Устройство для заделки пробоин в стенках заполненных жидкостью емкостей

 

Изобретение относится к ремонтному оборудованию. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств путем сокращения времени на ликвидацию течи. Устройство содержит герметизирующий узел, соединенный с возможностью расстыковки с управляющим блоком. Герметизирующий узел состоит из несущего полого перфорированного стержня 1 с размещенной на нем эластичной оболочкой 2. Управляющий блок включает приспособление для впуска сжатой среды в эластичную оболочку 2 и расстыковки с управляющим блоком, переключатель 13 потока сжатого газа, логический элемент И, цилиндрическую емкость 24, руль 27, приспособление для установки герметизирующего узла в пробоину, приспособление для погружения и сопла 44. Устройство поступает к пробоине сначала при помощи сопел 44, затем после их отключения - за счет энергии вытекающей жидкости. Пробоину заделывают с помощью полых штанг 39, после чего производится расстыковка с управляющим блоком. После заделки пробоины управляющий блок извлекается наружу с помощью фала для повторного использования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 63 В 43/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (l, /

Юра5ляющий г/лок

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4479794/27-11 (22) 01.09.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Государственный научно-исследователь ский институт по химмотологии (72) Г. И. Жутеев, В. М. Таран, М. Ф. Братякова и В. А. Гашев (53) 628.629.125.5(088.8) (56) Патент США № 4239132, кл. В 63 В 43/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ПРОБОИН В СТЕНКАХ ЗАПОЛНЕННЫХ

ЖИДКОСТЬЮ ЕМКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к ремонтному оборудованию. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств путем сокращения времени на ликвидацию течи. Устройство содержит герметизирующий узел, соединенный с возможностью расстыковки с управляющим блоком. Герметизи„„SU„„1594064 д 1

2 рующий узел состоит из несущего полого перфорированного стержня 1 с размещенной на нем эластичной оболочкой 2. Управляющий блок включает приспособление дл я впуска сжатой среды в эластичную оболочку 2 и расстыковки с управляющим блоком, переключатель 13 потока сжатого газа, логический элемент И, цилиндрическую емкость 24, руль 27, приспособление для установки герметизирующего узла в пробоину, приспособление для погружения и сопла 44.

Устройство поступает к пробоине сначала при помощи сопел 44, затем после их отключения — за счет энергии вытекающей жидкости. Пробоину заделывают с помощью полых штанг 39, после чего производится расстыковка с управляющим блоком. После заделки пробоины управляющий блок извлекается наружу с помощью фала для повторного использования. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1594064

Изобретение относится к ремонтному оборудованию, преимущественно к устройствам для заделки пробоин в стенках, заполненных жидкостью емкостей.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных качеств, сокращение времени на ликвидацию течи.

На фиг. 1 представлено устройство для ëåëêè пробоин в стенках, заполненных

;пкостью емкостей, общий вид; на

:! и . 2 — приспособление для впуска сжа>й среды в эластичную оболочку и расстыковки с управлящим блоком; на фиг. 3— схема переключателя потока сжатой среды; на фиг. 4 — цилиндрическая емкость с приспособлениями для погружения на заданную глубину и автономного передвижения; на фиг. 5 — устройство для заделки пробоин в момент продвижения в жидкой среде к пробоине; на фиг. 6 — устройство для заделки пробоин в момент окончания герметизации и отстыковки от герметизирующего узла.

Устройство для заделки пробоин в стенках заполненных жидкостью емкостей содержит герметизирующий узел (фиг. 1), соединенный с возможностью расстыковки с управляющим блоком.

Герметизирующий узел состоит из несущего полого перфорированного стержня 1 с размещенной на нем эластичной оболочкой 2 в виде тонкостенного мешка, средняя часть которого выполнена гофрированной с увеличенной толщиной стенок на конце несущего полого перфорированного стержня, обращенного к корпусу управляющего блока, установлен обратный клапан 3, эластичной оболочки 2, перекрывающий полости несущего полого перфорированного стержня 1 в виде подпружиненного золотника, размещенного во входном патрубке 4 гермстизирующего узла. Торцовые кромки эластичной оболочки 2 герметично крепятся с помощью болтовых соединений к левому и правому фланцам (не показан). Левый фланец прикреплен к входному патрубку 4 герметизирующего узла, а правый фланец выполнен глухим и закреплен на свободном конце несущего полого перфорированного стержня 1. К наружной поверхности правого фланца в центре жестко прикреплен тальреп (не показан) в виде грузового крюка, вблизи от которого во фланце выполнено отверстие с установленным в нем предохранительным клапаном 5 эластичной оболочки 2 для стравливания в атмосферу из эластичной оболочки 2 излишнего давления сжатой среды. Этот клапан имеет известную конструкцию с тарельчатым подпружиненным клапаном.

Приспособление для впуска сжатой среды в эластичную оболочку 2 и расстыковки с управляющим блоком включает установленный на входной патрубок 4- герметизируюп его узла быстроразъемный элсмс,т 6 сосдинения цилиндрическо"0 вид:.. f:íóòðè кото10

55 рого размещаются упругий элемент 7 кольцевой формы, поршень 8 с выполненным внутри него фигурным каналом для подачи сжатой среды, кулачок-эксцентрик 9 подпружиненного типа с присоединенной к нему одним концом штоком (не показан), свободный конец которого шарнирно соединен с одним концом стержня (не показан), скобы.

В свою очередь свободный конец стержня упирается в металлическую мембрану 10, размещенную в корпусе. Надмембранная полость этого корпуса гидравлически связана с трубопроводом 11 для подачи сжатой среды в эластичную оболочку 2.

Между герметизирующим узлом и управляющим блоком размещается на входном патрубке 4 возвратная пружина 12 для расстыковки управляющего блока.

В состав управляющего блока входит переключатель 13 потока сжатого газа, представляющий собой пневматический клапан плунжерного типа, размещенный в цилиндрическом корпусе, с патрубками 14 — 17 соответственно подачи сжатой среды в эластичную оболочку 2, подачи сжатой среды в управляющую камеру переключателя, подачи сжатой среды в нормально открытый канал переключателя и подачи сжатой среды к соплам.

В управляющий блок входит также логический элемент И, выполненный в виде многосекционного пневматического клапана

18 с усилителем (не показан) мембранного типа. На входе в логический элемент И установлен патрубок-тройник с трубопроводами 19, а на выходе из усилителя — патрубок (не показан), соединенный с управляющим

20 клапаном и запорным 21 клапанами, установленными на линии подачи сжатой среды (не показаны) и присоединенными на выходе к патрубкам соответственно 16 и 15.

Перед клапаном 20 установлен запорный клапан 22 пробкового типа. Сжатая среда, поступающая в переключатель 13, предварительно редуцируется в редукционном клапане 23.

Цилиндрическая емкость 24 представляет собой тонкостенный металлический цилиндр, разделенный на три герметизированные полости, а именно, крайние полости, заполняемые при погружении устройства забортной жидкостью (нефтепродуктом), и среднюю полость 25 — для сжатой среды. На боковой поверхности этой емкости размещены три наружных продольных паза 26, смещенные друг относительно друга на угол 120 .

На задней торцовой стенке цилиндрической емкости 8 в ее нижней части размещено приспособление для изменения направления движения с закрепленным на оси рулем 27 с ограничителями 28 поворота и возвратной пружиной 29. Руль 27 выполнен в виде прямоугольной металлической пластины. Ось руля шарнирно прикреплен к одной из продольных сторон пластины. Ограни1594064

70 ды 19 свободными концами присоединены к

5 чители 28 поворота выполнены в виде телескопических стержней, возвратная пружина 29 одним концом прикреплена к торцовой стенке цилиндрической емкости 24, а другим концом — к рулю 27.

К верхней части руля 27 прикреплена одним концом стойка, свободный конец которой находится в зацеплении с фиксируюц.им элементом руля 27 в виде крючка, прикрепленного к поворотной оси находящегося в герметизированном корпусе реле 30 времени.

Корпус этого реле 30 укреплен на конце кронштейна, свободный конец которого шарнирно прикреплен к задней торцовой части цилиндрической емкости 24. Кроме поворотной оси реле 30 времени имеет ось для заводки подпружиненного механизма. На оси для заводки закреплен маховичок 31 для установки заданного. времени срабатывания. Обе оси реле 30 выведены из герметнзированного корпуса наружу через сальниковое уплотнение известного типа, например, в виде грунд-буксы, причем выход оси с маховичком 31 расположен в месте, удобном для обслуживания реле оператором. К верхней торцовой части цилиндрической емкости 24 жестко прикреплена скоба, за которую привязан фал 32 в виде гибкого тросика для извлечения управляющего блока из резервуара после его расстыковки с герметизирующим узлом.

Приспособление для погружения на заданную глубину включает крайние полости цилиндрической емкости 24 с размещенными в верхней части этих емкостей пневматическими клапанами 33 и 34, управляющий клапан 35 и реле 36 времени (пневматические клапаны представляют собой известную конструкцию подпружиненного шарового клалана) . Управляющий клапан 35, размещейный в нижней части устройства, представляет собой золотник, помещенный с возможностью вращения в корпус. В боковой поверхности этого корпуса выполнены два ок«а, перекрываемые золотником управляющего клапана 35. К каждому из этих окон подключены выходные трубопроводы, соединенные с крайними полостями цилиндрической емкости 24. Реле 36 времени предназначено для задания времени, достаточного для полного заполнения крайних 71олостей забортной жидкостью. Это реле 36 также, как и реле 30 времени приспособления для направления движения, размещается в герметизированном корпусе с выводом наружу заводной и выходной осей через сальннковые уплотнения. На конце заводной оси размещен маховичок 37 для заводки реле 30 и установки времени. Выходная ось реле 30 времени жестко соединена со штоком золотника, управляющего клапаном 35. На этой оси закреплена также шестерня 38, входящая в зацепление с шестерней, открывающей у травляющий клапан 35.

Приспособление для установки герметнзирующего узла в пробоину включает три трубопровода для сжатой среды, соединение с помощью шарнирных сочленений с тремя элементами ориентирования движения устройства по потоку, каждый из которых выполнен в виде полых штанг 39 складного типа с датчиками 40 размещения эластичной оболочки 2 в пробоине и три фиксирующих элемента 41, Упомянутые трубопровологическому элементу И. Полые штанги 30 состоят каждая из первых и вторых секций в виде металлических труб, соединенных между собой с помощью легкоразъемного шарнира 42, позволяющего устанавливать при необходимости секции (с размещенными датчиками.40) различной дпины (в зависимости от типоразмера герметнзирующего узла) и имеющего стопор, обеспечивающий фиксацию каждой этой секции параллельно горизонтальной оси устройства. Концы каждой первой секции подпружинены относительно цилиндрической емкости 24 с помощью пластинчатых пружин. Секции каждой полой штанги 39 в месте размещения легкоразъемного шарнира 42 также подпружинены между собой с помощью пЛастинчатых пружин. На первой секции каждой штанги размещено эластичное полотнище 43 из бензостойкой эластичной ткани, образующего при раскрытии каждой полой штанги плоский треугольник (в плане) для ориентирования движения устройства по потоку.

Фиксирующие элементы 41 предназначены для закрепления полых штанг 39 в положении, когда первые секции штанг утоплены каждая в соответствующем наружном»роЭ5 дольном пазу 26 цилиндрической емкости 24.

Каждый фиксир:.:ощий элемент 41 представляет собой Г-обр зный стержень, одним концом закрепленный с возможностью поворота на цилиндрической емкости 24, а свободный конец стержня отогнут на угол 90 в виде

40 полки, в которую упираются секции штанг. ,цва соила 44 представляют собой каждое дозвуковое сопло Лаваля. Установлены сопла 44 в средней части торцовой стенки цилиндрической емкости 24. Эти сопла 44 ñoeдинены с трубопроводом подачи сжатой сре-:

45 ды через переключатель 13 потока сжатог". газа (патрубками 16 и 17).

Устройство работает следующим обра-. зом.

Первоначально оператор после определения координат пробоины производит две операции — подготовку устройства к работе, включающую установку на корпусе необходимого типоразмера герметизирующего узла, установку на заданный угол руля 27, установку времени на реле 30 н 36 времени--опускание устройства на зеркало жидкости с использованием фала 32 и дополнительного шеста.

1594064

Формула изобретения

7

Вначале оператор после определения координат пробоины производит подготовку устройства к работе, включающую установку на корпусе необходимого типоразмера герметизирующего узла путем установки в быстроразъемном элементе соединения 6 входного патрубка 4 герметизирующего узла. Закрепляют в элементе соединения 6 патрубка 4 путем его обжатия упругим элементом 7 за счет воздействия кулачкового эксцентрика 9 с фиксацией этого эксцентрика в крайнем положении. Открывают канал подачи сжатой среды путем установки золотника обратного клапана 3 штоком поршня 8 в крайнее правое положение. Устанавливают на корпусе устройства необходимый типоразмер вторых секций полых штанг 39 с использованием легкоразъемного шарнира 42. Усганавливают руль 27 на заданный угол измен(нием длины ограничителей 28 поворота, а также изменением длины и угла наклона кронштейна с закрепленным на нем реле 30 времени. Устанавливают реле

30 и 36 времени в зависимости от координат расположения пробоины с использованием маховичков 31 и 37. При опускании устройства внутрь резервуара раскрываются полые (нтанги 39 и элементы ориентирования движения по потоку при повороте фиксирующих элементов 41 на 90 . Опускание устройства производят с использованием фала 32 и дополнительного шеста. Погружение производится при поступлении забортной жидкости через управляемый клапан 35 и байпасный трубопровод с одновременным выпуском из них воздуха через пневмоклапаны 33 и 34. При достижении заданной глубины срабатывает реле 36 времени и производится закрытие посредством шестерен 38 управляюгцего клапана 35, благодаря чему прекращается поступление жидкости в крайние полости с одновременным открытием запорного клапана 22. Движение устройства к пробоине осуществляется посредством сопел 44, которые включаются при поступлении сжатой среды через редукционный 23, запорный 22 и управляющий 20 клапаны в нормально открытый канал переключателя 13 потока сжатого газа.

IlpII достижснии зоны расположения пробоины срабатывает реле 30 времени, поворотная ось этого реле освобождается от зацепления с фиксирующим элементом руля

27, происходит поворот руля 27 с помощью возвратной пружины 29 до упора руля в olраничитсль 28 поворота. Происходит ориентирование устройства по потоку. Установка герметизирующего узла в пробоину производится при срабатывании датчиков 40 размещения эластичн(ч. оболочки 2 в пробоине

И Iai PI(IIIV С ПОМОЩI Ю ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНта И и силителя управляемого клапана 20 с одновременным oi ..рытием клапана 21.

Заделка пробои I bl осуществляется при поступ;цнии сжатой среды через клапан 21 в

8 камеру переключателя 13. При этом поршень переключателя, перемещаясь из положения 1 в положение 11, закрывает нормально открытый канал с установленным на нем патрубком 16, тем самым прекращая подачу сжатой среды в сопло 44 и открывая нормально закрытый канал с патрубком 14, через который сжатая среда поступает в эластичную оболочку 2. При превышении заданного давления сжатой среды в эластичной оболочке 2 срабатывает клапан 5. Расстыковка управляющего блока устройства от герметизирующего узла производится при прогибе мембраны 14 в связи с достижением давления сжатой среды заданного значения, благодаря чему кулачок-эксцентрик 9, поворачиваясь, освобождает поршень 8, который, перемещаясь, под действием упругого элемента 7 освобождает входной патрубок 4. Производится закрытие золотника обратного клапана 3, расстыковка устройства под действием возвратной пружины 12. Извлечение управляющего блока на поверхность производится с помощью фала 32.

1. Устройство для заделки пробоин в стенках заполненных жидкостью емкостей, содержащее несущий полый перфорированный стержень, к обоим концам которого прикреплена охватывающая его эластичная оболочка, и цилиндрическую емкость для сжатой среды, соединенную с возможностью расстыковки с одним из концом несущего полого перфорированного стержня, отличаюи(ееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем сокращения времени на ликвидацию течи, цилиндрическая емкость выполнена с наружными продольными пазами и с поперечными перегородками, разделяющими ее на полости, средняя из которых заполнена сжатым газом и выполнена с линией подачи сжатого газа, включающей в себя соединяющим полости цилиндрической емкости байпасный трубопровод с управляемым клапаном, установленным на входе в байпас, причем устройство снабжено приспособлением ориентирования движения устройства по потоку, соплами, размещенными на задней торцовой стенке цилиндрической емкости, переключателем потока сжатого газа, тремя запорными клапанами, логическим элементом И и датчиками размещения эластичной оболочки в пробоине, при этом первый и второй запорные клапаны установлены на входе в нормально открытый канал переключателя потока сжато(о газа, а третий запорный клапан установлен на входе в управляющую камеру переключателя потока сжатого газа, при этом линия подачи сжатого газа из -редней полости цилиндрической емкости и(дключена через нормально открытый и (".;,Iàëüíî закрытый

1594064 иг Z

Уааителб

de с0 пер еб8ижения

4Ьгз каналы переключателя потока сжатого газа соответственно к соплам и к несущему полому перфорированному стержню, при этом управляющий вход первого запорного клапана связан с управляемым клапаном байпаса, а управляющие входы второго и третьего запорных клапанов соединены с выходом логического элемента И, к входам которого подключены датчики размещения эластичной оболочки в пробоине.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособление ориентирования движения устройства по потоку выполнено с эластичными полотнищами и с полыми штангами, каждая из которых состоит из двух соединенных секций, одна из которых своим

10 концом шарнирно установлена в ссютветствующем продол ьном пазу ц гл индрической емкости с возможностью размещения в нем, а другим концом шарнирно соединена с второй секцией, которая установлена с возможностью фиксации ее в положении, параллельном продольной оси несущего полого перфорированного стержня, при этом каждое эластичное полотнище установлено одной своей кромкой в соответствующем продоль10 ном пазу цилиндрической емкости, а другой кромкой в соответствующей секции полой штанги, причем каждый датчик размещения эластичной оболочки в пробоине установлен на свободном конце второй секции соответствующей полой штанги.

К М СП ццНОц 0бОЛО ч 8 1

1594064

1594064

1594064

Сост а вител ь C. Втулки н

Редактор В. Ьугренкова Техред А. Кравчук Корректор М. Максимишинец

Заказ 2806 Тираж 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101