Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов
Изобретение относится к вспомогательным устройствам для трубопроводной сети и может быть использовано для перекрытия труб нефтепроводов, водопроводов и в других трубопроводных системах. Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов содержит внутреннюю камеру, образованную цилиндрической и двумя сопряжёнными с ней торцевыми стенками, включающими внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку, наружную покровную резиновую оболочку и расположенный между ними упрочняющий каркас. Каркас состоит из слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, и отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос резинокордной ткани, армирующих торцевые стенки камеры. Одна из торцевых стенок снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, переходящим внутри камеры в кольцевой диск, соединённый с торцевой стенкой через резиновую прослойку. Концевые участки слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, отогнуты соответственно на полосы резинокордной ткани, расположенные на торцевой стенке, с частичным их перекрытием соответственно на участке протяжённостью не менее 0,1 длины полосы. Участки полос, перекрываемые каждым из слоев резинокордной ткани, сдвинуты относительно друг друга в радиальном направлении на величину h≥5d, где d - диаметр нити резинокордной ткани. Изобретение повышает прочность и долговечность устройства и обеспечивает возможность его использования для трубопроводов в широком диапазоне диаметров труб и давления, подаваемого внутрь устройства сжатого газа. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к вспомогательным устройствам для трубопроводной сети и может быть использовано для перекрытия труб нефтепроводов, водопроводов и в других трубопроводных системах.
Известно заглушающее устройство для трубопроводов, содержащее наружную цилиндрическую оболочку, выполненную из армированного нитями прорезиненного материала, и две торцевые стенки из прорезиненного материала, соединенные с оболочкой посредством горячей вулканизации с образованием внутренней камеры. В одной из торцевых стенок выполнен трубный штуцер для подвода сжатого воздуха, переходящий внутри камеры в кольцевой диск, соединенный с внутренней торцевой стенкой камеры в зоне его наружной кромки (заявка ФРГ №3715645, кл. F 16 L 55/12, опубл. 1988 г.).
Недостатками данной конструкции является невозможность эксплуатации устройства при повышенном внутреннем давлении газа в трубах вследствие низкой прочности торцевых стенок, недостаточной прочности и надежности соединения боковых стенок с цилиндрической оболочкой и невысокой податливости цилиндрической оболочки при раздутии под действием давления газа.
Известно также заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее 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, 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, причем прорезиненная кордная ткань упрочняющего каркаса, армирующая обе торцевые стенки, выполнена из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос (патент РФ №2037727, кл. F 16 L 55/12).
Недостатками данной конструкции являются:
- невысокая прочность соединения цилиндрической части с торцевыми стенками упрочняющего каркаса, что не позволяет использовать устройство для перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них;
- невысокая долговечность устройства вследствие наличия большого количества армирующих слоев в зоне сопряжения торцевой и цилиндрической стенок. Это приводит к возникновению больших напряжений при раздувании оболочки в трубе, что влечет за собой расслаивание и разрушение устройства.
Задачей изобретения является повышение прочности и долговечности устройства и обеспечение возможности его использования для трубопроводов в широком диапазоне диаметров труб и давления подаваемого внутрь устройства сжатого газа.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном заглушающем резинокордном устройстве для перекрытия трубопроводов, содержащем 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, согласно изобретению 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≥5d, где d - диаметр нити резинокордной ткани.
Упрочняющий каркас может включать, по меньшей мере, один дополнительный слой резинокордной ткани, наложенный на внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку и расположенный в зоне сопряжения цилиндрической и торцевых стенок.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг.1 изображен общий вид устройства (осевое сечение);
- на фиг.2 - увеличенный фрагмент В на фиг.1;
- на фиг.3 - вид на торцевую стенку упрочняющего каркаса заявляемого устройства по стрелке А на фиг.1 с условно снятой наружной покровной резиновой оболочкой;
- на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.1 с условно снятым покровным слоем резины;
- на фиг.5 - рабочее положение заглушающего устройства в трубе до и после подачи в него сжатого газа.
Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов содержит внутреннюю камеру 1, образованную цилиндрической и двумя сопряженными с ней торцевыми стенками, включающими внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку 2, наружную покровную резиновую оболочку 3 и расположенный между ними упрочняющий каркас, состоящий из слоев 4, 5 резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры 1, и отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос 6-10 резинокордной ткани, армирующих торцевые стенки камеры. (На фиг.1 и 2 полосы резинокордной ткани, армирующие торцевую стенку, нити которых не параллельны плоскости чертежа, условно не показаны.)
Одна из торцевых стенок снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером 11, переходящим внутри камеры в кольцевой диск 12, соединенный с торцевой стенкой через резиновую прослойку 13.
Концевые участки 14, 15 слоев 4, 5 резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, отогнуты соответственно на полосы 7, 10 резинокордной ткани, расположенные на торцевой стенке, с частичным их перекрытием соответственно на участке П1 и П2 протяженностью не менее 0,1 длины полосы, причем участки полос, перекрываемые каждым из слоев резинокордной ткани, сдвинуты относительно друг друга в радиальном направлении на величину h≥5d, где d - диаметр нити резинокордной ткани.
Перекрытие радиально направленных полос резинокордной ткани на торцевых стенках отогнутыми на торец концевыми участками слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку, на участке длиной более 0,1 длины соответствующей полосы обеспечит полную передачу усилий между сопрягаемыми нитями резинокордной ткани и необходимую прочность соединения при раздувании камеры. Сдвиг участков полос, перекрываемых концевыми участками каждого из слоев резинокордной ткани, относительно друг друга в радиальном направлении на величину h≥5d, где d - диаметр нити резинокордной ткани, обеспечивает эффективное снижение напряжений, возникающих при раздувании оболочки, что также способствует повышению прочности и долговечности конструкции.
Упрочняющий каркас может включать, по меньшей мере, один дополнительный слой 16 резинокордной ткани, наложенный на внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку 2 и расположенный в зоне сопряжения цилиндрической и торцевых стенок камеры. Введение дополнительного слоя резинокордной ткани в зону сопряжения стенок камеры целесообразно для предотвращения деформации торцевых стенок при подаче в камеру сжатого воздуха под высоким давлением.
Нити 17, 18 (фиг.4) в соседних слоях резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, перекрещиваются и составляют с образующей цилиндра угол β=2°-20°. Работа заглушающего резинокордного устройства осуществляется следующим образом.
К трубному штуцеру 11 присоединяют шланг (не показан) и устройство вводят в заглушаемую трубу 19 через отверстие 20 или через отверстие, выполняемое в стенке заглушаемой трубы. Исходное положение устройства условно показано пунктиром.
От источника сжатого газа по шлангу и трубному штуцеру 11 в устройство подают сжатый газ. В процессе подачи сжатого газа диаметр заглушающего устройства увеличивается, а длина устройства сокращается. В рабочем положении заглушающее устройство полностью перекрывает трубу и устраняет возможность движения транспортируемой по ней жидкости.
Заявляемая конструкция обеспечивает снижение напряжений в зоне сопряжения цилиндрической и торцевых стенок заглушающего устройства и повышение его прочностных характеристик, что значительно повышает долговечность конструкции, надежность и эксплуатационные возможности ее работы.
1. Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов, 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, отличающееся тем, что 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≥5d, где d - диаметр нити резинокордной ткани.
2. Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов по п.1, отличающееся тем, что упрочняющий каркас включает, по меньшей мере, один дополнительный слой резинокордной ткани, наложенный на внутреннюю герметизирующую резиновую оболочку и расположенный в зоне сопряжения цилиндрической и торцевых стенок.
