Заглушающее устройство для перекрытия трубопровода

 

Изобретение относится к устройствам для перекрытия трубопроводов, в частности, на период ремонта и может найти применение при ремонте труб водоводов, нефтепроводов и других трубопроводных систем. В заглушающем устройстве эластичная оболочка имеет форму свернутого пакета, выполненного с возможностью разворачивания, раздувания и герметичного перекрытия трубопровода при подаче внутрь нее среды под давлением и упругого сворачивания при удалении из нее этой среды. Причем свернутый пакет в развернутом виде имеет прямоугольную форму и плоские поверхности. Свернутый пакет может иметь поперечное сечение S- или Z-образной формы, а также в форме кольца или спирали. Техническим результатом изобретения является создание заглушающего устройства для перекрытия трубопроводов с сечением различного профиля, имеющим плавные переходы по радиусу, позволяющего уменьшить необходимые для монтажа устройства размеры операционного отверстия, вырезаемого в стенке трубопровода, а также сократить время перекрытия трубопровода. 9 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам для перекрытия трубопроводов, в частности, на период ремонта и может найти применение для перекрытия труб водоводов, нефтепроводов и других трубопроводных систем, имеющих сечения различного профиля.

Известно заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов (RU N 2037727 C1, МПК 7 F 16 L 55/12, 16.05.95), содержащее герметизированную цилиндрическую камеру с резиновыми стенками и охватывающий ее силовой каркас. Одна из торцевых стенок камеры снабжена расположенными по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск, соединенный с торцевой стенкой через резиновую прослойку.

Однако такое устройство многослойной толстостенной цилиндрической оболочки не может быть использовано при перекрытии труб с сечением различного профиля, т.е. отличным от круглого сечения.

Известно также заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопровода (RU N 2037729 C1, МПК 7 F 16 L 55/16, 16.06.95 - прототип), содержащее армированную нитями корда цилиндрическую оболочку с армированными торцевыми стенками в форме диска, одна из которых снабжена трубным штуцером. Однако при сечении трубопровода, отличном от окружности, указанная форма торцовой стенки не может обеспечить надежное перекрытие трубопровода и равномерность натяжения нитей корда.

Задачей изобретения является создание заглушающего устройства для перекрытия трубопроводов с сечением различного профиля, имеющим плавные переходы по радиусу, а также уменьшение размеров операционного отверстия, необходимого для монтажа заглушающего устройства в трубопроводе.

Указанная задача достигается тем, что в заглушающем устройстве для перекрытия трубопровода, содержащем эластичную оболочку с трубным штуцером, выполненную с возможностью раздувания и герметичного перекрытия трубопровода, согласно предложенному изобретению эластичная оболочка имеет форму свернутого пакета, выполненного с возможностью разворачивания при подаче внутрь нее среды под давлением и упругого сворачивания при удалении из нее этой среды.

Свернутый пакет в развернутом виде имеет прямоугольную форму и плоские поверхности, что упрощает процесс сборки оболочки.

Кроме того, свернутый пакет имеет поперечное сечение S-образной формы или Z-образной формы или в форме кольца или спирали. Это позволяет уменьшить размеры отверстия, вырезаемого в стенке трубопровода. Эластичная оболочка в устройстве выполнена резинокордной, в виде резиновой камеры, армированной нитями корда, образующими силовой каркас. При этом нити корда силового каркаса расположены параллельно между собой и под углом от 0 до 5^o к продольной оси оболочки. Последняя может иметь усиливающие полосы из резинокордного полотна, каждая из которых расположена вдоль одной из кромок оболочки и наложена на боковые стенки оболочки, а нити корда указанных полос расположены параллельно нитям корда силового каркаса оболочки. Такое выполнение эластичной оболочки устройства позволяет уменьшить давление сжатого газа, необходимого для раздувания устройства до рабочего положения, поскольку чем меньше угол нити с осью оболочки, тем легче она увеличивается в диаметре при подаче давления с одновременным сокращением по длине.

В то же время для повышения прочности соединения частей силового каркаса возможно увеличение числа слоев нитей корда. Для этого нити корда силового каркаса расположены, по крайней мере, в два слоя, в каждом из которых нити корда расположены параллельно между собой, при этом нити корда одного слоя расположены симметрично нитям корда другого слоя относительно продольной оси оболочки и образуют с ней угол от 2 до 20^o.

Кроме того, оболочка может иметь дополнительные усиливающие полосы из резинокордного полотна, каждая из которых расположена вдоль одной из торцевых кромок оболочки и соединена с каждой боковой стенкой оболочки. При этом нити корда дополнительных усиливающих полос расположены, по крайней мере, в два слоя, в каждом из которых нити корда расположены параллельно между собой, причем нити корда одного слоя расположены симметрично нитям корда другого слоя относительно продольной оси оболочки и образуют с ней угол от 2 до 20^o.

Для повышения равномерности натяжения нитей корда между усиливающими полосами и силовым каркасом расположен дополнительный резиновый слой.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что заявляемое изобретение является новым, т.к. оно не известно из уровня техники.

Вся совокупность существенных признаков изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поэтому заявленное устройство отвечает условию "изобретательского уровня".

Изобретение "промышленно применимо", поскольку позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в возможности перекрытия трубопроводов с сечением различного профиля и значительном сохранении затрат и времени, требуемых для перекрытия.

На фиг. 1 показан общий вид заглушающего устройства.

На фиг. 2 - заглушающее устройство (ЗУ) в рабочем состоянии в разрезе.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

На фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 5 - различные варианты сечений свернутого пакета в трубопроводе.

На фиг. 6 - развернутая оболочка с вырезом.

На фиг. 7 - варианты сечения эластичной оболочки в развернутом виде по В-В и Г-Г на фиг. 6.

На фиг. 8 - эластичная оболочка с нитями корда в один слой; сечения Д-Д и Е-Е.

На фиг. 9 - эластичная оболочка с нитями корда в два слоя; сечения Ж-Ж и З-З.

На фигурах приняты следующие обозначения: L - длина заглушающего устройства по продольной оси; М - ширина развернутой оболочки; H - высота свернутого пакета; h - высота развернутой оболочки: S - минимальная длина касания оболочки с трубопроводом в рабочем состоянии; А - размер отверстия в трубопроводе; +P - избыточное давление подаваемого в оболочку газа; P_тр - давление среды в трубопроводе; P_об - давление, оказываемое на стенки оболочки.

Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов содержит эластичную оболочку 1 в виде свернутого пакета с трубным штуцером 2, который служит для подачи и выпуска из оболочки 1 сжатого газа (см. фиг. 1). Эластичная оболочка 1 выполнена резинокордной, имеющей резиновый слой, армированный нитями корда и образующий силовой каркас 3. Поверх последнего расположен покровный резиновый слой 4, а внутри - резиновый слой, образующий гермокамеру 5 (см. фиг. 6).

Эластичная оболочка 1 имеет форму свернутого пакета, который под действием подаваемой в него под давлением среды разворачивается, а при сбросе давления - сворачивается под действием упругих сил. Это обеспечивается тем, что при изготовлении плоский прямоугольный пакет из резинокордного материала (см. фиг. 6) сворачивают (в форме буквы S, или буквы Z, или кольца, или спирали) и затем вулканизируют.

Для упрочнения устройства в нем предусмотрены усиливающие полосы 6 из резинокордного полотна (фиг. 7), расположенные вдоль кромок оболочки 1 и соединенные с боковыми стенками оболочки, а нити корда силового каркаса 3 параллельны нитям корда указанных полос 6. При наличии двух слоев нитей корда в оболочке 1 (фиг. 9) нити корда одного слоя расположены симметрично нитям корда другого слоя относительно продольной оси оболочки и образуют с ней угол от 2 до 20^o. При этом нити корда усиливающих полос 6 также расположены в два слоя параллельно друг другу в каждом слое и с симметрией, аналогичной нитям корда силового каркаса 3.

Положение заглушающего устройства в рабочем состоянии в трубопроводе изображено на фиг. 2 - 4.

На фиг. 5 изображены варианты (а, б, в, г) размещения свернутой эластичной оболочки в трубопроводе.

На фиг. 5а изображена эластичная оболочка в форме спирали, на фиг. 5б - Z-образной формы, на фиг. 5в - кольцеобразной формы, на фиг. 5г - S-образной формы. На фиг. 7 изображены варианты (а, б, в) сечения эластичной оболочки в свернутом виде по В-В и Г-Г на фиг. 6, где на фиг. 7а изображена эластичная оболочка с коротким слоем корда 7, на фиг. 7б - эластичная оболочка с усиливающими полосами 6, на фиг. 7в - эластичная оболочка с удлиненным слоем корда 8.

Работа заглушающего устройства осуществляется следующим образом. К трубному штуцеру 2 присоединяют шланг (на чертеже не показан) и устройство вводится в заглушаемую трубу через отверстие 9, выполненное в стенке трубы (см. фиг. 5).

От источника сжатого газа по шлангу и трубному штуцеру 2 в устройство подают сжатый газ, при этом заглушающее устройство сначала разворачивается, затем раздувается и переходит в рабочее положение, показанное на фиг. 2. В рабочем положении заглушающее устройство герметично перекрывает трубу и устраняет возможность движения в ней жидкости или газа.

После окончания работ давление сжатого газа сбрасывается, и эластичная оболочка под действием упругих сил сворачивается и легко извлекается через операционное отверстие.

Благодаря конструкции устройства обеспечивается возможность перекрытия трубопроводов с сечением различного профиля, имеющим плавные переходы по радиусу. При этом размеры отверстия, вырезаемого в стенке трубопровода, необходимого для монтажа заглушающего устройства внутрь его, значительно меньше размеров операционного отверстия, необходимого для монтажа известных устройств.

Формула изобретения

1. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее эластичную оболочку с трубным штуцером, выполненную с возможностью раздувания и герметичного перекрытия трубопровода, отличающееся тем, что эластичная оболочка имеет форму свернутого пакета, выполненного с возможностью разворачивания при подаче внутрь нее среды под давлением и упругого сворачивания при удалении из нее этой среды.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свернутый пакет в развернутом виде имеет прямоугольную форму и плоские поверхности.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что свернутый пакет имеет поперечное сечение S-образной формы.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что свернутый пакет имеет поперечное сечение Z-образной формы.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что свернутый пакет имеет поперечное сечение в форме кольца или спирали.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что эластичная оболочка выполнена резинокордной, в виде резинового слоя, армированного нитями корда, образующими силовой каркас.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что нити корда силового каркаса расположены параллельно между собой и под углом от 0 до 5^o к продольной оси оболочки, при этом последняя имеет усиливающие полосы из резинокордного полотна, каждая из которых расположена вдоль одной из кромок оболочки и соединена с каждой боковой стенкой оболочки, а нити корда указанных полос расположены параллельно нитям корда силового каркаса оболочки.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что нити корда силового каркаса расположены, по крайней мере, в два слоя, в каждом из которых нити корда расположены параллельно между собой, при этом нити корда одного слоя расположены симметрично нитям корда другого слоя относительно продольной оси оболочки и образуют с ней угол от 2 до 20^o.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что эластичная оболочка имеет дополнительные усиливающие полосы из резинокордного полотна, каждая из которых расположена вдоль одной из торцевых кромок оболочки и соединена с каждой боковой стенкой оболочки, при этом нити корда усиливающих полос расположены, по крайней мере, в два слоя, в каждом из которых нити корда расположены параллельно между собой, причем нити корда одного слоя расположены симметрично нитям корда другого слоя относительно продольной оси оболочки и образуют с ней угол от 2 до 20^o.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что между усиливающими полосами и силовым каркасом расположен дополнительный резиновый слой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9