Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для перекрытия трубопроводов на период их ремонта. Одна из торцевых стенок герметичной эластичной камеры снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск. На герметичной эластичной камере расположен слой материала с низким коэффициентом трения - скользящий слой, способного деформироваться при подаче в эластичную камеру воздуха под давлением. Герметичную эластичную камеру с расположенным на ней скользящим слоем охватывает силовой каркас, выполненный сетчатым, способным увеличивать диаметральный размер, уменьшая при этом осевой размер. На силовом каркасе расположен второй скользящий слой, поверх которого размещен покровный слой, непосредственно контактирующий с внутренней поверхностью перекрываемой трубы. Силовой каркас, выполненный сетчатым и расположенный между двумя скользящими слоями, обеспечивает повышенную способность устройства к деформации в радиальном направлении. Обеспечивает высокую прочность каркаса, не снижая способности устройства к деформации. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для перекрытия трубопроводов, в частности, на период ремонта. Заглушающее устройство может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на магистральных трубопроводах, водопроводах и канализационных сетях.

Известна резинокордная оболочка для перекрытия трубопроводов (RU 2273788, 2006.04.10), содержащая герметизированную эластичную цилиндрическую камеру с торцевыми стенками, одна из которых снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск, выполненный из армированного нитями корда прорезиненного материала и охватывающий герметизированную цилиндрическую камеру силовой каркас, включающий цилиндрическую оболочку и соединенные с ней внахлест, расположенные на торцевых стенках камеры торцевые стенки силового каркаса, выполненные из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос с отогнутыми вдоль оси камеры концами, при этом нити в полосах направлены вдоль полос, и размещенный на силовом каркасе резиновый покровный слой. Силовой каркас выполнен многослойным, при этом нахлесты в слоях силового каркаса, армирующего цилиндрическую и торцевые части цилиндрической камеры, сдвинуты друг относительно друга в осевом направлении в цилиндрической части и в радиальном направлении - в торцевой части, причем величина нахлеста составляет от 30 до 250 мм, а отогнутые вдоль оси камеры концы полос расположены на внутренней поверхности.

Известно также заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов (RU 2277661, 2006.06.10), содержащее внутреннюю камеру, образованную цилиндрической и двумя сопряженными с ней торцевыми стенками, включающими наружную покровную резиновую оболочку, упрочняющий каркас, состоящий из слоев прорезиненной кордной ткани, армирующей цилиндрическую и торцевые стенки, и внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку, причем одна из торцевых стенок снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск, соединенный с торцевой стенкой камеры через резиновую прослойку, кроме того, прорезиненная кордная ткань каркаса, армирующая обе торцевые стенки, выполнена из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос. В которой полосы резинокордной ткани, армирующие торцевые стенки, уложены, по меньшей мере, в два слоя, причем количество слоев полос, армирующих торцевые стенки, соответствует количеству слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, протяженность радиально направленных полос резинокордной ткани в торцевых стенках не превышает диаметр камеры, а концевые участки слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, отогнуты на полосы резинокордной ткани, расположенные на торцевой стенке, с частичным их перекрытием на участке протяженностью не менее 0,1 длины полосы, причем участки полос резинокордной ткани, перекрываемые каждым из слоев резинокордной ткани, сдвинуты относительно друг друга в радиальном направлении на величину h≥d, где d - диаметр нити резинокордной ткани.

Общими недостатками указанных известных устройств для перекрытия трубопроводов являются ограниченная деформативная способность и низкая прочность силового каркаса. Увеличение слойности или количества нитей в слоях кордного каркаса, повышает прочность кордного каркаса, но снижает работоспособность устройства, т.к. большая часть подаваемого внутрь устройства давления сжатого газа будет затрачиваться на преодоление упругих сил вулканизованного многослойного силового каркаса увеличение диаметра устройства и, следовательно, на увеличение нагрузки на нити корда. Также повышение слойности силового каркаса значительно увеличивает массовые характеристики устройств для перекрытия трубопроводов, что, в свою очередь, затрудняет проведение ремонтно-восстановительных работ.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание заглушающего устройства, способного перекрывать трубопроводы различных диаметров и при этом выдерживать герметичность в широком диапазоне перепада давления в трубопроводе.

Технический результат достигается тем, что в отличие от известных из уровня техники устройств для перекрытия трубопроводов в предлагаемом изобретении силовой каркас выполнен сетчатым, способным увеличивать диаметральный размер, уменьшая при этом осевой размер, и расположен между двумя скользящими слоями, находящимися на внешней поверхности герметизированной эластичной камеры и внутренней поверхности покровного слоя заглушающего устройства. Скользящие слои выполнены из материала с низким коэффициентом трения и позволяют сетчатому силовому каркасу увеличивать диаметральный размер с минимальными потерями. Это объясняется тем, что ячейки сетчатого силового каркаса не заполнены эластичным материалом, имеют высокую деформативную способность за счет разворота ромбовидных ячеек не вулканизованного сетчатого силового каркаса, и энергия на деформацию силового каркаса в диаметральном направлении тратится только на преодоление силы трения между нитями силового каркаса, а также на силы трения каркаса о скользящие слои. Сетчатый силовой каркас может быть выполнен как из переплетенных армирующих нитей, не имеющих закрепления в узлах пересечения нитей, так и из переплетенных армирующих нитей, закрепленых в узлах пересечения нитей. Скользящие слои, выполненные из материала с низким коэффициентом трения, должны сохранять свои свойства в диапазоне температур от -50°С до +180°С. Данный диапазон температур обусловлен тем, что при эксплуатации в районах Крайнего севера требуется работоспособность устройства в условиях низких температур. Верхняя граница диапазона температур обусловлена процессом изготовления заглушающего устройства в условиях шинного производства при вулканизации покровного слоя. Материалом для изготовления скользящих слоев может быть фторопласт в виде тонких лент.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено предлагаемое заглушающее устройство, общий вид;

на фиг.2 изображен вариант исполнения сетчатого силового каркаса в виде плетенки: в исходном состоянии и деформированном состоянии.

Заглушающее устройство (фиг.1) состоит из герметизированной эластичной камеры 1 с торцевыми стенками 2, 3, одна из которых снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером 4, переходящим внутри камеры в кольцевой диск 5. Трубный штуцер предназначен для подачи и выпуска из камеры сжатого газа. На герметизированной эластичной камере 1 расположен скользящий слой 6. Камеру 1 с расположенным на ней скользящим слоем 6 охватывает силовой каркас 7. Поверх силового каркаса 7 расположен скользящий слой 8. На поверхности скользящего слоя 8 размещен эластичный покровный слой 9. Наружная поверхность эластичного покровного слоя 9 в зоне контакта с заглушаемым трубопроводом может быть снабжена кольцевыми уплотнительными выступами 10, которые в процессе работы улучшают уплотнение и сцепление с перекрываемым трубопроводом.

Заглушающее устройство работает следующим образом.

К трубному штуцеру 4 присоединяют шланг (не показан), и устройство вводится в заглушающий трубопровод. От источника сжатого воздуха или иного газа по шлангу к трубному штуцеру 4 в устройство подают сжатый газ, при этом герметизированная эластичная камера 1 расширяется и через скользящий слой 6 воздействует на сетчатый силовой каркас 7. Сетчатый силовой каркас 7 увеличивается в диаметральный размер и через скользящий слой 8 передает усилие на эластичный покровный слой 9. Эластичный покровный слой 9 увеличивает свой диаметр до соприкосновения с внутренней поверхностью перекрываемого трубопровода. Таким образом, устройство полностью перекрывает трубопровод и устраняет возможность истечения из него жидкости.

Изготовление устройства по предлагаемому способу в условиях шинного производства производится следующим образом.

Изготовляется резиновая герметизированная эластичная камера 1, снабженная трубным штуцером 4. После вулканизации камеры ее наполняют сжатым воздухом до расправленного состояния. На камеру одевается скользящий слой 6 из тонких фторопластовых лент или целлофана. После этого на скользящий слой помещают сетчатый силовой каркас 7 и закрепляют его концы с торцевых сторон. Далее на силовой каркас одевается второй скользящий слой 8, например, из тонких фторопластовых лент или целлофана.

Последним собирается покровный резиновый слой 9, и заготовка помещается в пресс-форму для дальнейшей вулканизации.

Предлагаемая конструкция заглушающего устройства с предложенным сетчатым силовым каркасом, расположенным между двумя скользящими слоями, позволяет перекрывать широкий диапазон диаметров перекрываемых трубопроводов, а также увеличивает диапазон герметизируемого перепада давления в трубопроводе.

1. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее герметизированную эластичную камеру с торцевыми стенками, одна из которых снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск, охватывающий герметизированную эластичную камеру силовой каркас и размещенный на силовом каркасе покровный слой, отличающееся тем, что силовой каркас, охватывающий герметизированную эластичную камеру, расположен между двумя слоями с низким коэффициентом трения, находящимися на внешней поверхности герметизированной эластичной камеры и внутренней поверхности покровного слоя заглушающего устройства.

2. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что силовой каркас выполнен в виде оболочки из переплетенных армирующих нитей, способной увеличивать диаметральный размер, уменьшая при этом осевой размер.

3. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что силовой каркас выполнен в виде сетчатой оболочки, способной увеличивать диаметральный размер, уменьшая при этом осевой размер.

4. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что слои с низким коэффициентом трения выполнены из материала, сохраняющего свои свойства в диапазоне температур от -50 до +180°С.

5. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что слои с низким коэффициентом трения выполнены методом намотки из лент тонкого пленочного материала.

6. Заглушающее устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что на поверхности покровного слоя расположены вдоль оси кольцевые уплотнительные выступы.