Фитинг для системы защиты трубопровода

Изобретение относится к системе трубопроводов, в частности к фитингу для использования с металлическим трубопроводом. Фитинг включает переходник, имеющий продольный канал с продольной осью для потока текучей среды; корпус для приема трубопровода, расположенный напротив переходника и совмещенный с продольной осью, металлический уплотнительный элемент, расположенный между переходником и корпусом; гайку, расположенную напротив корпуса; стопорное кольцо, проходящее радиально внутрь от части гайки. При этом стопорное кольцо служит для создания механического соединения с внешней оболочкой трубопровода; и, по меньшей мере, один крепежный элемент, соединяющий вместе гайку, корпус и переходник. Изобретение повышает надежность соединения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Варианты воплощения изобретения в целом относятся к системам трубопроводов и, в частности, к фитингу для использования в системе трубопровода с двойной защитной оболочкой. В настоящее время гибкие трубопроводы, например, гофрированные трубопроводы из нержавеющей стали используется в самых различных областях техники, требующих первичной и вторичной защиты трубопровода. Различные сантехнические, местные и федеральные, механические и технические условия требуют, чтобы некоторые типы гибких трубопроводов должны быть защищены вторичной системой защиты. В данной области техники существуют системы защиты труб, предотвращающие утечку жидкости из труб. Одна имеющаяся система двойной защиты трубопровода описана в патенте США 7,857,358, содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Варианты воплощения изобретения включают фитинг для использования в трубопроводе, содержащим переходник, имеющий продольный канал с продольной осью для потока текучей среды; корпус для приема трубопровода, при этом корпус расположен напротив переходника и совмещен с продольной осью; металлический уплотнительный элемент, расположенный между переходником и корпусом; гайку, расположенную напротив корпуса; круглое стопорное кольцо, отходящее радиально внутрь от части гайки, при этом стопорное кольцо создает механическое соединение с внешней оболочкой трубопровода, и, по меньшей мере, один крепежный элемент, соединяющий гайку, корпус и переходник.

[0003] Варианты воплощения изобретения также включают фитинг-трубопровод в сборе, содержащий металлический трубопровод, имеющей выступы, углубления и внешнюю оболочку, и прикрепленный к трубопроводу фитинг, содержащий переходник, имеющий продольный канал для прохождения потока текучей среды по продольной оси; корпус для приема трубопровода, расположенный напротив переходника и выровненный по продольной оси; металлический уплотнительный элемент, расположенный между переходником и корпусом, причем уплотнительный элемент расположен в углублении трубопровода; гайку, расположенную напротив корпуса; стопорное кольцо, проходящее радиально внутрь от части гайки и обеспечивающее механическую связь с внешней оболочкой трубопровода; и, по меньшей мере, один крепежный элемент, соединяющий гайку, корпус и переходник.

[0004] В данном документе описываются другие примерные варианты воплощения изобретения, которые входят в объем прилагаемой формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Фигура 1 - поперечный разрез фитинга и трубопровода в закрытом состоянии в одном примерном варианте воплощения.

[0006] Фигура 2 - поперечный разрез фитинга и трубопровода в одном примерном варианте воплощения.

[0007] Фигура 3 - вид с торца трубопровода в одном примерном варианте воплощения.

[0008] Фигура 4 - перспективный вид в поперечном сечении примерного фитинга и открытого трубопровода в примерном варианте воплощения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] На фигуре 1 представлено поперечное сечение фитинга и трубопровода в закрытом состоянии в одном примерном варианте воплощения. Фитинг включает переходник 1, корпус 2 и гайку 3. Переходник 1, корпус 2 и гайка 3 все вместе образуют проход, через них вдоль центральной оси C. Фитинг формирует влагонепроницаемое уплотнение на трубопроводе 10 путем сжатия части трубопровода 10 между уплотняющей поверхностью уплотнительного элемента 7 и уплотняющей поверхностью переходника 1, как описано ниже более подробно.

[0010] Переходник 1 имеет продольный канал вдоль продольной оси C для потока текучей среды. Как правило, переходник 1 имеет цилиндрическую форму и содержит кольцевую уплотняющую поверхность 20 на внутренней части переходника, отходящую радиально наружу от центральной оси C. Уплотняющая поверхность 20 переходника имеет округленную по радиусу поверхность, которая находится в контакте с трубопроводом 10. В переходнике 1 сформировано кольцевое углубление 22, проходящее радиально наружу по уплотняющей поверхности 20. В углубление 22 входит выступ 28 корпуса 2. Кольцевое углубление 24, образованное в переходнике 1, выходит радиально наружу из углубления 22. В углубление 22 входит внешний выступ 32 корпуса 2.

[0011] Уплотнительный элемент 7 представляет собой кольцевой элемент, имеющий уплотняющую поверхность 21, обращенную к уплотняющей поверхности 20 переходника. Уплотняющая поверхность 21 может быть плоской и обычно имеет форму усеченного конуса. Уплотнительный элемент 7 может быть выполнен в виде шайбы Гровера, конусной втулки или другого элемента.

[0012] Как правило, корпус 2 имеет цилиндрическую форму и содержит внутренний кольцевой выступ 26, имеющий поверхность, перпендикулярную центральной оси C. Внутренний выступ 26 входит в зацепление с одной стороной уплотнительного элемента 7. Внутреннее ребро 28 отходит радиально наружу от внутреннего выступа 26 параллельно центральной оси C. Ребро 28 расположено радиально снаружи уплотнительного элемента 7. Ребро 28 имеет кольцевую канавку 30 на радиально внешней поверхности ребра 28. В кольцевую канавку 30 входит уплотнение, например, уплотнительное кольцо с образованием влагонепроницаемого уплотнения между корпусом 2 и переходником 1. Внешний кольцевой выступ 32 сформирован из отходящего радиально наружу ребра 28 и служит для совмещения корпуса 2 с переходником 1. Внешний выступ 32 входит в углублении 24.

[0013] Корпус 2 включает дренажное отверстие 34, которое проходит через стенку корпуса 2, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде с внутренней частью корпуса 2. Дренажное отверстие 34 обеспечивает выход утечки жидкости из трубопровода 10 и/или порт для мониторинга утечки жидкости с помощью датчиков. Корпус также включает кольцевую канавку 36, выполненную отходящей радиально внутрь поверхности корпуса 2 и соединенную со штифтом 38 гайки 3. В канавку 36 входит уплотнение, например, уплотнительное кольцо для образования герметичного уплотнения между корпусом 2 и гайкой 3.

[0014] Гайка 3, как правило, имеет цилиндрическую форму и включает кольцевой штифт 38, выходящий радиально наружу из стопорного кольца 4 оболочки. Стопорное кольцо 4 внешней оболочки расположено на заднем конце корпуса 2 и находится в зацеплении с наружной оболочкой 11 трубопровода 10. Стопорное кольцо 4 внешней оболочки входит в кольцевое углубление на задней части корпуса 2, где внешняя оболочка 11 входит в фитинг. В полностью собранной системе палец 38 гайки 3 скользит по оси по внешнему стопорному кольцу 4, сжимая, таким образом, окружной замок 4 в радиальном направлении. Дистальный конец штифта 38 может иметь увеличенную толщину, чтобы помочь в перемещении стопорного кольца 4 оболочки во внешнюю оболочку 11. Стопорное кольцо 4 оболочки имеет внутренние зубцы, которые входят в зацепление с внешней оболочкой 11.

[0015] Круглое скользящее кольцо 6 расположено между гайкой 3 и внешней оболочкой 11. Скользящее кольцо 6 радиально входит в палец 38 и упирается в стопорное кольцо 4 оболочки. Скользящее кольцо 6 служит для перемещения стопорного кольца 4 оболочки по направление к корпусу 2 вдоль оси. Шайба 8 и эластомерное уплотнение 9 могут быть расположены в кольцевой канавке 40 на внутренней поверхности гайки 3. Шайба 8 и эластомерное уплотнение 9 обеспечивают полную герметичность между гайкой 3 и внешней оболочкой 11. Скользящее кольцо 6 также толкает в осевом направлении шайбу 8 и эластомерное уплотнение 9, радиально сжимая, таким образом, эластомерное уплотнение 9 для создания вторичного уплотнения на внешней оболочке 11.

[0016] Как показано на фигуре 2, крепежные элементы (например, крепежные винты) 5 проходят через отверстие 50 в гайке 3, отверстие 52 в корпусе 2 и входят в резьбу 54 в переходнике 1. Специалистам понятно, что резьба может быть выполнена в самой гайке 3, а не в переходнике 1. После затягивания крепежного винта 5 гайка 3, корпус 2 и переходник 1 сжаты вместе. Выступ 26 корпуса 2 взаимодействует с уплотнительным элементом 7 и переходником 1 для сжатия гофрированного трубопровода между переходником 1, корпусом 2 и уплотнительным элементом 7 с образованием влагонепроницаемого уплотнения. Уплотняющая поверхность 20 переходник закругляется и взаимодействует с уплотняющей поверхностью 21 уплотнительного элемента 7. Использование уплотняющей поверхности округленного переходника 20 и плоской уплотняющей поверхности 21 уменьшает нагрузку, необходимую для создания влагонепроницаемого уплотнения.

[0017] На фигуре 3 представлен вид с торца системы трубопровода, включающей трубопровод 10, внутреннюю оболочку 12 и внешнюю оболочку 11. Трубопровод 10 может быть стальной гофрированной трубой. Внутренняя оболочка 12, изготовленная, например, из сополимера (EFEP), расположена на гибком трубопроводе 10. Примерный материал для внутренней оболочки 12 является фторполимером марки RP-5000, поставляемым компанией Daikin в США. Этот материал имеет присущее ему свойство минимальной проницаемости, обеспечивая, таким образом, вторичную изоляцию и позволяя текучей среде (например, газу, жидкости и т.д.) течь до концов внешней оболочки 11 для дренажа, как описано в патенте США 7,857,358. Внешняя оболочка 11 окружает внутреннюю оболочку 12. Примерный материал для внешней оболочки 11 представляет собой нейлон 12, маркированный как Vestamid X7297 и доступный как продукт компании Degussa. Во внутреннем диаметре внешней оболочки 11 имеется ряд выступов 60, разделенных пространственными промежутками. Выступы 60 являются продольными и проходят по всей длине внешней оболочки 11. На фигуре 3 выступы 60 имеют треугольное поперечное сечение, но следует понимать, что могут быть использована и другая геометрия. В одном варианте воплощения, жидкость, транспортируемая по трубопроводу 10, является бензином или дизельным топливом. В случае утечки в трубопроводе, жидкость перемещаться по промежуткам между выступами для дренажа через дренажное отверстие в корпусе 2. Как описано в патенте США 7,004,510, в корпусе 2 может быть установлен датчик, соединенный с дренажным отверстием 34 для обнаружения утечек жидкости и подачи соответствующего сигнала об этом событии.

[0018] На фигуре 4 фитинг показан в открытом или разобранном виде. Трубопровод 10 включает ряд выступов и углублений. Трубопровод 10 разрезан в виде желоба, а внутренняя оболочка 12 и внешняя оболочка 11 удалены, обнажая 4 выступа трубы 10. Гайка 3 и корпус 2 находятся над внешней оболочкой 11 так, что трубопровод 10 выходит за пределы корпуса 2. Уплотнительный элемент 7 размещен в первом углублении на дистальном конце трубопровода 10, и переходник 1 размещен на конце трубопровода 10. При затягивании крепежных элементов 5, корпус 3, гайка 2 и переходник 1 сжаты по оси C. Верхняя часть трубопровода 10 зажата между уплотняющей поверхностью 20 переходника и уплотняющей поверхности 21 уплотнительного элемента 7. При этом двойной слой трубопровода 10 сжимается между уплотняющей поверхностью 20 переходника и уплотняющей поверхностью 21 уплотнительного элемента 7 для создания влагонепроницаемого уплотнения. Кроме того, по мере завинчивания гайки 3 в корпусе 2, палец 38 перемещает стопорное кольцо 4 во внешнюю оболочку 11. Это обеспечивает механическое соединение фитинга с трубопроводом для управления осевым удлинением фитинга под давлением. Кроме того, скользящее кольцо 6 прилагает осевое давление на эластомерное уплотнение 9, таким образом, радиально сжимая эластомерное уплотнение 9 и создавая вторичное уплотнение на внешней оболочке 11.

[0019] Одним из преимуществ раскрытого здесь фитинга является то, что фитинг может быть использован повторно. Как показано на фигуре 4, крепежные элементы могут быть сняты с гайки 3 корпуса 2 и переходника 1, чтобы позволить оператору отделить фитинг от трубопровода 10. Фитинг может быть повторно использован без потери герметизации или степени защиты.

[0020] Описанный здесь фитинг и трубопровод обеспечивает двойную защитную оболочку с признаком самовентиляции и замком оболочки. Благодаря замку 4 и гайке 3, фитинг делает внешнюю оболочку 11 конструктивным соединительным элементом, то есть, в этом фитинге осевое удлинение под давлением устранено.

[0021] Система защиты трубопровода может быть использована в ряде областей применения, включая прямую подземную прокладку трубопровода надземную прокладку трубопровода, использование в помещении при повышенном давлении с обеспечением безопасности и/или в другой вторичной защитной оболочке и в системе проверки линий транспортировки нефтепродуктов.

[0022] Хотя здесь были показаны и описаны предпочтительные варианты воплощения, в них могут быть сделаны различные модификации и замены без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что настоящее изобретение было описано с целью иллюстрации, а не ограничения.

1. Фитинг для использования с металлическим трубопроводом, содержащий:

переходник, имеющий продольный канал с продольной осью для прохождения потока текучей среды;

корпус для приема трубопровода, расположенный напротив переходника и совмещенный с продольной осью;

металлический уплотнительный элемент, расположенный между переходником и корпусом;

гайку, расположенную напротив корпуса;

стопорное кольцо, проходящее радиально внутрь от части гайки и создающее механическое соединение с внешней оболочкой трубопровода; и

по меньшей мере, один крепежный элемент, соединяющий гайку, корпус и переходник.

2. Фитинг по п. 1, в котором:

переходник включает уплотняющую поверхность переходника, которая взаимодействует с уплотняющей поверхностью уплотнительного элемента для сжатия трубопровода между ними.

3. Фитинг по п. 2, в котором:

уплотняющая поверхность переходника округлена.

4. Фитинг по п. 1, в котором:

корпус включает кольцевое ребро, которое входит в кольцевую канавку переходника.

5. Фитинг по п. 4, в котором:

ребро отходит от внутреннего выступа на корпусе, причем уплотнительный элемент размещен напротив внутреннего выступа.

6. Фитинг по п. 4, в котором:

переходник имеет кольцевое углубление, отходящее радиально наружу от дна углубления;

корпус имеет внешний кольцевой выступ, отходящий радиально наружу от ребра;

углубление служит для приема внешнего выступа для выравнивания корпуса с переходником.

7. Фитинг по п. 4, в котором:

ребро имеет канавку на отходящей радиально наружу поверхности ребра, при этом канавка служит для приема уплотнительного элемента, чтобы обеспечить уплотнение между корпусом и переходником.

8. Фитинг по п. 1, в котором:

корпус включает дренажное отверстие, проходящее через кольцевую стенку корпуса, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде с внутренней частью корпуса.

9. Фитинг по п. 1, в котором:

корпус включает канавку на отходящей радиально внутрь поверхности, при этом указанная канавка служит для приема уплотнительного элемента для обеспечения уплотнения между корпусом и гайкой.

10. Фитинг по п. 1, в котором:

гайка содержит кольцевой штифт, при этом стопорное кольцо расположено радиально внутри штифта.

11. Фитинг по п. 10, в котором:

штифт включает участок увеличенной толщины, чтобы направить стопорное кольцо радиально внутрь в сторону оболочки.

12. Фитинг по п. 10, содержащий:

скользящее кольцо, направленное радиально внутрь штифта;

эластомерное уплотнение, расположенное на внутренней части гайки;

скользящее кольцо для сжатия эластомерного уплотнения для герметизации внутренней части гайки.

13. Фитинг по п. 10, в котором:

трубопровод включает металлическую трубу, имеющую множество выступов и углублений, внутреннюю оболочку и внешнюю оболочку.

14. Фитинг по п. 13, в котором:

внешняя оболочка имеет внутреннюю поверхность, противоположную внутренней оболочке, причем внутренняя поверхность внешней оболочки может быть ребристой с множеством ребер, проходящих в продольном направлении вдоль внутренней поверхности внешней оболочки.

15. Фитинг по п. 1, в котором:

фитинг приспособлен для повторного использования.

16. Фитинг-трубопровод в сборе, содержащий:

металлический трубопровод, имеющей выступы и углубления и внешнюю оболочку;

фитинг, прикрепленный к трубопроводу и содержащий:

переходник, имеющий продольный канал для прохождения потока текучей среды по продольной оси;

корпус для приема трубопровода, расположенный напротив переходника и совмещенный с продольной осью;

металлический уплотнительный элемент, расположенный между переходником и корпусом, при этом уплотнительный элемент расположен в углублении трубопровода;

гайку, расположенную напротив корпуса;

стопорное кольцо, проходящее радиально внутрь от части гайки, причем стопорное кольцо обеспечивает механическую связь с внешней оболочкой трубопровода; и

по меньшей мере, один крепежный элемент, соединяющий гайку, корпус и переходник.