Назначение гибкой муфты

Гибкие муфты Yoshitake

В зависимости от условий проектирования и эксплуатации, участки трубопроводных сетей различного назначения могут находится под постоянным воздействием разнообразных факторов окружающей среды: температурных изменений, ветровой нагрузки, механических колебаний, подвижек и смещений. Такие температурные и механические воздействия, как правило, направлены на изменения геометрических размеров участков трубопроводов, на их изгиб (связанный с нарушением соосности), изменение взаимного положения в горизонтальной или вертикальной плоскостях. Возникающие в результате подобных воздействий концентрированные, продолжительные или периодические продольные, поперечные и скручивающие нагрузки могут стать причиной изменения проектных размеров конструкции, нарушения герметичности трубопроводных соединений, вплоть до механического разрушения труб, фитингов, арматуры, в том числе и за счёт усталости материалов.

Для снятия разнонаправленных нагрузок, предотвращения повреждения трубопроводных систем в результате изменения их геометрических размеров под воздействием сил внешней среды или во взаимодействии с другими инженерными системами (как правило – зданиями и сооружениями), в их проект (конструкцию) вводятся специальные элементы арматуры, называемые температурными или механическими компенсаторами. Одним из конструкционных вариантов такого компенсатора, который применяется преимущественно на трубопроводных системах низкого давления, являются гибкие муфты для трубопроводов.

Общая конструкция и разновидности гибкой муфты

Конструкционно гибкая муфта для трубопроводов (низкого давления) представляет собой разновидность гибкого шланга с готовыми крепежными наконечниками на его торцевых концах (муфтами, фланцами, патрубками), предназначенными для ее монтажа (прикрепления) на трубопровод. Ее срединная часть, как правило, выполнена в виде гибкого гофрированого рукава – сильфона, изготовленного из тонкостенного металла, дополнительно укрепленного и защищённого наружной стальной проволочной оплёткой. Торцы сильфонного рукава и стальной проволочной оплётки герметично заделываются в торцевые крепежные наконечники, которые могут быть выполнены в виде резьбовых муфт (обычно с несъёмной накидной гайкой “американка”), или фланцевых патрубков. Для монтажа по месту, концевые крепления гибкой муфты закрепляются на концах сопрягаемых участков трубопроводов, проектно допустимые взаимные перемещения которых они призваны компенсировать.

Основными конструкционными параметрами гибкой муфты для трубопроводов являются:

  • длина (в см), которая определяет диапазон или амплитуду допустимых компенсационных перемещений наконечников сопрягаемых трубопроводов;
  • номинальный размер (в мм), который определяет пропускную способность гибкой муфты, как разновидности промежуточной трубопроводной арматуры;
  • материал изготовления (нержавеющая сталь, латунь, фторопласт и др.), который определяет параметры изделия по коррозионной, температурной стойкости, максимальному рабочему давлению.

Варианты подключения гибкой муфты

Прямолинейное подключение. Применяется в случае необходимости компенсации взаимных перемещений прямолинейно сопряжённых участков трубопроводов, которые работают «на изгиб», нарушая их соосность. Как правило, применяется в тех случаях, когда одна из сторон муфты жёстко зафиксированна, а вторая (подвижная) часть совершает перемещения только в горизонтальной (правостороннее, левостороннее смещение) или вертикальной (подъем или опускание) плоскостях, но не совершает перемещений в осевом (сближение, удаление) направлении. Данный вариант подключения не допускает возможности скручивания муфты.

U-образное подключение (т.н. «подвижная петля») с постоянным изгибом муфты. Является более универсальным компенсаторным подключением, которое допускает передвижение подвижного конца муфты не только в горизонтальной или вертикальной плоскостях, но и в осевом направлении. Не допускает скручивания муфты.

Преимущества и недостатки гибких муфт

В сравнении с жёсткими конструкциями температурных компенсаторов, гибкие муфты обладают более высокой универсальностью. Путем комбинирования типа подключения (прямолинейное или подвижная петля) они могут быть приспособлены для компенсации вертикальных, горизонтальных, осевых и угловых (нарушающих соосность) взаимных смещений трубопроводных патрубков. Благодаря своей цельной герметичной конструкции, они не имеют подвижных соединений, имеющих ограниченный ресурс по причине фрикционного износа.

Недостатком гибких муфт является их чувствительность к скручивающим нагрузкам. Так, металлический сильфонный рукав и защитная стальная оплётка не допускают своего осевого перекручивания. Также тонкостенный сильфон подходит только для трубопроводных систем с относительно низким рабочим давлением, до 1 МПа.

Подбор гибкой муфты

Подбор гибкой муфты осуществляется:

  • по номинальному размеру, в мм – для обеспечения штатной пропускной способности трубопровода;
  • по длине (в см) – для обеспечения требуемого диапазона (амплитуды) перемещения подвижного конца муфты. Требуемая длина гибкой муфты определяется по соответствующим расчетным формулам, исходя из допустимой величины Т осевого (нарушающего соосность) смещения ее подвижного конца (для варианта прямолинейного подключения), или исходя из величины Т горизонтального, вертикального смещения подвижного конца муфты, и R радиуса изгиба ее сильфонного рукава (для U-образного подключения).
  • для обеспечения штатного подключения к трубопроводу – по типу концевых патрубков (резьбовые или фланцевые);
  • для обеспечения коррозионной стойкости в отношении рабочей среды – по материалу изготовления;
  • для обеспечения требуемых режимов эксплуатации по давлению (МПа), температурной стойкости (град.С), указанных в заводской спецификации.

Гибкие муфты в ассортименте компании Yoshitake

Гибкие муфты для трубопроводов низкого давления в ассортименте продукции компании Yoshitake представлены следующими моделями:

  • YBF-1E – с сильфоном и оплёткой из нержавеющей стали, концевыми резьбовыми соединительными муфтами с накидной гайкой “американка”. Предназначены ля работы со средами: горячей и холодной водой, водяным паром, воздухом, маслами, пищевыми и другими химически не агрессивными жидкостями. Максимальное рабочее давление – 1 МПа. Выпускаются номинальным размером 15А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А. Доступные варианты по длине: 300мм, 500мм, 800мм, 1000мм.
  • YBF-2E – с сильфоном и оплёткой из нержавеющей стали, концевыми соединительными фланцевыми патрубками. Предназначены для работы со средами: горячей и холодной водой, водяным паром, воздухом, маслами, пищевыми и другими химически не агрессивными жидкостями. Максимальное рабочее давление – 1 МПа (для малых и средних номинальных размеров), 0,8 – 0,5 МПа (для больших номинальных размеров). Выпускаются номинальным размером 15А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 65А, 80А, 100А, 125А, 150А, 200А, 250А. Доступные варианты по длине: 300мм, 400мм, 500мм, 600мм, 700мм, 800мм, 1000мм (для малых и средних номинальных размеров до 100А), 300мм, 400мм, 500мм, 600мм, 700мм, 800мм, 1000мм, 1200мм, 1500мм, 2000мм (для больших номинальных размеров 150А – 250А).

Также доступны конструкционные варианты гибких муфт для особых условий эксплуатации:

  • упрочненные, для работы в условиях высоких рабочих давлений;
  • для условий подземной прокладки;
  • модельные варианты YBF-6, YBF-7 полностью из нержавеющей стали;
  • вариант YBF-2EM, который подойдет для гашения вибраций от гидравлического насоса.