Устройства контроля уплотнений, соответствующее трубное соединение и применение

Группа изобретений предназначена для трубных соединений и устройству их контроля. Уплотнение трубного соединения содержит уплотнительную прокладку и раструбный конец, имеющий полость под уплотнительную прокладку. Устройство (10) контроля уплотнения трубного соединения, содержащего уплотнительную прокладку (8) и раструбный конец (4), имеющий полость (32) под уплотнительную прокладку. Устройство (10) контроля содержит контрольную полость (40) и нагнетательный канал (42), выполненный с возможностью соединения контрольной полости с нагнетательными средствами (46) или вакуумными средствами. Контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке (8) или в полости (32) под уплотнительную прокладку. Нагнетательный канал расположен в уплотнительной прокладке или в раструбном конце. Изобретения направлены на обеспечение возможности диагностирования уплотнения соединений непосредственно после сборки и образования трубного соединения, устранение риска утечки с очень низкими затратами и высокой надежностью. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Данное изобретение относится к устройству контроля уплотнения трубного соединения, которое содержит уплотнительную прокладку и раструбный конец, имеющий полость под уплотнительную прокладку.

Трубные соединения труб из кованого чугуна очень хорошо уплотняются, если трубы уложены надлежащим образом. Однако в случае неправильного позиционирования уплотнительной прокладки, выдавливания уплотнительной прокладки во время монтажа, повреждения уплотнительной прокладки, присутствия различных частиц, таких как песок, например, на поверхности соединения, контактирующих с трубами, или недостаточного сжатия уплотнительной прокладки, трубное соединение не может быть уплотнено. Такое отсутствие уплотнения, в общем, обнаруживается много времени спустя после осуществления трубного соединения и после укладки многочисленных труб и соединений во время приемочных испытаний трубопровода под давлением. Во время этого приемочного испытания траншея, в общем уже засыпана, и определение места утечки является трудоемкой и дорогостоящей операцией.

Возможность диагностирования уплотнения соединений непосредственно после сборки и, следовательно, сразу же после образования трубного соединения позволила бы устранять риск утечки с очень низкими затратами.

Таким образом, изобретение служит для обеспечения более рентабельной операции укладки труб, в частности, с помощью простых средств. В частности, оно служит для обеспечения проверки уплотнения трубного соединения с низкими расходами и высокой надежностью.

С этой целью изобретение относится к устройству контроля уплотнения, описанному выше и содержащему согласно изобретению:

- контрольную полость и

- нагнетательный канал, выполненный с возможностью соединения контрольной полости с нагнетательными средствами или вакуумными средствами,

и что контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке или в полости под уплотнительную прокладку.

Нагнетательный канал расположен в уплотнительной прокладке или в раструбном конце.

Устройство контроля согласно изобретению может содержать один или несколько из следующих признаков:

- Устройство контроля содержит, по меньшей мере, одну периферийную канавку, в частности, проходящую по всей длине окружности уплотнительной прокладки или полости.

- Устройство контроля содержит нагнетательные средства или вакуумные средства, пригодные для соединения с нагнетательным каналом, причем нагнетательные средства содержат, по меньшей мере, один из следующих элементов:

- генератор давления, в частности насос, и, в частности клапан, соединен с нагнетательным каналом, причем генератор давления, в частности, пригоден для соединения с клапаном,

- устройство резервирования газа под давлением, в частности нагнетательную камеру, встроенную в уплотнительную прокладку и соединенную с нагнетательным каналом, и высвобождающее устройство, в частности ударное устройство, пригодное для высвобождения газа под давлением в нагнетательный канал;

- газогенераторное устройство, пригодное для генерирования газа под давлением в результате химической реакции твердых или жидких соединений, и инициирующее устройство, такое как ударник, пригодное для инициирования химической реакции между соединениями;

- генерирующая давление полость, наполненная газом или смесью газов, в частности, инертным газом, расположенная внутри уплотнительной прокладки, которая посредством сжатия уплотнительной прокладки во время раструбного соединения генерирует увеличение давления в контрольной полости или

в котором вакуумные средства содержат:

- вакуумный генератор, в частности, вакуумный насос, и, в частности, клапан, соединенный с нагнетательным каналом, причем вакуумный генератор, в частности, пригоден для соединения с клапаном.

- Устройство контроля уплотнения содержит измерительное устройство, пригодное для считывания давления, установленного нагнетательными средствами в контрольной полости, и, в частности, проверки, выходит ли это давление за пределы заданного порогового значения и/или сохраняется ли оно вне заданного периода времени.

- Измерительное устройство содержит:

- механический датчик давления, который, в частности, пригоден для генерирования изменения состояния или положения механического, электрического или оптического указателя в случае, когда давление выходит за пределы заданного порогового значения и/или сохраняется вне заданного периода времени; или

- электрический датчик давления, в частности, пьезоэлектрический датчик; или

- комбинацию механического и электрического датчиков давления.

- Устройство контроля уплотнения содержит устройство отображения, пригодное для отображения давления, считываемого измерительным устройством.

- Устройство отображения может быть мобильным телефоном, персональным цифровым ассистентом или компьютером, в частности, устройство отображения пригодно для получения информации, касающейся давления, и пригодно для выдачи сообщения об уплотнении соединения, и/или устройство отображения пригодно для определения географического положения трубного соединения, и/или устройство отображения соединено с программным обеспечением, соединенным с интернетом или другой сетью передачи данных, и пригодно для сообщения с удаленной базой данных и обеспечения дистанционного мониторинга хода работ по укладке трубопровода;

- нагнетательный канал расположен в уплотнительной прокладке, и

- нагнетательные средства содержат выступ, имеющий соединительный канал, который сообщается по текучей среде с нагнетательным каналом, и который проходит через выступ;

- выступ прикреплен к крепежному выступу уплотнительной прокладки;

- выступ не содержит обратный клапан, расположенный в соединительном канале;

Устройство контроля уплотнения содержит дополнительные средства контроля, выполненные с возможностью проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением.

- Дополнительные средства контроля содержат средства для обнаружения текучей среды, присутствующей в контрольной полости, в частности, датчик текучей среды, и предпочтительно токопроводящие элементы, расположенные в контрольной полости.

Согласно другому аспекту изобретение относится к устройству контроля трубного соединения, которое содержит уплотнительную прокладку и раструбный конец, имеющий полость под уплотнительную прокладку, согласно изобретению, устройство контроля содержит средства контроля, выполненные с возможностью проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении.

Согласно конкретному варианту осуществления это устройство контроля содержит:

- контрольную полость,

- контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке или в полости под уплотнительную прокладку, и

- средства контроля содержат средства для обнаружения текучей среды, присутствующей в контрольной полости, в частности, датчик текучей среды, и предпочтительно токопроводящие элементы, расположенные в контрольной полости.

Изобретение также относится к трубному соединению такого типа, которое содержит раструбный конец, уплотнительную прокладку и охватываемый конец, согласно изобретению, трубное соединение содержит устройство контроля уплотнения, как определено выше.

Изобретение также относится к применению устройства контроля уплотнения трубного соединения, содержащего уплотнительную прокладку, раструбный конец, имеющий полость под уплотнительную прокладку, и охватываемый конец, согласно изобретению, устройство контроля является устройством, описанным выше, и применение содержит следующие последовательные этапы:

- образование трубного соединения посредством вставления уплотнительной прокладки в раструбный конец и посредством вставления охватываемого конца в уплотнительную прокладку,

- создание давления текучей среды или вакуума в контрольной полости с помощью нагнетательного канала,

- проверка поддержания давления текучей среды под давлением в контрольной полости или поддержания вакуума в контрольной полости, и/или

- проверка уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении, с помощью средств контроля, предназначенных для проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении.

Изобретение станет более понятным из приведенного ниже описания, приведенного только в качестве примера, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показано трубное соединение по первому варианту осуществления, содержащее устройство контроля уплотнения, частичный вид в разрезе;

на фиг. 2 показано трубное соединение из фиг. 1 во время проверки уплотнения в уплотненном состоянии, частичный вид в разрезе;

на фиг. 3 показано неуплотненное трубное соединение, вид, сходный с видом из фиг. 2;

на фиг. 4 показано место IV из фиг. 5 в увеличенном виде, где представлена уплотнительная прокладка устройства контроля уплотнения согласно изобретению, причем уплотнительная прокладка показана в состоянии, когда она расположена между раструбным концом и гладким концом, частичные виды в разрезе и в перспективе;

на фиг. 5 представлена уплотнительная прокладка трубного соединения по изобретению; уплотнительная прокладка показана в состоянии, когда она расположена между раструбным концом и гладким концом, причем раструбный конец и охватываемый конец не показаны, и схематично показаны дополнительные средства контроля уплотнения, частичный вид с вырывом;

на фиг. 6 показан вид, сходный с видом из фиг. 1, трубного соединения, содержащего устройство контроля уплотнения, по первой разновидности первого варианта осуществления;

на фиг. 7 показан раструбный конец трубного соединения по второму варианту осуществления изобретения;

на фиг. 8 показана уплотнительная прокладка трубного соединения по разновидности первого варианта осуществления изобретения, причем уплотнительная прокладка изображена в свободном состоянии, частичный вид в перспективе с вырывом;

на фиг. 9 показана уплотнительная прокладка из фиг. 8, вид в радиальном разрезе;

на фиг. 10 показана часть раструбного конца трубного соединения по второй разновидности первого варианта осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг. 11 показан вид в разрезе трубного соединения по второй разновидности первого варианта осуществления изобретения во время введения охватываемого конца в раструбный конец;

на фиг. 12 показано трубное соединение по второй разновидности первого варианта осуществления изобретения во время проверки уплотнения, вид в разрезе;

на фиг. 13 показано увеличенное место из фиг. 12 в случае отсутствия уплотнения.

На фиг. 1 показано трубное соединение согласно первому варианту осуществления, в целом обозначенное позицией 2 и продолжающееся вдоль центральной оси X-X. В дальнейшем, если не указано иначе, выражения «в осевом направлении», «в радиальном направлении» и «в окружном направлении» будут использоваться по отношению к указанной центральной оси X-X.

Трубное соединение 2 содержит раструбный конец 4, конец 6 трубы, охватываемый раструбом 4, и уплотнительную прокладку 8. Трубное соединение 2 также содержит устройство 10 контроля уплотнения трубного соединения.

Раструбный конец 4 содержит вход 14, крепежную канавку 16 и внутреннюю уплотнительную поверхность 18. Уплотнительная поверхность 18 расположена в осевом направлении напротив входа 14 относительно крепежной канавки 16. Уплотнительная поверхность 18 предпочтительно цилиндрическая по отношению к оси X-X и имеет диаметр меньше диаметра нижней поверхности крепежной канавки 16.

Охватываемый конец 6 имеет наружную уплотнительную поверхность 20, в частности, цилиндрическую, по отношению к оси X-X, которая в собранном состоянии трубного соединения 2 продолжается радиально напротив внутренней уплотнительной поверхности 18.

Уплотнительная прокладка 8 выполнена из резины и, как вариант, имеет крепежные или фиксирующие вставки. Уплотнительная прокладка 8 имеет общую кольцевую форму, которая продолжается вокруг центральной оси Y-Y уплотнительной прокладки, которая в собранном состоянии трубного соединения 2 совпадает с центральной осью X-X.

Уплотнительная прокладка 8 содержит крепежный выступ 22 и уплотнительную основную часть 24, а также две уплотнительные кромки 26. В собранном состоянии трубного соединения 2 крепежный выступ 22 продолжается в крепежную канавку 16 раструбного конца 4 и крепит уплотнительную прокладку 8 в раструбном конце 4 в осевом направлении.

Уплотнительная основная часть 24 ограничивает взаимосвязанную наружную уплотнительную поверхность 28 и взаимосвязанную внутреннюю уплотнительную поверхность 30. В собранном состоянии взаимосвязанная наружная уплотнительная поверхность 28 прижимается к внутренней уплотнительной поверхности 18 раструбного конца 4, и взаимосвязанная внутренняя уплотнительная поверхность 30 прижимается к наружной уплотнительной поверхности охватываемого конца 6.

Крепежная канавка 16 и внутренняя уплотнительная поверхность 18 совместно образуют полость 32 под уплотнительную прокладку, расположенную в раструбном конце 4.

Устройство 10 контроля предназначено для подтверждения уплотнения внутренней уплотнительной поверхности 18 относительно взаимосвязанной наружной уплотнительной поверхности 28 и наружной уплотнительной поверхности 20 относительно взаимосвязанной внутренней уплотнительной поверхности 30, когда они подвергаются заданному давлению, именуемому проверочным давлением, в течение заданного времени.

С этой целью устройство 10 контроля содержит контрольную полость 40 и нагнетательный канал 42, предназначенный для соединения контрольной полости с нагнетательными средствами 46. Нагнетательные средства 46 выполнены с возможностью содержания текучей среды, в частности, газа или смеси газов, содержащихся в контрольной полости 40 и нагнетательном канале 42, под заданным давлением.

В данном случае контрольная полость 40 расположена в уплотнительной прокладке 8. Контрольная полость 40 содержит наружную кольцевую канавку 50 и внутреннюю канавку 52. Наружная 50 и внутренняя 52 кольцевые канавки делают полный круг вокруг оси Y-Y и, следовательно, проходят по всей длине окружности уплотнительной прокладки.

Контрольная полость 40 также содержит соединительный канал 54, соединяющий наружную 50 и внутреннюю 52 кольцевые канавки с нагнетательным каналом 42. В рассматриваемом случае соединительный канал 54 является каналом, который продолжается радиально относительно центральной оси Y-Y.

Как вариант, контрольная полость 40 может содержать наружную кольцевую канавку 50 или внутреннюю кольцевую канавку 52. В этом случае соединительный канал 54 соединяет только наружную кольцевую канавку 50 или внутреннюю кольцевую канавку 52 с нагнетательным каналом 42. В общем, контрольная полость 40 выходит на ответную наружную уплотнительную поверхность 28 и/или ответную внутреннюю уплотнительную поверхность 30.

Нагнетательные средства 46 содержат обратный клапан 60, соединенный с нагнетательным каналом 42.

Нагнетательные средства 46 также содержат генератор 62 давления, например, насос, выполненный с возможностью взаимодействия с обратным клапаном 60.

Для способствования доступу к обратному клапану 60 указанный обратный клапан 60 расположен на крепежном выступе 22 и продолжается, в общем, параллельно центральной оси Y-Y. Когда трубное соединение 2 находится в собранном состоянии, обратный клапан 60 расположен в полости, расположенной в передней стенке 64 раструбного конца 4. Обратный клапан 60 прикреплен к уплотнительной прокладке 8 с помощью любых соответствующих средств, например, с помощью вулканизации и/или винтового соединения.

Как вариант, обратный клапан 60 может быть исключен. В этом случае генератор 62 давления соединен без помощи клапана с нагнетательным каналом 42.

Устройство 10 контроля уплотнения также содержит измерительное устройство 70, предназначенное для считывания давления, установленного нагнетательными средствами 46 в контрольной полости 40. Это измерительное средство 70, к примеру, является механическим датчиком давления, соединенным с контрольной полостью 40 с помощью нагнетательного канала 42 и обратного клапана 60. Измерительное средство 70 предпочтительно выполнено с возможностью проверки, выходит ли установленное давление за пределы заданного порогового значения и/или сохраняется ли оно вне заданного периода времени.

Измерительное средство 70 может содержать механический датчик давления, предназначенный для генерирования изменения состояния или положения механического, электрического или оптического указателя в случае, когда давление выходит за пределы заданного порогового значения и/или сохраняется вне заданного периода времени.

Устройство 10 контроля уплотнения также содержит устройство 72 отображения, выполненное с возможностью отображения давления, считываемого измерительным устройством 70. Устройство 72 отображения и механический датчик давления могут образовывать манометр.

На фиг. 1 показано трубное соединение согласно изобретению в собранном состоянии перед этапом проверки. Уплотнительная прокладка 8 проходит между гладким концом 6 и раструбным концом 4. Обратный клапан 60 прикреплен к крепежному выступу 22 и выступает от него. Обратный клапан 60 закрыт. Наружная кольцевая канавка 50 выходит на внутреннюю уплотнительную поверхность 18, и/или внутренняя кольцевая канавка 52 выходит на наружную уплотнительную поверхность 20.

На фиг. 2 показано трубное соединение 2 во время этапа проверки. Можно видеть, что насос 62 устанавливает проверочное давление с помощью обратного клапана 60 внутри нагнетательного канала 42 и, следовательно, в контрольной полости 40. Следовательно, текучая среда, в частности, газ, присутствующая в наружной 50 и внутренней 52 кольцевых канавках, также подвергается воздействию проверочного давления.

Проверочное давление составляет, например, 3 – 10 бар, предпочтительно 3 – 5 бар.

В случае, когда проверочное давление остается стабильным в заданном диапазоне и в течение заданного времени, считают, что трубное соединение уплотнено. Соотношение между поддержанием давления и уплотнением соединения установлено экспериментально и посредством расчета, причем оно зависит от размеров элементов трубного соединения и материалов раструбного конца 4, охватываемого конца 6 и уплотнительной прокладки 8.

Например, если давление остается, по существу, стабильным в течение приблизительно 10 секунд, считают, что трубное соединение уплотнено.

На фиг. 3 показано трубное соединение в случае, когда оно не уплотнено. Охватываемый конец 6 вставлен неправильно, и в рассматриваемом случае он находится недостаточно глубоко в раструбном конце 4. Во время установки давления в наружной кольцевой канавке 50 нагнетаемая текучая среда выходит между внутренней уплотнительной поверхностью 18 и взаимосвязанной наружной уплотнительной поверхностью 28. Этот дефект уплотнения означает, что либо с помощью генератора 62 давления невозможно достичь проверочного давления в контрольной полости 40, или, что он устанавливает проверочное давление в контрольной камере 40, но давление достаточно быстро уменьшается на значительную величину, что обнаруживает устройство 72 отображения, которое указывает нулевое давление через несколько секунд. Следовательно, неисправность трубного соединения 2 обнаруживают перед установкой следующего трубного соединения и в любом случае перед вводом в действие готового трубопровода посредством циркуляции текучей среды под давлением через охватываемый конец 6 и раструбный конец 4.

Устройство 10 контроля уплотнения, описанное выше в контексте рабочего режима с положительным давлением, также может использоваться в непоказанном варианте в вакууме или в рабочем режиме с отрицательным давлением посредством создания вакуума в контрольной полости 40 и последующего обнаружения дефекта уплотнения, если в контрольной полости 40 невозможно создать вакуум или если после создания вакуума в контрольной полости 40 давление снова быстро поднимается через несколько секунд.

Нагнетательные средства, описанные выше, заменяются вакуумными средствами. Эти вакуумные средства могут содержать вакуумный генератор, в частности, вакуумный насос. Вакуумный генератор присоединяют с помощью клапана, соединенного с нагнетательным каналом, причем вакуумный генератор, в частности, выполнен с возможностью соединения с клапаном. Структура уплотнительной прокладки и раструбного конца вышеописанного варианта осуществления остается неизменной. Принцип действия является аналогичным, за исключением того, что положительное давление заменяется отрицательным давлением. Термин «нагнетательный канал» действует и в этом варианте осуществления в силу удобочитаемости, хотя в этом канале и создается вакуум.

Как вариант, и в добавление к вышеописанным элементам устройство 10 контроля уплотнения содержит дополнительные средства 100 контроля, которые выполнены с возможностью проверки уплотнения трубного соединения 2 в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении. Эти дополнительные средства 100 контроля весьма схематично показаны на фиг. 5. Дополнительные средства 100 контроля являются средствами для обнаружения присутствия текучей среды в контрольной полости 40, например, датчиком текучей среды. В данном случае датчик текучей среды содержит два токопроводящих элемента 104, 108, расположенных во внутренней кольцевой канавке 52. Как вариант или дополнительно, два токопроводящих элемента 104, 108, расположены в наружной кольцевой канавке 50. Два токопроводящих элемента 104, 108 расположены на расстоянии друг от друга и в отсутствии проводящей текучей среды электрически изолированы друг от друга.

Дополнительные средства 100 контроля содержат средства индикации электрического соединения между указанными токопроводящими элементами 104 и 108, а именно, источник 110 электрического тока и индикатор 112. Токопроводящие элементы 104, 108, источник 110 электрического тока и индикатор 112 образуют разомкнутую электрическую цепь в отсутствие текучей среды в контрольной полости 40 и замкнутую электрическую цепь в присутствии текучей среды в контрольной полости 40. Таким образом, индикатор 112 светится в присутствии текучей среды в контрольной полости 40 и гаснет при отсутствии текучей среды в контрольной полости 40. Эти дополнительные средства 100 контроля также позволяют обнаруживать дефекты уплотнения после введения трубопровода в эксплуатацию.

На фиг. 6 показано трубное соединение 2 согласно разновидности первого варианта осуществления, отличия которого от первого варианта осуществления будут показаны ниже. Сходные элементы обозначены такими же номерами позиций.

Нагнетательные средства 46 не содержат обратный клапан, соединенный с нагнетательным каналом 42. В отличие от этого нагнетательные средства 46 содержат устройство 120 генерирования газа, выполненное с возможностью генерирования газа под давлением, и инициирующее устройство 122 указанного устройства генерирования газа. Устройство 120 генерирования газа содержит полость 124, расположенную в уплотнительной прокладке 8. Полость 124 разделена на две камеры 126, 128, которые разделены стенкой 130. Камера 126 одержит первый химический компонент, и камера 128 содержит второй химический компонент, прием указанные два компонента пригодны для генерирования газа под давлением, когда они приходят в контакт. Этими компонентами, к примеру, являются карбонат и кислота, в результате химической реакции которых получается двуокись углерода.

Инициирующее устройство 122 содержит ударник 132. Этот ударник 132 помещен с возможностью перемещения в отверстие уплотнительной прокладки 8 и перемещается между нерабочим положением, как показано на фиг. 6, и положением инициирования, в котором стенка 130 прокалывается ударником, и два компонента приходят в контакт и испускают газ под давлением в направлении нагнетательного канала 42. Ударник 132 также может быть выполнен с возможностью прокалывания стенки, которая разделяет камеру 128 и нагнетательный канал 42. Как вариант, стенка, которая разделяет камеру 128 и нагнетательный канал, выполнена с возможностью разрушения под действием давления, генерируемого химическими компонентами.

Устройство 10 контроля уплотнения согласно этому варианту содержит не механический датчик давления, а электрический датчик давления, например, пьезоэлектрический датчик 140.

Устройство 72 отображения соединено с измерительным устройством 70 посредством соединения с помощью проводов или без них, например, штекера 144. Устройство отображения может быть мобильным телефоном, персональным цифровым ассистентом (PDA) или компьютером. Устройство отображения может быть выполнено с возможностью считывания информации, касающейся давления, и направления сообщения об уплотнении соединения на основе считанного давления. Устройство отображения может быть выполнено с возможностью определения географического положения трубного соединения 2 и может быть соединено с интернетом или другой сетью передачи данных, и может быть выполнено с возможностью сообщения с удаленной базой данных и обеспечения дистанционного мониторинга хода работ по укладке трубопровода.

Согласно непоказанным вариантам конструкции трубного соединения нагнетательные средства 46 содержат:

- устройство резервирования газа под давлением, например, нагнетательную камеру, встроенную в уплотнительную прокладку 8 и соединенную с нагнетательным каналом, и высвобождающее устройство, например, ударное устройство, пригодное для высвобождения газа под давлением в нагнетательный канал; или

- полость, наполненную воздухом или инертным газом, внутри уплотнительной прокладки, которая посредством сжатия уплотнительного кольца во время размещения охватываемого конца генерирует увеличение давления в контрольной полости, в частности, полость типа «груши-нагнетателя».

Трубное соединение 2 первого варианта осуществления имеет преимущество, состоящее в возможности использования с известными гладкими концами и раструбными концами без модификации или одной модификацией расположения корпуса клапана 60 в стенке 64 раструбного конца 4. Однако эта модификация может иметь низкую стоимость.

На фиг. 7 показан второй вариант осуществления трубного соединения согласно изобретению. Отличия этого варианта осуществления от вышеописанного варианта осуществления будут показаны ниже. Сходные элементы обозначены такими же номерами позиций.

Нагнетательный канал 42 расположен в раструбном конце 4. В настоящем случае нагнетательный канал 42 образован радиальным отверстием, проходящим через раструбный конец. Нагнетательный канал 42 расположен на месте внутренней уплотнительной поверхности 18. Кроме того, наружная кольцевая канавка 50 расположена в раструбном конце 4 и разделяет внутреннюю уплотнительную поверхность 18 на частичную уплотнительную поверхность 18A и частичную уплотнительную поверхность 18B, отделенные друг от друга в осевом направлении наружной кольцевой канавкой 42. Следует отметить, что кольцевая канавка 50, хотя она и является канавкой, расположенной в раструбном конце 4, именуется «наружной кольцевой канавкой 50», при условии, что она расположена радиально снаружи относительно внутренней кольцевой канавки 52, расположенной в уплотнительной прокладке 8.

Наружная кольцевая канавка 50 продолжается до конца вокруг полости 32 под уплотнительную прокладку.

Второй вариант осуществления имеет преимущество, состоящее в возможности его использования с уплотнительной прокладкой, существующей в уровне техники, которая не содержит контрольную полость.

На фиг. 8 – 13 показана вторая разновидность трубного соединения первого варианта осуществления. Ниже будут показаны только отличия второй разновидности трубного соединения от соединения согласно первому варианту осуществления. Сходные элементы обозначены такими же номерами позиций.

На фиг. 8 показана уплотнительная прокладка 8 трубного соединения, вид в перспективе с частичным вырывом. Уплотнительная прокладка 8 находится в свободном состоянии.

Нагнетательные средства 46 не содержат обратного клапана 60, соединенного с нагнетательным каналом 42. В отличие от этого нагнетательные средства 46 содержат выступ 150, имеющий соединительный канал 152, который сообщается по текучей среде с нагнетательным каналом 42 и проходит через выступ 150. Выступ 150 не содержит обратного клапана, расположенного в соединительном канале 152.

Выступ 150 прикреплен к крепежному выступу 22 и в этом случае составляет одно целое с крепежным выступом 22. Выступ 150 выступает от крепежного выступа 22. Выступ 150 продолжается, в общем, параллельно центральной оси Y-Y и предпочтительно является цилиндрическим. Когда трубное соединение находится в собранном состоянии, выступ 150 расположен в полости 154, расположенной в передней стенке 64 раструбного конца 4. Эта полость 154 видна на фиг. 10, где показан вид в перспективе части раструбного конца 4 трубного соединения. Эта полость 154 является сквозным пазом в осевом направлении, который открыт радиально внутрь.

В состоянии, когда уплотнительная прокладка 8 установлена в раструбном конце 4, свободный конец выступа 150 заглублен относительно передней поверхности передней стенки 64 (см. фиг. 11).

В непоказанном варианте выступ 150 не составляет одно целое с крепежным выступом 22 или с уплотнительной прокладкой 8. В этом случае выступ 150 прикреплен к уплотнительной прокладке 8 с помощью любого пригодного средства, например с помощью вулканизации, склеивания и/или винтов.

Кроме того, согласно второй разновидности трубного соединения первого варианта осуществления контрольная полость 40 содержит наружную кольцевую канавку 50, а не внутреннюю кольцевую канавку 52. Следовательно, соединительный канал 54 соединяет только наружную кольцевую канавку 50 с нагнетательным каналом 42.

На фиг. 11 показан вид в разрезе трубного соединения 2 во время введения охватываемого конца 6 в раструбный конец 4.

В варианте, который не показан, выступ 150 может быть исключен. В этом случае генератор 62 давления соединен без помощи выступа с нагнетательным каналом 42.

На фиг. 12 показана проверка уплотнения соединения 2. Генератор 62 давления, например, насос 156, выполнен с возможностью соединения с выступом 150, например, с помощью наконечника 158 в форме иглы.

Наконечник 158 вставлен в соединительный канал 152, и насос 156 устанавливает давление в наружной кольцевой канавке 50.

Измерительное устройство 70 является механическим датчиком давления или манометром 160, соединенным с контрольной полостью 40 с помощью нагнетательного канала 42 и выступа 150. В настоящем случае измерительное устройство 70 встроено в корпус насоса 156.

На фиг. 13 детально показано трубное соединение согласно второй разновидности трубных соединений первого варианта осуществления в случае отсутствия уплотнения. Между взаимосвязанной наружной уплотнительной поверхностью 28 и раструбным концом 4 помещен песок или гравий для засыпки, который позволяет выходить воздуху под давлением, находящемуся в наружной кольцевой канавке 50 и контрольной полости 40. Это ведет к уменьшению контрольного давления, определяемого манометром 160, или невозможности установить контрольное давление в контрольной полости 40.

Согласно дополнительному варианту осуществления, который не показан и является разновидностью первого варианта осуществления, трубное соединение согласно изобретению оснащено устройством 10 контроля уплотнения, которое содержит только средства контроля уплотнения, выполненные с возможностью проверки уплотнения трубного соединения 2 в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении, идентично дополнительным средствам 100 контроля уплотнения, описанным выше. Следовательно, устройство 10 контроля не содержит средства, которые делают его пригодным для подтверждения уплотнения внутренней уплотнительной поверхности 18 относительно взаимосвязанной наружной уплотнительной поверхности 28 и наружной уплотнительной поверхности 20 относительно взаимосвязанной внутренней уплотнительной поверхности 30, когда они подвергаются заданному давлению, именуемому проверочным давлением, в течение заданного времени.

Эти средства контроля являются средствами 100, показанными весьма схематично на фиг. 5 и описанными выше.

В общем, этот вариант осуществления содержит следующие признаки.

Устройство 10 контроля уплотнения трубного соединения, которое содержит уплотнительную прокладку 8 и раструбный конец 4, имеющий полость 32 под уплотнительную прокладку, содержит, согласно изобретению, средства 100 контроля, предназначенные для уплотнения трубчатого соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении.

Согласно конкретному признаку устройство 10 контроля содержит

- контрольную полость 40,

- контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке или в полости 32 под уплотнительную прокладку, и

- средства 100 контроля, содержащие средства 104, 108, 110, 112 для обнаружения текучей среды, присутствующие в устройстве 10 контроля, в частности, датчик текучей среды, и предпочтительно токопроводящие элементы 104, 108, расположенные в контрольной полости.

Устройство контроля уплотнения согласно изобретению предпочтительно позволяет проверять уплотнение трубного соединения 2, образованное перед нагнетанием давления в трубную конструкцию, в отсутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении, и, следовательно, позволяет непосредственно после укладывания трубного соединения подтверждать состояние трубного соединения. Устройство контроля также является рентабельным, при условии, что оно или не требует модификации конструкции охватываемого конца и раструбного конца или не требует модификации конструкции охватываемого конца и уплотнительной прокладки.

1. Устройство (10) контроля уплотнения трубного соединения, содержащего уплотнительную прокладку (8) с уплотнительной частью (24), раструбный конец (4) с полостью (32) под уплотнительную прокладку и охватываемый конец (6), заходящий в уплотнительную прокладку (8),

при этом устройство (10) контроля содержит:

- контрольную полость (40) и

- нагнетательный канал (42), выполненный с возможностью соединения контрольной полости с нагнетательными средствами (46) или вакуумными средствами, при этом контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке, а уплотнительная часть (24) ограничивает соответствующую наружную уплотнительную поверхность (28) и соответствующую внутреннюю уплотнительную поверхность (30), причем в собранном состоянии трубного соединения соответствующая наружная уплотнительная поверхность (28) прижимается к внутренней уплотнительной поверхности (18) раструбного конца (4), и соответствующая внутренняя уплотнительная поверхность (30) прижимается к наружной уплотнительной поверхности (20) охватываемого конца (6),

отличающееся тем, что

либо контрольная полость (40) выходит на соответствующую наружную уплотнительную поверхность (28),

либо контрольная полость (40) выходит на соответствующую наружную уплотнительную поверхность (28) и соответствующую внутреннюю уплотнительную поверхность (30),

при этом нагнетательный канал (42) расположен в уплотнительной прокладке.

2. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 1, в котором контрольная полость содержит по меньшей мере одну кольцевую канавку (50, 52) или по меньшей мере одну кольцевую канавку (50, 52), проходящую по всей длине окружности уплотнительной прокладки (8) или полости (32).

3. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 1 или 2, содержащее нагнетательные средства (46) или вакуумные средства, выполненные с возможностью соединения с нагнетательным каналом (42), причем нагнетательные средства (46) содержат по меньшей мере один из следующих элементов:

- генератор давления (62),

- устройство резервирования газа под давлением;

- газогенераторное устройство (120), выполненное с возможностью генерирования газа под давлением в результате химической реакции твердых или жидких соединений, и инициирующее устройство (122), выполненное с возможностью инициирования химической реакции между указанными соединениями;

- генерирующая давление полость, наполненная газом или смесью газов, расположенная внутри уплотнительной прокладки, которая посредством сжатия уплотнительной прокладки во время раструбного соединения генерирует увеличение давления в контрольной полости, или

в котором вакуумные средства содержат вакуумный генератор или вакуумный генератор, содержащий вакуумный насос.

4. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 3, в котором

- нагнетательные средства (46) содержат генератор (62) давления, причем этот генератор давления является насосом, или нагнетательные средства (46) содержат клапан (60), соединенный с нагнетательным каналом, причем генератор давления выполнен с возможностью соединения с клапаном;

- нагнетательные средства (46) содержат устройство резервирования газа под давлением, причем это устройство резервирования газа под давлением является нагнетательной камерой, встроенной в уплотнительную прокладку и соединенную с нагнетательным каналом (42), и высвобождающее устройство или высвобождающее устройство, содержащее ударное устройство, выполненное с возможностью высвобождения газа под давлением в нагнетательный канал;

- нагнетательные средства (46) содержат устройство (120) генерирования газа и инициирующее устройство (122), причем указанное инициирующее устройство является ударником (132);

- нагнетательные средства (46) содержат генерирующую давление полость, причем газ или смесь газов содержат инертный газ,

вакуумные средства содержат вакуумный генератор или вакуумный генератор, содержащий вакуумный насос, причем вакуумные средства содержат клапан, соединенный с нагнетательным каналом, при этом вакуумный генератор выполнен с возможностью соединения с клапаном.

5. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 1 или 2, содержащее измерительное устройство (70), выполненное с возможностью считывания давления, установленного нагнетательными средствами (46) в контрольной полости (40).

6. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 5, в котором измерительное устройство (70) выполнено с возможностью проверки, выходит ли это давление за пределы заданного порогового значения или сохраняется ли оно вне заданного периода времени.

7. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 5, в котором указанное измерительное устройство содержит:

- механический датчик давления, выполненный с возможностью генерирования изменения состояния или положения механического, электрического или оптического указателя в случае, когда давление выходит за пределы заданного порогового значения или сохраняется вне заданного периода времени; или

- электрический датчик (140) давления; или

- пьезоэлектрический датчик; или

- комбинацию механического и электрического датчиков давления.

8. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 5, в котором устройство контроля уплотнения содержит устройство (72) отображения, выполненное с возможностью отображения давления, считанного измерительным устройством (70).

9. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 8, в котором устройство отображения содержит мобильный телефон, персональный цифровой ассистент (PDA) или компьютер.

10. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 9, в котором предусмотрено одно или более из следующего:

- устройство отображения выполнено с возможностью получения информации, касающейся давления, и выполнено с возможностью выдачи сообщения об уплотнении соединения,

- устройство отображения выполнено с возможностью определения географического положения трубного соединения, и

- устройство отображения связано с программным обеспечением, связанным с интернетом или другой сетью передачи данных, и выполнено с возможностью сообщения с удаленной базой данных и обеспечения дистанционного мониторинга хода работ по укладке трубопровода.

11. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 1 или 2,

- в котором нагнетательный канал (42) расположен в уплотнительной прокладке, и

- в котором нагнетательные средства (46) содержат выступ (150), имеющий соединительный канал (152), сообщающийся по текучей среде с нагнетательным каналом (42) и проходящий через выступ (150).

12. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 11, в котором выступ (150) прикреплен к крепежному выступу (22) уплотнительной прокладки.

13. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 12, в котором соединительный канал (152) сообщается по текучей среде с окружающей средой или с генератором давления.

14. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 1 или 2, содержащее дополнительные средства (100) контроля, выполненные с возможностью проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением.

15. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 14, в котором дополнительные средства (100) контроля содержат средства (104, 108, 110, 112) для обнаружения текучей среды, присутствующей в контрольной полости (40), при этом указанные средства для обнаружения расположены в контрольной полости, содержащей датчик текучей среды.

16. Устройство (10) контроля уплотнения трубного соединения по п. 1 или 2, содержащее:

- средства (100) контроля, выполненные с возможностью проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении, и

- контрольную полость (40),

при этом контрольная полость расположена в уплотнительной прокладке или в полости (32) под уплотнительную прокладку, а средства (100) контроля содержат средства (104, 108, 110, 112) для обнаружения текучей среды, присутствующей в контрольной полости (40).

17. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 16, в котором средства для обнаружения текучей среды содержат датчик текучей среды.

18. Устройство контроля уплотнения трубного соединения по п. 17, в котором датчик текучей среды содержит токопроводящие элементы (104, 108), расположенные в контрольной полости.

19. Трубное соединение (2), содержащее:

- раструбный конец (4);

- уплотнительную прокладку (8); и

- охватываемый конец (6),

отличающееся тем, что оно содержит устройство (10) контроля уплотнения по любому из пп. 1-18.

20. Способ контроля уплотнения трубного соединения, содержащего уплотнительную прокладку (8), раструбный конец (4), имеющий полость (32) под уплотнительную прокладку, и охватываемый конец (6), при этом устройство контроля является устройством по любому из пп. 1-18, причем способ содержит следующие последовательные этапы:

- образование трубного соединения посредством вставки уплотнительной прокладки в раструбный конец (4) и посредством вставки охватываемого конца (6) в уплотнительную прокладку,

- создание давления текучей среды или вакуума в контрольной полости (40) с помощью нагнетательного канала (42),

- проверка поддержания давления текучей среды под давлением в контрольной полости (40) или поддержания вакуума в контрольной полости, или

- проверка уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении, с помощью средств (100) контроля, выполненных с возможностью проверки уплотнения трубного соединения в присутствии текучей среды под давлением, циркулирующей в трубном соединении.