полукольца (половины сечения трубки), чья вогнутая сторона обращена наружу, что образует две кольцевые линии контакта на наружной поверхности другого модуля 11, точно цилиндрической формы. Однако существует возможность, показанная на фиг. 4, что в конструкции аналогичной показанной в предыдущем случае, выступы 10, 10', образующие кольцевые касательные линии, располагаются на внутренней трубе 11, причем в этом случае их вогнутые стороны обращены вовнутрь, а цилиндрическое продолжение 9 модуля 8 никоим образом не деформировано. Такие же дополнительные касательные линии, расположенные на цилиндрических и коаксиальных участках, могут быть добавлены к варианту конструкции, показанному на фиг. 2, что видно на фиг. 5 и 6,то есть к решению, в котором один из модулей 12 трубопровода включает сходящийся участок 6, имеющий форму усеченного конуса, который вводят в другой модуль 13 трубопровода, добавляется вариант, в котором сходящийся участок 6, имеющий форму усеченного конуса, также переходит в конечный цилиндрический участок 14, коаксиальный с модулем 13, что создает контакт с последним за счет одного или более выступов 10, 10', которые могут быть расположены на модуле 13, как показано на фиг. 5, или на модуле 12 как в варианте, показанном на фиг. 6, причем в первом случае вогнутость обращена наружу, а во втором случае вогнутость обращена вовнутрь, что можно видеть на указанных фигурах. Решение, отображенное на фиг. 7 и 8, можно использовать при желании достичь более эффективной герметизации, что связано с использованием коаксиальной стяжки (т.е. соединяемые концы соответствующих модулей могут быть выполнены с возможностью плотной посадки охватываемого конца в охватывающем конце с образованием плотного соединения металл о металл между модулями под воздействием осевого усилия, прилагаемого в момент соединения модулей с обеспечением контакта между перекрывающимися частями охватываемого и охватывающего концов по одной или более кольцевым линиям касания). В частном случае, изображенном на фиг. 7, первоначальная система, аналогичная показанной на фиг. 3, в котором модуль 15, эквивалентен модулю 8 на указанной фиг. 3, отличается наличием расходящегося, имеющего форму усеченного конуса участка 3, за которым следует удлинение 16 цилиндрического участка значительной протяженности, внутренняя половина которого имеет наружные выступы 10,10' и входит в контакт с вводимым вовнутрь модулем 17, который входит в модуль 15, пока не достигнет имеющего форму усеченного конуса участка этого модуля, и который имеет один или несколько кольцевых выступов 10, 10', предназначенных для создания контакта с внутренней поверхностью концевого участка 16 модуля 15, за которым следует цилиндрический участок 18, с которым приходят в контакт под давлением кольцевые выступы 10, 10' наружного модуля. Это соединение, аналогичное соединению "штырь-гнездо", может быть выполнено как показано в конструкции на фиг. 8, началом которой является соединение, аналогичное показанному на фиг. 5, но в котором, в основном, цилиндрический модуль 19 продолжается за кольцевые выступы 10, 10' и переходит в другой также цилиндрический участок 20 такого же диаметра, причем незакрепленный конец этого участка лежит на сходящемся, имеющем форму усеченного конуса участке 6, добавляемого (охватываемого) модуля 21, который имеет кольцевые выступы 10, 10' за указанным сходящимся, имеющим форму усеченного конуса участком 6, причем последние контактируют под давлением с цилиндрическим участком 20 охватывающего модуля, и за указанными кольцевыми выступами 10, 10' лежит цилиндрический участок 22, который меньше по диаметру, чем основной диаметр трубы 21, что сделано для того, чтобы обеспечить контакт под давлением с кольцевыми выступами 10, 10' охватывающего модуля 19. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система вытяжных труб или трубопроводов, собираемых из готовых плотно соединяемых модулей, один из которых имеет охватывающий конец, а другой - охватываемый конец, отличающаяся тем,что по меньшей мере один из указанных охватываемого и охватывающего концов снабжен участком (3,6), имеющим форму усеченного конуса с удлинением в виде цилиндрического участка, расположенного с возможностью коаксиального соединения с соответствующим концом другого модуля, имеющим диаметр, отличный от диаметра указанного цилиндрического участка, причем по меньшей мере на одном из указанных охватываемого и охватывающего концов выполнен по меньшей мере один кольцевой выступ(10, 10'), расположенный в области соединения указанного цилиндрического участка с соответствующим присоединяемым концом другого модуля и образующий по меньшей мере одну кольцевую касательную линию соединения двух модулей под давлением. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что охватывающий конец одного из модулей (8) имеет участок (3) в виде расходящегося усеченного конуса, в который коаксиально установлен охватываемый конец другого модуля (11), причем кольцевые выступы (10, 10') выполнены на цилиндрическом участке (9)-3 008079 охватывающего конца модуля (8) обращенными внутрь и/или на цилиндрическом охватываемом конце модуля (11) обращенными наружу. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что кольцевые выступы (10, 10') и цилиндрические участки выполнены на охватывающем и охватываемых концах соединяемых модулей (15, 17), причем цилиндрический участок на охватывающем конце модуля (15) имеет за указанными кольцевыми выступами (10,10') удлинение (16), с внутренней поверхностью которого сопряжены кольцевые выступы (10, 10'), выполненные на охватываемом модуле (17) и расположенные последовательно вдоль оси по отношению к указанным выступам охватывающего модуля (15). 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что охватываемый конец (6) одного из модулей имеет участок в виде сходящегося усеченного конуса, установленного в охватывающий конец другого модуля (13),причем удлинение в виде цилиндрического участка (14), отходящее от указанного участка в виде усеченного конуса, имеет диаметр меньше диаметра указанного охватывающего конца модуля (13) и установлено коаксиально по отношению к нему, а кольцевые выступы (10, 10') выполнены на охватывающем конце модуля (13) обращенными внутрь и/или на указанном цилиндрическом участке (14) охватываемого конца модуля обращенными наружу. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один кольцевой выступ (10, 10') выполнен на охватывающем конце модуля (19) и расположен отделенным от его свободного торца цилиндрическим участком (20), и по меньшей мере один кольцевой выступ (10, 10') выполнен на охватываемом конце модуля (21) и расположен после участка (6) в форме сходящегося усеченного конуса с возможностью взаимодействия с указанным цилиндрическим участком (20) охватывающего конца модуля (19),причем охватываемый конец модуля (21) имеет за указанным кольцевым выступом цилиндрический конечный участок (22), расположенный с возможностью взаимодействия с кольцевыми выступами (10, 10') охватывающего модуля (19).