История появления сильфонного компенсатора

Потребность в компенсаторах появилась в одно время с появлением первых трубопроводов для перемещения различных сред. Они должны были компенсировать температурные расширения трубопроводов, изолировать их от вибрационных нагрузок, выправить отсутствие соосности между трубами.

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Применение компенсаторов на различных типах устройств обусловлено необходимостью избежать, стабилизировать, либо свести к минимуму возникновение нежелательных факторов, возникающих в результате воздействия окружающей или проводимой среды, а также в результате работы самого устройства. Такими факторами могут быть напряжения в металле, опорах трубопровода и пр.

В зависимости от рабочих параметров эксплуатации и среды применяют следующие виды компенсаторов: компенсатор сильфонный, компенсатор резиновый, компенсатор тканевый, компенсатор фторопластовый, компенсатор линзовый, компенсатор сальниковый.

Основными параметрами для выбора компенсатора являются:

  - температура среды

  - давление

   - агрегатное состояние перемещаемой среды

Первые компенсаторы

Сначала применялись только Z и П- образные конструкции. Точнее, менялась структура трубопроводов, в виде таких своеобразных искривлений, позволяя, таким образом, подавить влияние внешних воздействий. Однако, подобные варианты не всегда удовлетворяли всем требованиям, к тому же, такие искривления были весьма громоздкими и требовали существенных затрат.

Идея создания компенсатора принадлежит немецкому предпринимателю Хенриху Витценманну. Долгое время он работал в торговой компании своего дяди, но в 1854 году начал собственный бизнес, открыв ювелирный завод, который выпускал цепочки, запонки, браслеты. В 1869 году, вместе со своим деловым партнером и изобретателем Эженом Лепелетье, он спроектировал и затем построил машину для изготовления цепочек, что позволило значительно увеличить производительность завода и открыть в 1877 году еще одно предприятие в Париже.

Однажды Витценманн обратил внимание на протечки резинового шланга, которым поливали пыльную дорогу. Хенрих задумался над созданием более прочного шланга и подключил к этому своего партнера Лепелетье. Результатом совместных трудов стало появление, всем хорошо известного, металлорукава, который, с некоторыми изменениями, широко используется и в наше время.

4 августа 1885 года изобретение было запатентовано, а уже 1889 году началось промышленное производство металлорукава.

Именно рукав стал основой для создания первого компенсатора, который появился на свет, усилиями Хенриха Витценманна, уже в начале 20-го века.

В процессе эволюции изделия, появилось достаточно много его вариантов, одним из которых является сильфонный компенсатор. Его основой является металлическая гофра, которая сохраняет свою прочность при значительных перепадах температуры и существенных изгибающих либо поперечных нагрузках, таким образом, компенсируя изменения в трубопроводе, сохраняя его целостность.

Сильфонный компенсатор: этапы модернизации

Первые модели сильфонных компенсаторов имели один слой толщиной до 15 мм. В качестве материала изготовления выступала ил чистая сталь или ее сплавы. Такие изделия были способны компенсировать только осевые смещения, при этом они были достаточно тяжелы, громоздки и вызывали огромные реакционные силы. С течением времени сильфонные компенсаторы из десятилетия в десятилетие модернизировались и теперь представляют собой компактный гибкий элемент, изготовленный из нержавеющей стали.

Современные сильфонные компенсаторы имеют несколько разновидностей. Сейчас осуществляется производство как однослойных, так и многослойных компенсаторов. Изготовление многослойных изделий решило проблему соотношения толщины материала и гибкости сильфона. В зависимости от назначения, типа вибраций и давления определяется толщина и количество витков на сильфоне (гофре).

Способность компенсировать механические и температурные расширения и вибрации, возникающие в процессе эксплуатации трубопроводных систем, зависит непосредственно от гибкости сильфона. Для достижения наибольшей гибкости компенсатора, гофра изготавливается из довольно тонкого материала. Однако следует учитывать, что чем толще стенка сильфона, тем дольше срок службы сильфонного компенсатора.

Большинство моделей сильфонных компенсаторов сейчас изготавливаются с наружным защитным кожухом, позволяющим предотвратить механические повреждения сильфона и попадание инородных частиц в устройство. Компенсаторы могут иметь различное присоединение к трубопроводу, например, патрубки под приварку или фланцы.

В настоящее время в России сильфонный компенсатор является одними из самых распространенных компенсирующих устройств, применяющихся на трубопроводах теплотрасс.

Ну а если вернуться к Хенриху Витценманну, то после своего изобретения, он забросил ювелирный бизнес и переключился на производство металлических шлангов. Его предприятие работает до сих пор.