Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода



Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода
Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода
Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода
Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода
Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода
Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода

 


Владельцы патента RU 2484357:

Елисеев Александр Анатольевич (RU)

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Эластичная оболочка содержит цилиндрическую и две торцевые части и штуцер для подачи сжатого воздуха. На наружной поверхности цилиндрической части выполнена группа уплотняющих кольцевых выступов и отдельный кольцевой выступ, расположенный ближе, чем группа выступов, к торцевой части, подвергающийся в рабочем состоянии воздействию давления. Отдельный выступ расположен от крайнего выступа группы на расстояние, большее, чем расстояния между выступами группы, и имеет высоту, превышающую высоту выступов группы. Техническим результатом изобретения является повышение качества герметизации относительно крупных неровностей на внутренней поверхности трубопровода. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия нефтепроводов и нефтепродуктопроводов.

В настоящее время применяются герметизаторы и пневмозаглушки, представляющие собой замкнутую цилиндрическую резинокордную оболочку с вентилем для подключения к источнику сжатого воздуха.

Известна эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода, содержащая цилиндрическую и две торцевые части, штуцер оболочки и пневмопровод для накачивания сжатым воздухом, соединенный со штуцером (см. патент РФ №102742, опубл. 10.03.2011).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода, содержащая цилиндрическую и две торцевые части, штуцер для подачи сжатого воздуха, при этом на наружной поверхности цилиндрической части выполнена группа уплотняющих кольцевых выступов (см. патент РФ №90526, опубл. 10.01.2010).

Недостатком известного технического решения является неполная герметизация относительно крупных неровностей на внутренней поверхности трубопровода - сварных швов, раковин и наростов, размеры которых соизмеримы с высотой уплотнительных выступов. Особенно это проявляется, когда неровность пересекает несколько уплотнительных выступов подряд.

Из-за того, что кольцевые канавки выполнены между выступами неидеально (в пределах допуска) по диаметру, дефектов материала пресс-формы, усадки резины после вулканизации, а также условий эксплуатации самого герметизатора, перепад высот уплотнительных выступов вдоль оси трубы может достигать 1,5 мм, что при деформации уплотнительных выступов, равной 2-3 мм, и высоте сварного шва до 4 мм создает возможность местного отсутствия герметизации и, соответственно, прорыва горючих газов или жидкости в зону проведения ремонта трубопровода, приводящего к возникновению аварийной ситуации.

Кроме того, при негерметичном перекрытии внутренней полости трубы происходит проникновение перекрываемой среды в пространство между уплотнительными выступами и внутренней поверхностью трубы, что приводит к уменьшению степени деформации выступов за счет отжатия стенки оболочки от внутренней стенки трубы, уменьшению силы трения между оболочкой и трубой и, соответственно, к уменьшению величины давления перекрываемой среды, которое может удержать оболочка.

Уменьшение силы трения приводит к сдвигу оболочки в зону проведения ремонтных работ. Уменьшение степени деформации приводит к разгерметизации заглушающего устройства и прорыву заглушаемой среды и ее паров в зону проведения ремонтных работ. Оба фактора чреваты аварийной ситуацией.

Задачей изобретения является не допустить проникновение транспортируемой жидкости и ее паров в зону проведения ремонтных, сварочных и других огневых и строительных работ.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества герметизации относительно крупных неровностей на внутренней поверхности трубопровода.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода, содержащая цилиндрическую и две торцевые части и штуцер для подачи сжатого воздуха, при этом на наружной поверхности цилиндрической части выполнена группа уплотняющих кольцевых выступов, согласно изменению на наружной поверхности содержит отдельный кольцевой выступ, расположенный ближе, чем группа выступов, к торцевой части, подвергающийся в рабочем состоянии воздействию давления, отстоящий от крайнего выступа группы на расстояние большее, чем расстояния между выступами группы, и имеющий высоту, превышающую высоту выступов группы.

Предпочтительно, каждый кольцевой выступ группы имеет сечение в форме равнобедренного треугольника, а отдельный кольцевой выступ имеет сечение в форме треугольника или трапеции, стороны которого, обращенные к торцевой части оболочки и к группе кольцевых выступов, расположены под углами к радиусу цилиндрической части оболочки α и β соответственно, при этом α<β.

Предпочтительно угол γ выбирать от 50° до 90°, угол α - от 5° до 15°, угол β - от 30° до 50°.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана известная эластичная оболочка, вид спереди;

на фиг.2 показана предлагаемая эластичная оболочка, вид спереди;

на фиг.3 показан фрагмент предлагаемой эластичной оболочки (вид А на фиг.2);

на фиг.4 показана предлагаемая эластичная оболочка, установленная в трубопроводе, вид спереди;

на фиг.5 показан фрагмент предлагаемой эластичной оболочки с уплотнительными выступами после ее деформации в трубопроводе (вид Б на фиг.5);

на фиг.6 показан фрагмент поперечного сечения оболочки в месте герметизации сварного шва отстоящим кольцевым выступом.

Предлагаемая эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода содержит цилиндрическую часть 1 и две торцевые части 2, 3, на одной из которых закреплен хвостовик 4 сцепного устройства. Штуцер для подачи сжатого воздуха на чертежах не показан.

На наружной поверхности цилиндрической части 1 оболочки выполнено уплотнение в виде группы уплотняющих кольцевых выступов 5 треугольного сечения. Также на наружной поверхности цилиндрической части 1 оболочки выполнен отдельный кольцевой выступ 6, расположенный ближе, чем группа выступов 5, к торцевой части 2, подвергающийся в рабочем состоянии воздействию давления, отстоящий от крайнего выступа 5 группы на расстояние большее, чем расстояние между выступами 5 группы, и имеющий высоту, превышающую высоту выступов 5 группы (см. фиг.3).

Оболочку устанавливают таким образом, что торцевая часть 2, ближе к которой находится отдельный выступ 6, подвергается давлению транспортируемой среды.

На чертежах обозначены:

на фиг.1, 2:

Lисх. - длина оболочки в исходном состоянии;

Lконт. - длина пятна контакта оболочки с внутренней поверхностью трубы;

Lупл. - длина зоны кольцевых уплотнительных выступов 5;

Dисх. - исходный диаметр эластичной оболочки;

на фиг.3:

а - расстояние между выступами в группе уплотнительных выступов 5;

б - расстояние между отдельно стоящим уплотнительным выступом 6 и первым уплотнительным выступом 5 в группе;

l1 - длина зоны давления сжатого воздуха в оболочке на один уплотняющий выступ 5 в группе;

l2 - длина зоны давления сжатого воздуха в оболочке на отдельно стоящий уплотнительный выступ 6;

H1 - исходная высота уплотнительного выступа 5 в группе выступов;

Н2 - исходная высота отдельного уплотнительного выступа 6;

на фиг.4:

Lконт. - длина пятна контакта оболочки с внутренней поверхностью трубы;

Рсреды - давление среды на эластичную оболочку;

Рраб. - рабочее давление в эластичной оболочке;

Dраб. - рабочий диаметр эластичной оболочки;

dтрубы - внутренний диаметр трубопровода 7;

на фиг.5:

l1 - длина зоны давления сжатого воздуха в оболочке на один уплотняющий выступ 5 в группе;

l2 - длина зоны давления сжатого воздуха в оболочке на отдельно стоящий уплотнительный выступ 6;

h1 - высота уплотнительного выступа 5 в группе после деформации;

h2 - высота отдельного уплотнительного выступа 6 после деформации (заглушка в рабочем состоянии);

Δh1 - величина деформации уплотнительного выступа в группе выступов;

Δh2 - величина деформации отдельного уплотнительного выступа;

на фиг.6:

hсв.шва - высота сварного шва;

hупл.макс. - максимальная высота отдельного уплотнительного выступа 6 после деформации в зоне сварного шва.

Эластичная оболочка работает следующим образом.

Эластичную оболочку для герметичного перекрытия трубопровода 7 перемещают вдоль трубопровода 7 с помощью сцепного устройства 4 до места ремонта. Угловой штуцер (не показан) закрепляют в отверстии, выполненном в верхней части стенки трубопровода 7, и закачивают в оболочку через пневмопровод сжатый воздух. Оболочка раздувается, прилегает своей цилиндрической частью 1 к стенке трубопровода 7 и герметично перекрывает внутреннюю полость трубопровода 7.

Герметизацию относительно крупных неровностей на внутренней поверхности трубопровода 7 - сварных швов, раковин и наростов - обеспечивает отдельный кольцевой выступ 6, первый со стороны транспортируемой среды, отстоящий от крайнего выступа группы 5 на расстояние, большее, чем расстояние между выступами группы 5, и имеющий высоту, превышающую высоту выступов группы 5.

Поскольку отдельный кольцевой выступ 6 отстоит от крайнего выступа 5 на расстояние 6 большее, чем расстояние а между выступами 5, длина l2 зоны давления сжатого воздуха в оболочке на отдельно стоящий уплотнительный выступ 6 превышает длину l1 зоны давления сжатого воздуха в оболочке на один уплотняющий выступ 5 в группе. Это позволяет значительно увеличить площадь стенки оболочки по длине l2, передающей давление Рраб сжатого воздуха в оболочке, и, соответственно, силу давления на этот отдельный выступ 6, что приводит к увеличению степени деформации Δh2 уплотнительного выступа 6 при достаточной жесткости стенки оболочки, по толщине соизмеримой с высотой H2 отдельно стоящего кольцевого выступа 6, и обеспечивает надежное перекрытие и герметизацию зоны углубления, находящейся между поверхностью сварного шва и внутренней цилиндрической поверхностью трубы (см. фиг.6).

Это относится также и к дефектам трубы в виде наростов или раковин.

Предпочтительно, каждый кольцевой выступ 5 группы имеет сечение в форме равнобедренного треугольника, а отдельный кольцевой выступ 6 имеет сечение в форме треугольника или трапеции, стороны которого, обращенные к торцевой части оболочки и к группе кольцевых выступов 5, расположены под углами к радиусу цилиндрической части 1 оболочки α и β соответственно, при этом α<β.

Угол γ при вершине равнобедренного треугольника, форму которого предпочтительно имеет сечение каждого кольцевого выступа 5, предпочтительно выбирать от 50° до 90°, угол α - от 5° до 15°, угол β - от 30° до 50°.

Предпочтительно, отдельный кольцевой выступ 6 имеет сечение в форме треугольника или трапеции. Такая геометрия выступа 6 позволяет дополнительно противостоять давлению Рсреды транспортируемой жидкости на эластичную оболочку, проникновению транспортируемой жидкости и ее паров в зону проведения ремонтных, сварочных и других огневых строительных работ, что повышает качество герметизации относительно крупных неровностей на внутренней поверхности трубопровода 7.

1. Эластичная оболочка для герметичного перекрытия трубопровода, содержащая цилиндрическую и две торцевые части и штуцер для подачи сжатого воздуха, при этом на наружной поверхности цилиндрической части выполнена группа уплотняющих кольцевых выступов, отличающаяся тем, что на наружной поверхности выполнен отдельный кольцевой выступ, расположенный ближе, чем группа выступов, к торцевой части, подвергающийся в рабочем состоянии воздействию давления, и отстоящий от крайнего выступа группы на расстояние большее, чем расстояния между выступами группы, и имеющий высоту, превышающую высоту выступов группы.

2. Эластичная оболочка по п.1, отличающаяся тем, что каждый кольцевой выступ группы имеет сечение в форме равнобедренного треугольника.

3. Эластичная оболочка по п.1, отличающаяся тем, что отдельный кольцевой выступ имеет сечение в форме треугольника или трапеции, стороны которого, обращенные к торцевой части оболочки и к группе кольцевых выступов, расположены под углами к радиусу цилиндрической части оболочки α и β соответственно, при этом α<β.

4. Эластичная оболочка по п.2, отличающаяся тем, что угол γ выбран от 50° до 90°.

5. Эластичная оболочка по п.3, отличающаяся тем, что угол α выбран от 5° до 15°, а угол β - от 30° до 50°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, где требуется защита элементов и пневмоарматуры от повреждений при проведении огневых работ.

Изобретение относится к конструкции эластичных оболочек, предназначенных для перекрытия нефтегазовых трубопроводов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, а также на магистральных трубопроводах, водопроводах и канализационных сетях.

Изобретение относится к ремонту трубопроводного транспорта и предназначено для перекрытия трубопроводов в нефтеперерабатывающей промышленности, а также для перекрытия магистральных трубопроводов, водопроводов и канализационных сетей.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и предназначено для перекрытия трубопровода для последующего ремонта, испытаний, производства врезок различного назначения и т.п.

Изобретение относится к конструкции эластичных оболочек, предназначенных для перекрытия трубопроводов, и может быть использовано на магистральных трубопроводах, водопроводах и канализационных сетях.
Изобретение относится к строительству трубопроводов. .

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к оборудованию, используемому в качестве затвора для герметичного перекрытия трубопроводов, в частности газопроводов, водопроводов, нефтепроводов и других трубопроводных систем, для производства аварийных работ и ремонта на отдельных их участках.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для перекрытия трубопроводов на период их ремонта. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, предназначено для перекрытия нефтегазовых трубопроводов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на магистральных трубопроводах, водопроводах и канализационных сетях.

Изобретение относится к резинотехнической промышленности и может быть использовано в производстве резинокордных оболочек, предназначенных для герметизации трубопроводов. Эластичная оболочка 1 содержит раздуваемый баллон 2 с криволинейной поверхностью 3 и торцы 4, в которых завулканизованы резьбовые втулки 5, соединенные между собой жестко закрепленной трубкой 6 с помещенной внутри ее стальной пружиной 7, при этом в резьбовые втулки 5 с одной стороны смонтирован наконечник 8 с конической поверхностью 9, а с другой - быстроразъемное соединение 10 для подачи сжатого воздуха. Технический результат: улучшение обслуживания и расширение способов использования. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области строительства и обслуживания нефтепроводов, в частности к способам ремонта нефтепроводов с использованием герметизатора резинокордного (ГРК). Для реализации способа засверливают на стенке ремонтируемого участка трубопровода отверстие для вывода пневмопровода ГРК. Во внутреннюю полость трубопровода устанавливают ГРК с выводом пневмопровода наружу. Оболочку ГРК наполняют рабочим газом, например азотом или воздухом, до рабочего давления. Затем увеличивают давление рабочего газа до величины 1,25 от рабочего давления и поддерживают повышенное давление в течение по меньшей мере 15 минут с последующим понижением давления до рабочего. Проводят ремонтные работы, поддерживая рабочее давление рабочего газа в течение всего времени проведения ремонтных работ. Затем сбрасывают давление в оболочке ГРК до атмосферного, освобождают пневмопровод из отверстия, устанавливают заглушку на отверстие, транспортируют и извлекают ГРК. Техническим результатом является упрощение проведения ремонтных работ на трубопроводе и обеспечение высокого уровня безопасности проведения работ. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к способам ликвидации вантузов. Способ включает обеспечение давления в трубопроводе величиной от 0,02 до 2,5 МПа, установку прокладки на фланец задвижки вантуза и установку пакера на фланец задвижки вантуза. При этом пакер имеет установленную на конце пиноли перекрывающую головку, включающую корпус, в нижней части которого установлен резиновый герметизатор с зубчатой поверхностью, а в верхней - металлические сухари с зубчатой поверхностью, имеющие механизм их выдвигания относительно поверхности корпуса. После этого открывают задвижку, вводят перекрывающую головку в патрубок за задвижку, и выдвигают сухари перекрывающей головки с помощью механизма выдвигания с фиксацией перекрывающей головки в патрубке. Затем освобождают перекрывающую головку от пиноли пакера, отрезают задвижку от патрубка и приваривают к патрубку эллиптическую заглушку. Технический результат - упрощение способа и повышение надежности получаемого ремонтного узла. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при ремонте задвижек на отводах действующих трубопроводов. Устройство содержит камеру, уплотненную относительно входящего в нее перемещаемого штока поворотного, узел привода и герметизирующее приспособление, вводимое в полость отвода. Герметизирующее приспособление включает эластичную чашу, опорный диск с расположенными на нем разжимными элементами и верхним поворотным фланцем. Разжимные элементы выполнены в виде секторов круга с выступами и впадинами, наложенных друг на друга и смещенных так, что в сложенном виде они образуют составной плоский диск. Сектора снабжены штырем в верхней части и выступом в нижней. Сектора находятся посредством штырей в зацеплении с винтовыми пазами в виде части спирали Архимеда на верхнем поворотном фланце. При повороте фланца разжимные элементы перемещаются в радиальном направлении вдоль пазов на опорном диске, в которые входят выступы, и прижимают эластичную чашу к стенкам отвода. Удерживающее приспособление в виде траверсы с упорными планками устанавливается на фланец отвода и опирается на кольцо, закрепленное на герметизирующем приспособлении. Технический результат: надежная фиксация устройства без создания препятствий перекачиваемому продукту и герметизация по всему периметру отвода. 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для перекрытия внутренней полости трубопроводов. Устройство содержит внутреннюю замкнутую герметичную надувную оболочку из термопластичной полиуретановой пленки и внешнюю силовую оболочку из полиуретанового эластомера. Между внутренней герметичной и внешней силовой оболочками находится промежуточная замкнутая силовая оболочка из эластичной ткани. Модуль упругости ткани при растяжении выше модуля упругости внутренней герметичной оболочки, а динамическая прочность ткани не менее динамической прочности внешней силовой оболочки. На промежуточной оболочке выполнены симметричные прорези. Устройство устанавливают во внутреннюю полость трубопровода через открытый конец трубы. При надувании внутренней оболочки расположенные параллельно продольной оси трубопровода симметричные прорези расходятся, обеспечивая передачу создаваемого внутри оболочки давления на внутренние стенки трубопровода. Симметричные прорези выполнены только в той части устройства, которая контактирует с внутренней стенкой трубопровода. Технический результат: увеличение рабочего давления внутри устройства, морозоустойчивость и работоспособность устройства при температурах до -60°С. 1 ил.
Наверх