Устройство для аварийного перекрытия трубопровода

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, включающее запорный узел с приводом и уплотнение входного отверстия, отличающееся тем,.что, с целью сокращения времени на перекрытие , запорный узел выполнен в виде заслонки с симметрично установленными на ней раздвижными подпружиненными к центру заслонки шторками, а привод выполнен в виде взаимодействующего со шторками и установленного на штанге клина. r4i i f6

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) y(51) . F 1 6 L 5 5 / 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(21) 2864097/29-08 (22) 04.01.80 (46) 07.03.84. Бюл. )) 9 (72) Ю.С. Шихов (53) 621.643 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 561835, кл. F 16 L 55/16, 1975 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, включающее запорный узел с приводом и уплотнение входного отверстия, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью сокращения времени на перекрытие, запорный узел выполнен в виде заслонки с симметрично установленными на ней раздвижными подпружиненными к центру заслонки шторками, а привод выполнен в виде взаимодействующего со шторками и установленного на штанге клина.

1078182

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е. с я тем, что, с целью уменьшения диаметра прорезаемого в трубопроводе отверстия, каждая из раздвижных шторок состоит иэ нескольких элементов, расположенных один на другом, и каждые два соседних элемента образуют одноподвижную поступательную пару, при этом каждый элемент снабжен упорами, ограничивающими перемещение расположенного выше элемента.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что клин выполнен ступенчатым, причем число ступеней клина соответствует числу

Изобретение относится к области обслуживания и ремонта трубопроводного транспорта и предназначено для аварийного перекрытия трубопровода на произнольных участках, преимущественно для трубопроводов большого диаметра.

Известно устройство для перекрытия трубопровода, содержащее запорный узел с приводом и уплотнение входного отверстия. Запорный узел выполнен н виде размещенной в патрубке корпуса катушки с гибкой лентой. Ось катушки совпадает с осью трубопровода. Для перекрытия трубопровода катушку приводят но вращение, наматывая на нее гибкую ленту (1 ).

Недостатком данного устройства является трудоемкость перекрытия, так как требуется много времени на перекрытие, в связи с тем, что диаметр запорного узла наращивается постепенно, последовательной намоткой гибкой ленты.

Целью изобретения является сокращение времени на перекрытие, особенно для трубопроводов большого диаметра, при обеспечении высокой надежности и простоты в эксплуатации.

Цель достигается тем, что в устройстве для аварийного перекрытия трубопровода, состоящем из запорного узла с приводом и уплотнения входного отверстия, запорный узел выполнен н виде заслонки с симметрично установленными на ней раздвижными подпружиненными к центру заслонки шторками, а привод выполнен в виде взаимодействующеro со шторками и установленного на штанге клина. элементов, составляющих одну из шторок.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, привод выполнен в виде силового цилиндра и направляющей с двумя цилиндрическими изогнутыми в нижней части и противоположные от оси заслонки стороны каналами, н которых размещены тросы с плотно нанизанными шариками, имеющими сферические выемки, при этом верхние концы тросов закреплены на штоке силового цилиндра, а нижние — на раздвижных.шторках запорного узла.

Причем для уменьшения диаметра прорезаемого н трубопроводе отверстия каждая из раздвижных шторок состоит из нескольких элементов, расположенных один на другом, и каждые два соседних элемента образуют одноподвижную поступательную пару, при этом каждый элемент снабжен упорами, ограничивающими перемещение расположенного выше элемента.

При этом для раздвигания составных шторок приводной клин выполнен ступенчатым, причем число ступеней клина соответствует числу элементов, составляющих одну из шторок.

Кроме того, с целью повышения надежности привод может быть выполнен в виде силового цилиндра и направляющей с двумя цилиндрическими изогнутыми в нижней части н противоположные от оси заслонки стороны каналами, н которых размещены тросы с плотно нанизанными шариками, имеющими сферические выемки, при этом верхние концы тросон закреплены на штоке силового цилиндра, а нижние — на раздвижных шторках запорного узла.

На фиг.1 показано устройство с клиновым приводом в момент перекрытия сечения трубопровода, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — запорный узел устройства, на фиг.4 — заслонка запорного узла, на фиг.5 — сечение A-A на фиг.4; на фиг.б — узел I на фиг.4, на фиг.7 — промежуточный привод устройства, на фиг.8 — то же, нид сбоку на фиг.9 — вид Б на фиг.8 на фиг.10 — устройство с шариковым приводом, общий нид) на фиг.11 — то 078182 же, вид сбоку на фиг.12 — устройство в аксонометрии, общий вид.

Устройство для перекрытия трубопровода состоит из запорного узла 1 и его привода 2 °

Запорный узел 1 содержит заслонку

3, соединенную со штангой 4 и несущу эластичное уплотнение 5 входного отверстия трубопровода, и шторки б, установленного на заслонке 3 симметрично и с возможностью перемещения в плоскости заслонки.

Заслонка 3 имеет глухие направляющие пазы 7 для установки и перемещения шторок б, несет на себе пластинчатые пружины 8, взаимодействующие с ограничителями 9, и подпружинивающие шторки 6 к центру.По оси симметрии заслонки установлен съемный упор 10 для ограничения перемещения шторок б и предотвраще- ния их выпадания из направляющих пазов 7.

Каждая шторка б выполнена н форме сегмента и имеет направляющий выступ 11, входящий н паз 7, и глухую выемку 12 под упор 10.

Шторки запорного узла могут быть выполнены составными из двух и более элементов 13, расположенных с возможностью перемещения одного по другому, благодаря направляющим пазам и выступам типа " ласточкин хвост" на их контактирующих поверхностях. Количестно элементов 13 в каждой шторке одинаково, так что они образуют симметричные пары. Каждый элемент 13 подпружинен к центру заслонки 3. Элементы 13 каждой шторки сцеплены между собой посредством установленных на них упоров

14 и глухих выемок 15 так, что при движении от центра к периферии элемента 13, установленного непосредственно на заслонке 3, перемещаются все установленные выше элементы этой шторки.

Для раздвигания шторок могут быть применены приводы возвратнопоступательного действия, например клиновой или шариковый.

Клиновой привод имеет клин 16, штангу 17, уплотнение входного отнерстия 18 и направляющий выступ

19, под который в заслонке 3 выполнен ответный паз 20. На шторках

6 запорного узла выполнены скосы

21 для взаимодействия с клином 16, а на выступе 19 предусмотрен паз

22 для свободного прохода упора 10 при движении клина вниз.

В случае состанных шторок клин

16 может быть выполнен ступенчатым (фиг.12) так, что каждой паре элементов 13 соответствует раздвигающая ее клиновая ступень.

65 перекрыть трубопровод вырезается отверстие, через которое на штанге

4 вводится внутрь трубопровода запорный узел .1. При этом уплотнение

41 заслонки 3 прижимается к внутренней поверхности трубопровода, а уплотнение 5 перекроет часть вйодного отверстия. Запорный узел 1 фикВ случае же многоэлементных шторок привод может быть выполнен составным (фиг.2) из промежуточного привода 23 и замыкающего привода 2.

Промежуточный клиновой привод

23 (фиг.7) состоит из клинового основания 24, соединенного со штангой 25 и несущего уплотнение 26 входного отверстия. На основании

24 с одной стороны выполнен направ10 ляющий выступ 27 для взаимодействия с пазом 20 заслонки 3, а с другой стороны — паз 28 для взаимодействия с ответным направляющим выступом 19 замыкающего привода 2. Клиновое основание 24 может быть ступенчатым, на нем установлены попарно раздвижные полуклинья 29 и 30, взаимосвязанные с основанием 24 аналогично элементам 13 запорного узла и взаимодействующие с клиновыми ступенями замыкающего привода 2.

Гибкий шариковый привод (фиг.10) состоит из силового цилиндра 31, шток 32 которого входит в по.1ость

25 33 направляющей 34 с двумя цилиндрическими каналами 35, изогнутыми в нижней части в противоположные стороны. В каждом канале на тросе36 в чередующемся порядке нанизаны стальные шарики 37 и вкладыши 38 . (вкладыш предстанляет собой такой же шарик, но с двумя сферическими выемками на диаметрально протиноположных сторонах). Один конец троса закреплен на штоке 32, а другой—

35 на кронштейне 39, установленном на шторке б, а при составных шторках— на верхнем элементе 13. Устройство с гибким шариковым приводом полностью монтируется на силовом цилин49 дре 31, а уплотнение. входного отверстия 40 выполняется цельным.

Плотность прилегания элементов

13 и заслонки 3 запорного узла к поверхности трубопровода обеспечи45 вается эластичными уплотнениями 41, которыми они снабжены. Кроме того, для герметизации подвижных соединений запорного узла установлены эластичные уплотнения 42, выполненные из резины с низким коэффициентом трения.

Запорный узел с приводом могут быть помещены в эластичную камеру

43. В этом случае отпадает необходимость в уплотнениях 41 и 42.

Перекрытие трубопровода осуществляется следующим образом.

В том месте, где необходимо

1078182

50 сируется в этом положении. Затем через входное отверстие в трубопровод вводится клин 16 на штанге 17, при этом его выступ 19 входит в паз

20 эаслОнки 3. При движении клина

16 вниз начинают раздвигаться шторки 6. При этом направляющие выступы

11 шторок б скользят в направляющих пазах 7 заслонки 3. Когда вся клиновидная часть клина 16 пройдет полностью скосы 21, шторки б перекроют трубопровод: их уплотнения 41 будут прижаты к внутренней поверхности трубопровода, а сжатые между стенками пазов 7 и направляющими выступами 11 эластичные уплотнения 42 герметизируют зазоры в подвижных соединениях заслонка 3 — шторка б.

При дальнейшем введении клина 16 в трубопровод эластичное уплотнение

18 полностью перекроет входное 20 отверстие трубопровода и зазоры в подвижном соединении заслонка 3 привод 2.

В случае устройства с составными шторками и ступенчатым клиновым 25 приводом раздвигание элементов 13 происходит следующим образом. Первая (ближайшая к заслонке 3) ступень клина 16 раздвигает.на ширину этой ступени первую (установленную 30 непосредственно на заслонке 3) пару элементов 13. Затем, при дальнейшем движении клина 16 вниз его следующая ступень раздвигает следующую пару элементов 13 — так до пол- З5 ного перекрытия сечения трубопровода.

В случае устройства с составным клиновым приводом после введения в трубопровод запорного узла 1 и фиксации его положения вводят сначала промежуточный привод 23. При . этом его выступ 27 скользит по пазу 20 заслонки 3, а его клиновидная часть основания 24, воздействуя на скосы 21 первой пары элементов

13, раздвигает их, как описано выше.

Затем в трубопровод вводится замыкающий привод 2, при этом выступ

19 скользит по пазу 28 основания

24 привода 23. Клиновидная часть клина 16, воздействуя на внутренние скосы полуклиньев 29 и преодолевая сопротивление пружин 8, установленных на второй (от заслонки 3) паре элементов 13, раздвигает третью 55 и четвертую пару элементов 13 совместно с полуклиньями 29 и 30 сначала на ширину первой ступени клина 16 ° При дальнейшем введении клина

16 его вторая ступень, воздействуя 60 на полуклинья 30 и преодолевая сопротивление пружин 8, установленных на третьей паре элементов 13, раз, двигает четвертую пару элеменТоа 13, которые окончательно перекроют сечение трубопровода. При дальнейшем введении клина 16 его уплотнение 18 полностью перекроет входное отверстие трубопровода.

Демонтаж устройства с составным клиновым приводом производится в обратной последовательности. Сначала выводится из трубопровода замыкающий привод 2, при этом две верхних пары элементов 13 сдвинутся под действием пружин 8 к центру заслонки 3, а полуклинья 29 и 30 сойдутся в центре заслонки. Затем выводится промежуточный привод 23, при этом все элементы 13 запорного узла 1 под действием пружин 8 сойдутся в центре. Последним удаляется запорный узел 1, а входное отверстие в трубопроводе заделывается любым известным способом.

Перекрытие трубопровода устройством с шариковым приводом (фиг.10) осуществляется следующим образом.

В трубопровод на силовом цилиндре

31 вводится устройство. При этом уплотнение 41 заслонки 4 прижмется к внутренней поверхности трубопровода, а уплотнение 40 перекроет входное отверстие. После введения устройства в трубопровод силовой цилиндр 31 фиксируется (на предварительно приваренном к трубопроводу патрубке, или на самоходной установке). При движении штока 32 вниз давление передается на шарики 37 и вкладыши 38, которые проталкиваются через каналы 35, раздвигая верхние элементы 13, на которых закреплены кронштейны 39. При расхождении верхних элементов 13 до упора их направляющих выступов в стенки пазов элементов 13, на которых они (верхние элементы) непосредственно установлены, начинают расходиться и эти элементы 13. Аналогично происходит сцепление со следующими парами элементов 13 и, таким образом, происходит полное раздвигание шторок запорного узла и перекрытие сечения трубопровода. При выходе из канала 35 шарики 37 и вкладыши 38, благодаря сферическим выемкам, центрируются по оси троса

36, препятствуя его изгибу.

Демонтаж устройства производится следующим образом.

Шток 32 силового цилиндра 31 движется вверх, тянет тросы 36, этому способствуют и пружины 8 запорного узла 1, снижая растягивающее усилие на тросах. Это основное назначение пружин 8 в устройстве с шариковым приводом, поэтому возможно применение запорного узла, в котором шторки не подпружинены.

Шарики 37 и вкладыши 38 не препятствуют втягиванию тросов 36, проска.

1078182 кивая в каналы 35. При смыкании элементов 13 в центре запорного узла 1 шток 32 останавливается, устройство выводят из трубопровода.

Устройство позволяет быстро перекрыть трубопровод большого диаметра, что очень важно при аварии, когда возникает необходимость срочного ремонта трубопровода без сброса транспортируемой среды. Жесткая конструкция запорного узла с уплотнениями всех подвижных соединений обеспечит надежное перекрытие трубопровода при высоком давлении транспортируемой среды. !

А-й ужина детене пока3ана)1078182

Фиа8

1078182

М 13 3

Фиг. 12

Составитель A. Старикова

Редактор H. Пушненкова Техред М.Кузьма Корректор A. Повх

Тираж 913 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытИй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 908/30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

12

1Ф

Ф2

1Е

1b

13

Ф1