Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБЫ ГАЗОПРОВОДНОЙ МАГИСТРАЛИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБЫ ГАЗОПРОВОДНОЙ МАГИСТРАЛИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБЫ ГАЗОПРОВОДНОЙ МАГИСТРАЛИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: область газовой промышленности и, в частности, для перекрытия внутренней полости в трубе газопроводной магистрали под давлением в зоне предполагаемого проведения ремонтных работ, а именно в предварительно вырезанном отверстии в трубе через приваренный в этом месте запорный кран. Сущность: устройство для перекрытия внутренней полости - трубы газопроводной магистрали, содержащее корпус 1, направляющую штангу 2 и уплотнительный герметизирующий элемент, состоящий из пробки 13 и эластичной заглушки 14, причем в пробке 13 выполнен дугообразный прямоугольного сечения паз 17 и аналогично этому заглушка 14 выполнена в виде пластины также прямоугольного сечения и изготовлена преимущественно из полиуретана мягкого. Кроме того, в штанге 2 и в пробке 13 выполнены сквозные вдоль их оси отверстия "д" и "е", через которые вводится под давлением дополнительная герметизирующая рабочая среда "ж", например, расплавленный парафин, стеарин и т.п., которая, попадая в зону "и" между пластиной 14 и пробкой 13, создает дополнительные усилия прижима пластины 14 к внутренней поверхности "к" трубы 22. После остывания парафин затвердевает и этим самым обеспечивает максимальные усилия прижима и герметизации пластин 14 к трубе 21, что позволяет повысить надежность работы устройства. Разъемная конструкция штанги 2 с пробкой 13 позволяет после выполнения герметизации и перекрытия трубы устройство снять с объекта, а пробку 13 с пластиной 14 оставить по своему назначению в трубе 21. Это позволяет расширить технологические и эксплуатационные возможности устройства, т.к. оно может быть использовано для перекрытия полости трубы на последующем объекте. Конструктивная форма выполнения герметизирующего элемента в виде пластины 14 прямоугольного сечения и, соответственно, выполнения прямоугольного дугообразного паза в пробке 13, а также применение дополнительной герметизирующей рабочей среды "ж", в частности парафина, в жидком и затем отвердевшем состоянии, позволяет осуществлять перекрытие и герметизацию внутренней полости трубы 21 через отверстия "тр", вырезанные меньшего диаметра, чем диаметр газопроводной трубы 21, что позволяет значительно снизить затраты на изготовление устройств и их уплотнительных элементов. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105230
Класс(ы) патента: F16L55/168
Номер заявки: 96101577/06
Дата подачи заявки: 26.01.1996
Дата публикации: 20.02.1998
Заявитель(и): Ганжов Иван Власович; Гуссак Вера Давидовна
Автор(ы): Ганжов Иван Власович; Гуссак Вера Давидовна
Патентообладатель(и): Ганжов Иван Власович; Гуссак Вера Давидовна
Описание изобретения: Изобретение (патент) относится к области газовой промышленности и, в частности, к газопроводным магистралям под давлением, а конкретном случае - для перекрытия внутренней полости трубы при ремонтных работах на участке действующей газопроводной магистрали.
Известны устройства для перекрытия полости трубопроводов под давлением, состоящие из трех основных секций: гидравлический цилиндр, корпус, внутри которого размещена направляющая штанга, на которой смонтирована заглушка чашеобразной формы с герметизирующим уплотнителем, изготовленным из эластичного материала (см. проспект фирмы T.D.Williamson, Bulletin N 501.0, август 1987 г. , США, проспект фирмы IPSCO, США). Недостатком известных устройств является то, что для введения во внутреннюю полость перекрываемого трубопровода герметизирующей заглушки требуется вырезание отверстия в указанной трубе диаметром, равным диаметру этого трубопровода, а это приводит к значительному ослаблению прочности трубопровода, находящегося под высоким давлением газа. Недостатком известных устройств является также то, они не обеспечивают полной герметизации в месте перекрытия внутренней полости трубы действующего газопровода, что приводит к утечке газа в отсекаемую полость газопровода. Кроме того, недостатком этих устройств является то, что после перекрытия трубы эти устройства не демонтируются с объекта и находятся в рабочем положении до завершения всех ремонтных работ на отсеченном участке магистрали, а после этого они могут быть сняты. Это снижает эксплуатационные возможности и увеличивает затраты на их изготовление.
Целью заявленного патента (изобретения) на устройство является повышение надежности в работе, расширение его технологических и эксплуатационных возможностей и снижение затрат на изготовление.
Это достигается тем, что устройство для перекрытия внутренней полости трубы газопроводной магистрали, включающее в себя корпус, направляющую штангу, гидравлические цилиндры и пробку, на которой установлена эластичная герметизирующая заглушка, причем эластичная герметизирующая заглушка выполнена в виде пластины прямоугольного сечения, а в пробке вдоль ее оси по образующей цилиндра выполнен дугообразный паз прямоугольного сечения, аналогичного сечению пластины, а устройство снабжено дополнительной герметизирующей рабочей средой с низкой температурой плавления, т.е. в виде жидкого парафина, стеарина и т.п., а в направляющей штанге и в пробке вдоль их осей выполнены сквозные отверстия, через которые должно быть под давлением обеспечено перемещение указанной рабочей среды в зону размещения эластичной герметизирующей заглушки. Штанга с пробкой закреплена резьбовым соединением с возможностью их взаимной сборки-разборки.
Заявленное техническое решение по сравнению с известными позволяет значительно повысить надежность в работе за счет применения герметизирующей эластичной заглушки в виде пластины прямоугольного сечения и соответственно нового конструктивного исполнения пробки, в которой вдоль оси по образующей выполнен дугообразный паз с сечением аналогичным сечению пластины, что обеспечивает плотное прилегание к внутренней поверхности трубы в месте ее герметизации. Кроме того, в заявленном техническом решении предусмотрено использование дополнительной герметизирующей рабочей среды в виде жидкого с низкой температурой плавления материала, например парафина, стеарина и т.п., подача которого осуществляется непосредственно через отверстия, выполненные в штанге и в пробке, что также способствует повышению надежности герметизации за счет приложения к пластине с ее внутренней стороны дополнительных прижимных усилий от действия на нее распирающих сил жидкого и впоследствии затвердевшего парафина, стеарина и т.п. Сборно-разборная конструкция штанги и пробки позволяет значительно повысить технологические и эксплуатационные возможности всего устройства, т.к. после герметизации трубы устройство демонтируется с объекта, а пробка с заглушкой остается в объекте по своему назначению и после выполнения последующих ремонтных работ на участке газопроводной магистрали устройство может быть повторно установлено в объект для удаления пробки с заглушкой путем повторной сборки штанги с пробкой, причем в этом случае разгерметизация осуществляется путем введения через отверстия штанги и пробки сухого пара под давлением, который расплавляет парафин и т. п. и удаляет его наружу через указанные отверстия в штанге, что также позволяет расширить его технологические возможности и снизить затраты на изготовление дополнительных единиц устройств.
На фиг. 1 показан общий вид устройства, установленного на объект; на фиг. 2 - устройство в рабочем состоянии (пробка с заглушкой введены во внутреннюю полость газопроводной трубы в зону ее герметизации); на фиг. 3 показано устройство в процессе его демонтажа с объекта (герметизация трубы завершена полностью с введением дополнительной рабочей среды, т.е. жидкого парафина и т.п., и после его затвердевания штанга отсоединена от пробки и заслонка запорного крана закрыта); на фиг. 4 показан разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 5 показан разрез по Б-Б на фиг. 2.
Устройство для перекрытия внутренней полости трубы газопроводной магистрали включает в себя корпус 1, направляющую штангу 2, соосно и подвижно размещенную относительно оси корпуса 1 с возможностью ее осевого и радиального перемещения во внутренней полости "а" корпуса 1. На наружной поверхности корпуса 1 закреплены 2 (или более) гидравлических цилиндра 3 и 4, жестко закрепленные на фланце 5 корпуса 1. Штоки 6 и 7 гидроцилиндров 3 и 4 жестко связаны между собой траверсой 8, на которой смонтирована резьбовая пара - гайка 9 и винт 10. Гайка 9 подвижно установлена во фланце 11, который жестко закреплен на траверсе 8, при этом гайка 9 снабжена маховичком 12, который предназначен для передачи гайке крутящего момента. Во внутренней полости "а" корпуса 1 устанавливается уплотнительный герметизирующий элемент, предварительно собранный извне, состоящий из пробки 13, эластичной заглушки 14, обжимного кольца 15 и уплотнительного кольца 16. Пробка 13 выполнена в виде цилиндра, по образующей которого вырезан дугообразный паз 17 прямоугольного сечения, а эластичная заглушка 14 выполнена в виде пластины тоже прямоугольного сечения с размерами аналогичными размерам по сечению паза 17 пробки 13 и изготовлена из полиуретана мягкого (или другого эластичного материала). Эластичная заглушка 14 плотно заделана в дугообразном пазу 17 пробки 13 и закреплена с ней двумя штырями 18. Один торец пробки 13 скруглен по радиусу, равному или меньше внутреннего радиуса уплотняемой трубы газопроводной магистрали, а на другом торце этой пробки выполнены три резьбовых отверстия, при помощи которых пробка 13 крепится к штанге 2 и к двум фиксирующим скалкам 19 и 20, штанга 2 и скалки 19 и 20 вводятся во внутреннюю полость "а" корпуса 1 через уплотнительные отверстия, выполненные на торце "б" этого корпуса.
В штанге 2, пробке 13 и соответственно в винте 10 выполнены сквозные отверстия "г", "д" и "е", через которые осуществляется подача дополнительной герметизирующей рабочей среды "ж" в зону "и" для создания дополнительных распирающих усилий на эластичную пластину 14, в качестве которой может быть использован расплавленный парафин, стеарин и т.п., т.е. материал, обладающий низкой температурой плавления. Указанная рабочая среда "ж" подается под давлением от шнекового механизма (на чертеже не показан). Кроме этого, через отверстия "г", "д" и "е" осуществляется удаление дополнительной герметизирующей среды "ж" из зоны "и" путем подачи сухого пара через трубку диаметром меньше диаметров отверстий "г", "д" и "е", который, воздействуя на среду "ж", расплавляет ее и удаляет из зоны "и" (на чертеже не показана трубка). Это осуществляется от паросиловой установки, которая на чертеже не показана.
Устройство для перекрытия внутренней полости трубы газопроводной магистрали работает следующим образом: в резьбовые отверстия пробки 13 уплотнительного герметизирующего элемента ввертывают штангу 2 и две фиксирующие скалки 19 и 20 и собранный узел вводят во внутреннюю полость "а" корпуса 1 таким образом, чтобы штанга 2 и скалки 19 и 20 прошли через три уплотнительные отверстия, выполненные в торце "б" корпуса 1. При этом цилиндры 3 и 4, а также винт 10 предварительно выставлены в исходное (крайнее) положение (см. фиг. 1). После этого устройство монтируют на объект, где предварительно приварен запорный кран 21 к трубе 22 действующей газопроводной магистрали и вырезано отверстие "Dтр" в трубе 22. Устройство закрепляется к запорному крану 21 посредством фланца 5 корпуса 1 и технологического фланца 23 с уплотнительным кольцом 24, ранее использованных при креплении устройства для вырезания отверстия "Dтр" на этом объекте. Шиберная заслонка 25 запорного крана 21 герметично закрыта. После монтажа устройство проверяют на герметичность в местах его соединения с запорным краном подачей во внутреннюю полость "а" корпуса 1 рабочей среды (инертного газа) под давлением, равным давлению в газопроводной магистрали (подвод рабочей среды на чертеже не показан). Обеспечив герметичность соединения устройства с запорным краном 21, открывают полностью шиберную заслонку 25 и, вручную вращая гайку 9, маховичком 12 сообщают винту 10 осевое перемещение и соответственно осевое перемещение штанге 2 с уплотнительным элементом (пробка 13, пластина 14 и кольца 15 и 16), вводят уплотнительный элемент через внутреннюю полость запорного крана 21 и через отверстие "Dтр" во внутреннюю полость "и" трубы 22. При этом ширина уплотнительного элемента "H" должна быть меньше диаметра отверстия "Dтр", чтобы при прохождении эластичной пластины 14 через отверстие "Dтр" не были допущены ее порезы о кромки отверстия "Dtp". По окончании ручной подачи штанги 2 с уплотнительным элементом 9 фиксируется расположением торца винта 10 на уровне торца гайки 9, включается гидравлическая подача штанги 2 цилиндрами 3 и 4, штоки 6 и 7 которых, опускаясь вниз, перемещают траверсу 8 и соответственно винтовую пару 9 и 10, обеспечивая усилие выжимания пластины 14 от поверхности дугообразной перемычки 17 в радиальном направлении в сторону внутренней поверхности "и" трубы 22 (см. фиг. 2 и фиг. 5). Окончание процесса гидравлической подачи и прижима уплотнительного элемента фиксируется упором траверсы 8 в торец "б" корпуса 1 (или сигнальным прибором). После этого через резьбовое отверстие винта 10 и отверстия "г", "д" и "е" от шнековой установки (на чертеже не показана) под давлением подают дополнительную герметизирующую среду "ж" (жидкий парафин, стеарин и т.п.), этим самым создают дополнительное прижимающее усилие эластичной пластины 14 к внутренней полости "к" трубы 22. Одновременно с этим, под давлением гидравлического усилия прижима по оси пробки 13, создается герметичное уплотнение по внутреннему диаметру пробки 13 и запорного крана 21 в зоне размещения уплотнительного элемента поджатием уплотнительного кольца 16. После подачи дополнительной герметизирующей рабочей среды в указанную зону "и" выдерживают технологическое время для затвердевания рабочей среды, что позволяет сохранить заданное усилие прижима эластичной пластины 14 в зоне ее уплотнения по поверхности "к". По окончании технологического времени выдержки отключают шнековую установку, отводят траверсу 8 цилиндрами 3 и 4 в исходное положение (см. фиг. 1), вывертывают из резьбовых отверстий пробки 13 штангу 2 и скалки 19 и 20, закрывают шиберную заслонку 25 запорного крана 21 и демонтируют устройство с объекта, предварительно стравив давление газа внутри корпуса 1.
После проведения ремонтных работ на заданном участке газопроводной магистрали устройство повторно используют, но уже для разгерметизации перекрытия и удаления из этой зоны пробки 13, пластины 14 и уплотняющих колец 15 и 16 следующим образом: устройство монтируют на запорный кран 21, как было описано выше, только предварительно перед этим во внутреннюю полость "а" корпуса 1 вводят штангу 2 и две скалки 6 и 7 и центрируют их в трех отверстиях, выполненных на торце "б" корпуса 1 (из отверстия "д" штанги 2 и отверстия "г" в винте 10 должны быть удалены компоненты дополнительной герметизирующей рабочей среды "ж"). После монтажа устройства открывают шиберную заслонку 25 запорного крана 21, ввертывают штангу 2 и скалки 19 и 20 в резьбовые отверстия пробки 13, через отверстие "г" винта 10 и отверстие "д" штанги 2 вводят трубку, один конец которой должен быть герметично подсоединен к паросиловой установке, и под действием подаваемого сухого пара через трубку в зону затвердевшей массы "ж", разогревая ее до жидкого состояния, удаляют массу вместе с отработанным паром наружу (на чертеже не показано).
После удаления расплавленной массы эластичная пластина 14 освобождается от прижимающих усилий, и при дальнейшем включении гидроцилиндров 3 и 4 последние через штангу 2, скалки 19 и 20, концы которых предварительно закреплены к траверсе 8 (см. указанные на концах штанги 2 и скалок 19 и 20 специальные сквозные отверстия), удаляют пробку 13, пластину 14 с кольцами 15 и 16 из внутренней полости "к" трубы 22 и из внутренней полости запорного крана 21 (см. фиг. 1) в исходное положение. После этого перекрывают шиберной заслонкой 25 запорный кран 21, стравливают газ, поступивший во внутреннюю полость "а" корпуса 1, и демонтируют устройство с объекта вышеописанным способом. Использование уплотнительного элемента (пробки 13, пластины 14 и колец 15 и 16) осуществляется многократно при отсутствии его повреждений после предыдущего использования.
Формула изобретения: 1. Устройство для перекрытия внутренней полости трубы газопроводной магистрали, включающее в себя корпус, направляющую штангу, гидравлические цилиндры и пробку, на которой установлена эластичная герметизирующая заглушка, отличающееся тем, что эластичная герметизирующая заглушка выполнена в виде пластины прямоугольного сечения, а в пробке вдоль ее оси по образующей цилиндра выполнен дугообразный паз прямоугольного сечения, аналогичного сечению пластины.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной герметизирующей рабочей средой с низкой температурой плавления, состоящей, например, из жидкого парафина, стеарина и т.п. а в направляющей штанге и в пробке вдоль их осей выполнены сквозные отверстия, которые предназначены для подачи рабочей среды в зону размещения эластичной герметизирующей заглушки.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штанга и пробка выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом посредством резьбового соединения с возможностью их взаимной сборки и разборки.