Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов

Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов

Реферат

Изобретение относится к конструкции эластичных оболочек и предназначено для перекрытия трубопроводов: канализационных, водопроводных, нефтегазовых, для агрессивных жидкостей и газов в случае их засорения, аварии, разрыва для последующего ремонта с целью предотвращения утечек и разлива транспортируемой по этим трубопроводам среды и может быть использовано в жилищно-коммунальной службе, в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известно устройство для перекрытия и прочистки канализационных и водопроводных трубопроводов, содержащее горообразную оболочку, жестко закрепленную на патрубке и соединенную с источником подачи рабочей среды в оболочку (см. авторское свидетельство SU №1736643, 30.05.1992).

Недостатком известного устройства являются низкие эксплуатационные качества, а также невозможность использования рабочей среды, которую подают в оболочку, например сжатого воздуха, для прочистки трубопроводов.

Известно также устройство для перекрытия и прочистки канализационных и водопроводных труб, содержащее торообразную оболочку, полость которой сообщена с источником рабочей среды через патрубок, на котором она закреплена (см. патент RU №2144853, 27.01.2000 г.).

Недостатком известного устройства является большой вес, т.к. в конструкции устройства используется достаточно много металлоконструкций, что усложняет технологию изготовления и эксплуатацию устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для герметизации и прочистки трубопроводов, содержащее два фланца с направляющими втулками и гибкую эластичную оболочку, состоящую из цилиндрической и двух торцевых частей и выполненную из резинокордного материала, причем фланцы размещены в торцевых частях оболочки и соединены с последними, а во втулки фланцев вставлен патрубок, образующий с оболочкой кольцеобразную герметичную полость, сообщенную посредством штуцера с источником подачи жидкости или сжатого газа под давлением (см. патент RU №2241171, кл. F 16 L, 55/12. 27.11.2004).

Однако данное устройство имеет сложную конструкцию. Кроме того, не исключена возможность заклинивания подвижного фланца во время раздувания гибкой эластичной оболочки и нарушения герметизации гофрированного рукава и кольцевых канавок с резиновыми кольцами, что может привести в выходу устройства из строя.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков при упрощении конструкции устройства.

Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов содержит два фланца с направляющими втулками и гибкую эластичную оболочку, состоящую из цилиндрической и двух торцевых частей и выполненную из резинокордного материала, причем фланцы размещены в торцевых частях оболочки и соединены с последними, а во втулки фланцев вставлен патрубок, образующий с оболочкой кольцеобразную герметичную полость, сообщенную посредством штуцера с источником подачи жидкости или сжатого газа под давлением, при этом патрубок посредством сварки соединен с втулками фланцев, боковые стенки каждого фланца образованы плоской поверхностью, расположенной перпендикулярно оси оболочки и конической поверхностью с углом при вершине конуса 130°-176°, причем направляющая втулка расположена со стороны плоской поверхности фланца, а толщина резинокордной оболочки, охватывающей каждый из фланцев, со стороны их плоской поверхности не менее чем в 2 раза больше толщины оболочки со стороны конической поверхности фланцев.

Устройство может быть снабжено трубкой подачи сжатого воздуха или жидкости под давлением внутрь оболочки, расположенной внутри патрубка, причем один конец трубки герметично пропущен через отверстие в патрубке во внутреннюю полостью гибкой эластичной оболочки, а второй соединен со штуцером, расположенным на патрубке вне гибкой эластичной оболочки.

В ходе исследования была разработана простая в использовании и надежная в эксплуатации конструкция устройства. Размещение фланцев в торцевых частях оболочки и выполнение фланца с конической поверхностью, угол конусности которой составляет от 130° до 176°, позволяет создать такое соединение фланца и резинокордного материала, которое позволяет использовать давление внутри оболочки для уплотнения места соединения фланца и оболочки со стороны ее внутренней поверхности. Для повышения эффекта самогерметизации толщину резинокордной оболочки, охватывающей каждый из фланцев, со стороны их плоской поверхности выполняют не менее чем в 2 раза больше толщины оболочки со стороны конической поверхности фланцев. Более толстая стенка оболочки со стороны плоской поверхности фланца позволяет повысить надежность работы устройства, поскольку именно с наружной стороны на оболочку во время работы воздействует среда, которую вымывают из трубопровода. При выполнении угла конусности менее 130° возможно соскальзование оболочки с фланца во время работы, а при выполнении фланца с углом конусности более 176° резко растут размеры фланца при одновременном снижении его жесткости, что приводит к снижению надежности работы. Сочетание выполнения фланца с описанной выше конусной поверхностью и толщиной стенки оболочки, составляющей со стороны внутренней поверхности оболочки по существу 1/3 от общей толщины стенки оболочки, позволяет обеспечить плавное обтекание фланца материалом оболочки, что позволяет максимально снизить концентрацию напряжения материала оболочки в месте соединения фланца и материала оболочки, что также направлено на повышение надежности работы устройства. Жесткое соединение патрубка с втулками фланцев посредством сварки и уплотнение патрубка относительно втулок посредством уплотнительных колец позволяет создать герметичное соединение и при этом дает возможность более быстрой и качественной, без перекосов, герметизации цилиндрической частью оболочки трубопровода, что позволяет повысить производительность работ при прочистке трубопроводов. Подача сжатого воздуха или жидкости под давлением осуществляется через трубку, расположенную внутри патрубка, один конец которой соединяется с внутренней полостью гибкой оболочки, а второй соединен со штуцером, размещенным на патрубке вне гибкой оболочки, что позволяет упростить конструкцию оболочки, которая в ходе работы устройства подвергается многократным циклическим деформациям. Конструкция устройства позволяет создавать устройства с различным диаметром патрубка по отношению к диаметру трубопровода, в котором устанавливают устройство, что позволяет создавать многофункциональные устройства для прочистки трубопроводов с различной пропускной способностью.

На чертеже представлен продольный разрез устройства для герметизации и прочистки трубопроводов.

Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов 1 содержит два фланца 2 с направляющими втулками 3 и гибкую эластичную оболочку 4, состоящую из цилиндрической 5 и двух торцевых 6 частей и выполненную из резинокордного материала. Фланцы 2 размещены в торцевых частях 6 оболочки 4 и соединены с последними. Во втулки 3 фланцев 2 вставлен патрубок 7, образующий с оболочкой 4 кольцеобразную герметичную полость 8, сообщенную посредством штуцера 9 с источником подачи жидкости или сжатого газа под давлением. Патрубок 7 посредством сварки соединен с втулками 3 фланцев 2. Боковые стенки каждого фланца 2 образованы плоской поверхностью, расположенной перпендикулярно оси оболочки 4 и конической поверхностью с углом (при вершине конуса 130°-176°, причем направляющая втулка 3 расположена со стороны плоской поверхности каждого фланца 2, а толщина резинокордной оболочки 4, охватывающей каждый из фланцев 2, со стороны их плоской поверхности не менее чем в 2 раза больше толщины оболочки 4 со стороны конической поверхности фланцев 2.

Устройство может быть снабжено трубкой 10 подачи сжатого воздуха или жидкости под давлением внутрь оболочки 4, расположенной внутри патрубка 7, причем один конец трубки 10 герметично пропущен через отверстие в патрубке 7 во внутреннюю полостью 8 гибкой эластичной оболочки 4, а второй соединен со штуцером 9, расположенным на патрубке 7 вне гибкой эластичной оболочки 4. Патрубок 7 уплотнен относительно направляющих втулок 3 посредством эластичных уплотнительных колец 11.

Работает устройство для герметизации и прочистки трубопроводов следующим образом.

Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов устанавливается в прочищаемый трубопровод 1, и через штуцер 9 по трубке 10 в полость 8 гибкой эластичной оболочки 4 подается сжатый воздух или жидкость под давлением для раздувания гибкой оболочки 4.

Гибкая оболочка 4 начинает расправляться до тех пор, пока герметично не перекроет трубопровод 1.

Затем через патрубок 7 в трубопровод 1 подается под большим давлением рабочее тело для прочистки трубопровода 1 в месте его засора, и после прочистки также через патрубок 7 отсасывается в виде жидкой смеси среда, засорившая трубопровод 1.

После прочистки трубопровода 1 через штуцер 9 сбрасывается давление в эластичной гибкой оболочке 4 и цилиндрическая часть 5 ее возвращается в исходное положение.

1. Устройство для герметизации и прочистки трубопроводов, содержащее два фланца с направляющими втулками, гибкую эластичную оболочку, состоящую из цилиндрической и двух торцевых частей и выполненную из резинокордного материала, причем фланцы размещены в торцевых частях оболочки и соединены с последними, а во втулки фланцев вставлен патрубок, образующий с оболочкой кольцеобразную герметичную полость, сообщенную посредством штуцера с источником подачи жидкости или сжатого газа под давлением, отличающееся тем, что патрубок посредством сварки соединен с втулками фланцев, боковые стенки каждого фланца образованы плоской поверхностью, расположенной перпендикулярно оси оболочки, и конической поверхностью с углом при вершине конуса 130-176°, причем направляющая втулка расположена со стороны плоской поверхности фланца, а толщина резинокордной оболочки, охватывающей каждый из фланцев, со стороны их плоской поверхности не менее чем в 2 раза больше толщины оболочки со стороны конической поверхности фланцев.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено трубкой подачи сжатого воздуха или жидкости под давлением внутрь оболочки, расположенной внутри патрубка, причем один конец трубки герметично пропущен через отверстие в патрубке во внутреннюю полость гибкой эластичной оболочки, а второй соединен со штуцером, расположенным на патрубке вне гибкой эластичной оболочки.