Способы и системы для детектирования и герметизации сухих надвижных соединений в соединительном узле трубопровода
Иллюстрации
Показать всеСоединитель для формирования соединительного узла в трубопроводной системе содержит часть стенки по существу трубчатой формы, торец и канал. Причем торец расположен между внутренней и наружной поверхностями и определяет толщину трубчатой стенки. Канал расположен вдоль внутренней или наружной поверхности и сообщается с перепускным каналом. При этом канал имеет первую конфигурацию, позволяющую проходить текучей среде между внутренней частью трубопроводной системы и наружной поверхностью трубопроводной системы, и вторую конфигурацию. При второй конфигурации предотвращается прохождение текучей среды между внутренней частью трубопроводной системы и наружной поверхностью трубопроводной системы. Дополнительно канал выполнен с возможностью преобразования из первой конфигурации во вторую конфигурацию при наличии достаточного количества материала. Площадь поперечного сечения канала на торце составляет значение в диапазоне приблизительно от 0,0002 до 0,1 дюйм2. Технический результат - повышение надежности трубопроводной системы. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил., 19 табл.
Реферат
Область техники
Настоящее изобретение относится к способам и системам проверки и обеспечения целостности (герметичности) трубопроводных систем, в соединительных узлах которых применяется герметизирующий материал с целью создания герметичных соединений или подключений. Более конкретно, представлены способы и системы для детектирования такого соединительного узла в системе, в котором отсутствует герметизирующий материал (так называемого сухого надвижного соединения) или такого соединительного узла в системе, в котором имеется недостаточное количество герметизирующего материала, каждый из которых представляет собой соединительный узел с ненадлежащей герметичностью. Кроме того, представленные здесь способы и системы предоставляют средства для идентификации местонахождения недостаточно герметичного соединительного узла. Представлены продукты, предназначенные для формирования соединительных узлов; эти продукты также формируют различимый канал утечки в недостаточно герметичном соединительном узле, через который текучая среда может проходить от внутренней полости соединительного узла наружу, и наоборот.
Уровень техники
Существует большое разнообразие применений систем трубопроводов, первостепенное значение для их эксплуатации и обслуживания которых имеет обеспечение герметичности различных соединений и подключений труб. В некоторых трубопроводных системах при создании соединений гнездового типа между элементами трубопровода применяется химическая сварка. В соединениях гнездового типа вследствие жестких допусков размеров соединяемых элементов существует тенденция образования тугой посадки или «сухого соединения» между контактирующими поверхностями. Для создания постоянного герметичного соединительного узла, не допускающего утечки жидкости или газа, на контактирующие компоненты наносится герметизирующий материал или цементирующий раствор, что обеспечивает герметичность их соединения за счет, например, химической сварки, смешивания материалов, сцепления или другой взаимосвязи. Если герметизирующий материал не будет нанесен или, по меньшей мере, будет нанесено недостаточное количество его, то это может привести к образованию сухих соединений в соединительных узлах или подключениях трубопроводной системы, которые будут подвержены утечкам. Однако образовавшееся сухое соединение между контактирующими поверхностями элементов трубопровода может маскировать ненадлежащую герметичность соединения, в результате чего такой узел сможет, по меньшей мере, временно удерживать давление жидкости или газа. Это может создать проблему, поскольку вследствие скачков давления, с течением времени и/или под воздействием вибрации такие сухие соединения или соединения с недостаточным количеством герметика (частично герметичные) могут выйти из строя.
Даже мелкие течи из соединительных узлов с ненадлежащей герметичностью могут причинить ущерб окружающей среде или имуществу. Например, в системе пожаротушения, в частности, в системе пожаротушения для жилых помещений соединительные узлы формируются путем гнездовых соединений с химической сваркой таких элементов трубопровода, как, например, конец трубы, вставляемый в соответствующее гнездо соединителя, причем и конец трубы, и гнездо изготовлены из пластмассы, например, из постхлорированного поливинилхпорида (ХПХВ). Если в такой системе осталось незамеченным сухое/частично герметичное соединение, и систему пустили в эксплуатацию, то результатом в случае выхода из строя такого сухого/частично герметичного соединения может стать ущерб для имущества и, в частности, для имущества жильцов.
В существующей практике поставщик трубопровода для пожаротушения или тот, кто выполняет его установку, сначала осуществляет сборку элементов трубопровода для проверки наличия сухого/частично герметичного соединения, затем разбирает такое соединение, наносит герметик на наружную поверхность трубы и на внутреннюю поверхность гнезда, вновь соединяет элементы и дает возможность герметику схватиться. В системе, предназначенной для жилого помещения площадью 1000 квадратных футов, могут присутствовать 75-100 соединений гнездового типа, каждое из которых требует нанесения герметизирующего материала. Вследствие большого количества присутствующих фитингов и/или ошибок персонала в некоторых соединениях может не оказаться герметика или, по меньшей мере, недостаточное его количество. Поэтому желательно до пуска трубопроводной системы в эксплуатацию провести тестирование системы на утечку или статическое давление жидкости или газа. Если система удерживает требуемое давление, то такую систему пускают в эксплуатацию, и строительство данного жилого помещения считается завершенным. Однако, как уже отмечалось выше, даже в отсутствие герметизирующего материала или при недостаточном его количестве в соединительном узле, такой соединительный узел может пройти тестирование на утечку благодаря сухому/частично герметичному соединению между элементами трубопровода, которое может дать ложный результат положительного прохождения тестирования на утечку.
Более того, пневматическое или гидростатическое испытание трубопроводного соединения может представлять угрозу для персонала, выполняющего установку, или другого подключающего персонала. В некоторых случаях сухое соединение может быть способным удерживать жидкость или газ, в результате чего в сегменте трубопроводной системы, расположенном вокруг такого соединительного узла, может нарастать давление. В процессе пневматического или гидростатического испытания давление может достичь порогового значения для данного сухого соединения, и этот соединительный узел выйдет из строя. Резкое снижение внутреннего давления и его потенциальная энергия могут быть достаточными для того, чтобы оторвать от конца трубы, например, заглушку или другой сегмент трубы, превращая трубный фитинг в летящий снаряд, способный привести к повреждению имущества и/или нанесению травм персоналу.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение представляет способы и системы для сборки, конструирования и испытания трубопроводных систем, включающих в себя соединительный узел или сборные блоки, которые могут определять недостаточную герметичность. Предпочтительно, конфигурация такого соединительного узла предназначена для трубопроводных систем, применяющих для создания герметичных соединений фитинги гнездового типа с текучим герметизирующим материалом. В частности, предпочтительный соединительный узел не способен удерживать давление жидкости или газа в случае ненадлежащей герметичности этого сборного соединения. В частности, предпочтительный соединительный узел не способен удерживать давление жидкости или газа в случае надетого соединения или частичного уплотнения. Более конкретно, в состав такого сборного соединения входит предпочтительный соединитель, т.е. трубный фитинг, концевой фитинг или модифицированная поверхность трубы, предназначенный для соединения трубопроводных сегментов и имеющий в своей конструкции канал для формирования пути утечки совместно с поверхностью сегмента трубы в случае ненадлежащей герметичности данного сборного соединения. Жидкость сможет выходить через этот канал, информируя персонал, занимающийся установкой, поставщика, владельца или оператора (объединенных под общим названием «обслуживающий персонал») о ненадлежащей герметичности, а в особенности, об отсутствии герметизирующего материала, обеспечивающего надлежащую герметичность данного соединительного узла. Соответственно, здесь описаны способы и системы для обнаружения и герметизации сухих соединений в трубопроводных системах. Более того, разработанные изобретателями соединители предотвращают накапливание давления текучей среды вблизи узла с сухим соединением, в котором отсутствует герметизирующий материал или имеется недостаточное его количество. Не имея возможности удерживать давление текучей среды, сухое соединение или частично герметичное соединение не может и накапливать потенциальную энергию, а следовательно, и не обладает потенциалом для нанесения вред окружающей среде или персоналу.
В одном предпочтительном выполнении настоящего изобретения представлен способ для обнаружения утечки в узле трубопровода. Этот способ включает в себя установку, по меньшей мере, одного фитинга, имеющего канал, образующий путь утечки, пневматическое испытание, а затем - гидравлическое испытание узла. Способ обеспечивает проверку целостности трубопроводной системы пожаротушения, содержащей множество соединителей. Этот способ включает в себя создание давления в трубопроводной системе, обнаружение утечки в этой трубопроводной системе, причем обнаружение утечки включает в себя вытекание текучей среды из, по меньшей мере, одного канала в соединителе, герметизацию этого, по меньшей мере, одного канала, а также повторную проверку системы на наличие утечки. Процедура вытекания текучей среды включает в себя размещение, по меньшей мере, одного соединителя на, по меньшей мере, одном сегменте трубы, включая такое размещение вышеупомянутого, по меньшей мере, одного канала, чтобы он сообщался с центральным перепускным каналом этого, по меньшей мере, одного сегмента трубопровода. Размещение канала в положение сообщения с центральным перепускным каналом также определяет глубину, ширину и длину этого, по меньшей мере, одного канала вдоль внутренней поверхности соединителя. Предпочтительно, обнаружение утечки включает в себя мониторинг падения давления в системе, а также идентификацию того, по меньшей мере, одного соединителя, из которого происходит вытекание текучей среды. Часть предпочтительного способа включает в себя нанесение герметика на соединитель и на поверхность сегмента трубы, а также трансформацию канала таким образом, чтобы создать герметичное уплотнение вокруг данного сегмента трубы.
Предлагается способ испытания на наличие утечки трубопроводной системы, содержащей, по меньшей мере, один соединительный узел, включающий в себя трубный фитинг с сегментом трубы, вставленным в этот фитинг. Способ включает в себя определение пути утечки между фитингом и трубой, подачу текучей среды в систему, а также обнаружение вытекания текучей среды из пути утечки. Соответственно, способ обнаружения утечки в трубопроводе предпочтительно включает в себя подключение к трубному сегменту, по меньшей мере, одного соединителя для формирования сборного соединения. В конструкции соединителя имеется канал, определяющий путь утечки. Далее способ включает в себя пропускание текучей среды через канал так, чтобы обнаружить утечку между, по меньшей мере, одним фитингом и сегментом трубы. В более предпочтительном варианте способ предоставляет пневматическое испытание соединения давлением, а также испытание соединения гидростатическим давлением или, в альтернативном варианте, способ может состоять из одного пневматического или гидростатического испытания давлением. Обнаружение вытекания текучей среды при наличии пути утечки включает в себя обнаружение падения давления в системе за предпочтительный период времени, например, в течение двух минут после начала испытания давлением. Пневматическое испытание включает в себя подачу воздуха в систему до достижения начального значения давления 10 фунтов на квадратный дюйм, обнаружение падения давления в системе через путь утечки. Начальная минимальная скорость падения давления составляет приблизительно 0,5 фунтов на квадратный дюйм в минуту. При испытании гидравлическим давлением с начальным давлением 10 фунтов на квадратный дюйм гидравлическое испытание включает в себя обнаружение падения давления минимум 0,5 фунтов на квадратный дюйм/2 мин по всем моделируемым помещениям.
Для осуществления обнаружения утечки предлагается предпочтительный соединитель для создания соединительного узла в трубопроводной системе пожаротушения, этот соединитель включает в себя стенку практически трубчатой формы, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующую перепускной канал, располагающийся вдоль оси. Кроме того, соединитель имеет торец, расположенный между внутренней и наружной поверхностями и определяющий толщину трубчатой стенки соединителя. Вдоль внутренней или наружной поверхности располагается канал, сообщающийся с перепускным каналом. Этот канал имеет первую конфигурацию для прохождения текучей среды между внутренней полостью трубопроводной системы и наружной поверхностью трубопроводной системы. Этот канал также имеет вторую конфигурацию, не допускающую прохождения текучей среды между внутренней и наружной поверхностями трубопроводной системы. Кроме того, канал можно трансформировать из первой конфигурации во вторую конфигурацию при наличии минимального количества герметизирующего материала. Если начальное давление воздуха в системе составляет 10 фунтов на квадратный дюйм, то канал в первой своей конфигурации позволяет получить падение давления в системе с предпочтительной начальной минимальной скоростью приблизительно 0,5 фунтов на квадратный дюйм в минуту. В случае испытания гидравлическим давлением 10 фунтов на квадратный дюйм предпочтительные конфигурации канала обеспечивают падение давления с начальной минимальной скоростью измерения давления 0,5 фунтов на квадратный дюйм/2 мин.
Далее предлагается соединитель, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующую центральный перепускной канал вдоль продольной оси. С внутренней поверхностью связан кольцеобразный выступ, вытянутый радиально внутрь по направлению к продольной оси. Этот выступ содержит пару боковых стенок, которые ограничивают аксиально-расположенный канал, сообщающийся с центральным перепускным каналом. В предпочтительном варианте этот канал является перестраиваемым, позволяя получать герметичное уплотнение вокруг трубного сегмента. Пара боковых стенок определяет глубину канала, проходящего в направлении вдоль продольной оси. В предпочтительном варианте максимальное значение глубины канал имеет в районе выступа, а соединитель также имеет первый торец и второй торец. Внутренняя поверхность также включает соединяющую поверхность, связывающую пару боковых стенок, эта соединяющая поверхность имеет существенно закругленную форму по отношению к внутренней поверхности канала. В одном исполнении канал может располагаться по спирали вдоль продольной оси. В другом исполнении канал включает в себя часть, конфигурация которой представляет собой сквозное отверстие, проходящее от внутренней поверхности и наружной поверхности и сообщающееся с остальной частью канала. В альтернативном варианте весь канал может быть образован сквозным отверстием, проходящим от внутренней поверхности до наружной поверхности практически перпендикулярно к оси соединителя. Еще в одном исполнении соединитель также содержит выступ, расположенный вдоль наружной поверхности таким образом, чтобы определять постоянную толщину стенки между внутренней поверхностью и наружной поверхностью.
Изобретение предлагает способ проверки герметичности трубопроводной системы пожаротушения, включающей множество соединительных узлов, содержащих, по меньшей мере, один соединитель с каналом, характеризующийся тем, что в трубопроводной системе создают давление и определяют наличие пути утечки между внутренней частью и наружной поверхностью трубопроводной системы в виде, по меньшей мере, одного канала.
Другой способ проверки герметичности трубопроводной системы пожаротушения с множеством соединительных узлов, содержащих, по меньшей мере, по одному соединителю с каналом, включает подачу в трубопроводную систему воды при первоначальном давлении, по меньшей мере, 10 фунтов на квадратный дюйм; и определение наличия пути утечки между внутренней частью и наружной поверхностью трубопроводной системы в виде, по меньшей мере, одного канала, при этом процедура определения включает в себя обнаружение минимальной начальной скорости изменения давления величиной 0,5 фунтов на квадратный дюйм в минуту в течение двух минут после подачи первоначального давления в систему.
Изобретение предлагает способ проверки наличия утечки в трубопроводной системе, содержащей, по меньшей мере, один соединительный узел, включающий трубный фитинг, в который вставлен сегмент трубы. Способ характеризуется тем, что определяют пути утечки между трубным фитингом и элементом трубы; подают в систему текучую среду; и обнаруживают вытекание текучей среды из канала.
Изобретение предлагает способ обнаружения утечки в трубопроводе, характеризующийся тем, что обеспечивают, по меньшей мере, один соединитель, прикрепленный к сегменту трубы, с образованием узла; при этом, по меньшей мере, один фитинг имеет канал для определения пути утечки; и пропускают текучую среду через канал таким образом, чтобы обнаружить утечки между, по меньшей мере, одним фитингом и сегментом трубы.
Изобретение также предлагает способ обнаружения утечки в системе пожаротушения, характеризующийся тем, что обеспечивают систему, по меньшей мере, одним соединителем, соединенным с сегментом трубы, для формирования узла, при этом, по меньшей мере, один фитинг имеет канал для определения пути утечки; испытывают узел давлением, величина которого входит в первый диапазон значений давления; и испытывают узел давлением, величина которого входит во второй диапазон значений, отличный от первого диапазона давлений.
Изобретение предлагает способ обнаружения утечки в трубном узле, характеризующийся тем, что направляют поток текучей среды из внутреннего прохода элемента трубопровода в окружающую среду вблизи указанного элемента трубопровода через заранее образованный вспомогательный канал, по меньшей мере, частично ограниченный указанным элементом трубопровода.
Изобретение также предлагает способ обнаружения потенциальной утечки в узле трубопровода, характеризующийся тем, что наносят материал на поверхность соединительного узла трубопровода вблизи канала в указанном узле трубопровода; и обеспечивают взаимодействие материала с текучей средой, содержащейся в канале, для обнаружения утечки.
Изобретение предлагает соединитель, содержащий наружную и внутреннюю поверхности, ограничивающие центральный перепускной канал вдоль продольной оси; и кольцевой выступ, соприкасающийся с внутренней поверхностью и выступающий радиально внутрь по направлению к продольной оси, при этом выступ включает в себя пару боковых стенок, ограничивающих аксиально-расположенный канал, сообщающийся с центральным перепускным каналом и который выполнен с возможностью видоизменения для ограничения герметичного уплотнения вокруг сегмента.
Изобретение предлагает соединитель труб, содержащий наружную поверхность и внутреннюю поверхность, ограничивающие центральный перепускной канал вдоль продольной оси; и концевую часть, включающую торец, по существу ортогональный к продольной оси, и канал, проходящий радиально от внутренней поверхности и сообщающийся с центральным перепускным каналом, и, кроме того, канал аксиально проходит от торца таким образом, чтобы ограничивать путь утечки из центрального перепускного канала к торцу, причем наружная и внутренняя поверхности определяют стенку минимальной толщины, составляющую, по меньшей мере, восемьдесят пять процентов от максимальной толщины стенки между наружной и внутренней поверхностями.
Предложен также способ выполнения соединительного узла в трубопроводной системе, характеризующийся тем, что выполняют вблизи муфты канал, сообщающийся с центральным перепускным каналом муфты и с окружающей средой снаружи вблизи муфты; наносят герметизирующий материал на соприкасающиеся поверхности муфты и трубы; прекращают связь, обеспечиваемую каналом, таким образом, чтобы устранить сообщение внутреннего перепускного канала с окружающей средой через канал.
Изобретение предлагает трубный узел, трубный фитинг и несколько вариантов трубопроводной системы.
Трубный узел содержит наружную поверхность и внутреннюю поверхность, ограничивающие центральный перепускной канал вдоль продольной оси, и концевую часть, включающую торец, практически ортогональный к продольной оси, и канал, проходящий радиально от внутренней поверхности, причем канал сообщается с центральным перепускным каналом и проходит аксиально от торца таким образом, чтобы ограничивать путь утечки от центрального перепускного канала до торца.
Трубный фитинг для соединения первого сегмента трубы со вторым сегментом трубы содержит первую концевую часть для соединения с первым сегментом трубы и вторую концевую часть для соединения со вторым сегментом трубы; наружную и внутреннюю поверхности, расположенные между первой и второй концевой частью и второй концевой частью, причем внутренняя поверхность ограничивает центральный перепускной канал, а также канал, сообщающийся с центральным перепускным каналом.
Трубопроводная система, включающая сеть труб, и выполненная с возможностью обнаруживать утечку в системе, содержит первый сегмент трубы и второй сегмент трубы, соединенный с первым сегментом трубы, при этом первый сегмент трубы имеет концевую часть, включающую торец, наружную поверхность и внутреннюю поверхность, ограничивающую камеру; второй сегмент трубы имеет концевую часть, включая наружную поверхность, определяющую наружный диаметр, при этом концевая часть второго сегмента трубы вставлена в камеру таким образом, чтобы сформировать тугую посадку с внутренней поверхностью концевой части первого сегмента трубы; и канал, сформированный вдоль внутренней поверхности концевой части первого сегмента трубы, выступающий радиально от внутренней поверхности и проходящий аксиально от торца, причем канал сообщается с наружной поверхностью второго сегмента.
Другой вариант трубопроводной системы содержит, по меньшей мере, один сегмент трубы и соединитель, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность определяет гнездо, проходящее вдоль продольной оси, которое размещается вокруг указанного, по меньшей мере, одного сегмента, внутренняя поверхность содержит средство, предотвращающее создание герметичного соединения между соединителем и, по меньшей мере, одним сегментом трубы в отсутствие минимального количества герметизирующего материала, достаточного для преобразования этого средства таким образом, чтобы внутренняя поверхность образовала герметичное соединение около, по меньшей мере, одного сегмента трубы.
Следующий вариант трубопроводной системы содержит, по меньшей мере, один сегмент трубы; и соединитель, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность определяет гнездо, вытянутое вдоль оси и расположенное вокруг, по меньшей мере, одного сегмента трубы, внутренняя поверхность включает средство, предотвращающее создание герметичного соединения между соединителем и, по меньшей мере, одним сегментом трубы в отсутствие минимального количества герметизирующего материала, достаточного для деформирования указанного средства таким образом, чтобы внутренняя поверхность образовала герметичное уплотнение вокруг, по меньшей мере, одного сегмента трубы.
Еще один вариант трубопроводной системы относится к трубопроводной системе с начальным давлением воздуха не менее 10 фунтов на квадратный дюйм. Система содержит, по меньшей мере, один сегмент трубы и соединитель, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность определяет гнездо, вытянутое вдоль оси и расположенное вокруг, по меньшей мере, одного сегмента, и внутренняя поверхность включает средство для стравливания давления из системы при отсутствии минимального количества герметизирующего материала таким образом, что снижение давления осуществляется с минимальной начальной скоростью 0,5 фунтов на квадратный дюйм/мин, при этом указанного минимального количества материала достаточно для деформации указанного средства таким образом, чтобы внутренняя поверхность образовала герметичное уплотнение вокруг указанного, по меньшей мере, одного сегмента трубы.
Изобретение предлагает также узел трубопровода, содержащий муфту со стенкой и, по меньшей мере, одной концевой частью, причем стенка ограничивает внутренний перепускной канал, сообщающийся с отверстием, по меньшей мере, одной концевой части; и по меньшей мере, одну трубу, один конец которой расположен в указанном внутреннем перепускном канале, а внутренняя часть трубы сообщается с внутренним перепускным каналом, при этом муфта и, по меньшей мере, одна труба имеет соприкасающиеся друг с другом поверхности, которые образуют герметичное соединение между муфтой и указанной, по меньшей мере, одной трубой, причем, по меньшей мере, одна из соприкасающихся поверхностей ограничивает канал, сообщающийся с внутренним перепускным каналом и с окружающей средой вблизи муфты, причем канал перекрывается при нанесении герметизирующего материала на соприкасающиеся поверхности в количестве, достаточном для того, чтобы разомкнуть сообщение, осуществляемое посредством указанного вспомогательного канала.
Краткое описание чертежей
Прилагающиеся чертежи, включенные в настоящее описание и составляющие его часть, иллюстрируют примеры исполнений настоящего изобретения и, совместно с вышеизложенным общим описанием и нижеизложенным подробным описанием, служат для объяснения особенностей изобретения.
Фиг.1 представляет собой схему системы пожаротушения для жилого помещения.
Фиг.2 представляет собой блок-схему алгоритма способа испытания герметичности трубопроводной системы, показанной на фиг.1.
Фиг.3 и 3А представляют собой изображения соединительного узла для применения в системе, показанной на фиг.1.
Фиг.3В - вид в разрезе соединительного узла, показанного на фиг.3В.
Фиг.4 - вид в разрезе предпочтительного соединителя, применяемого в соединительном узле, показанном на фиг.3А и 3В.
Фиг.4А - вид с торца соединителя, показанного на фиг.4
Фиг.4В - увеличенное изображение детали, показанной на фиг.4А.
Фиг.4С - вид в разрезе соединителя, показанного на фиг.4.
Фиг.4D - вид с торца соединителя с каналом, а
фиг.4Е - детальное изображение соединителя с каналом.
Фиг.5 - схематичное изображение тестовой сборки для испытания соединителя.
Фиг.5А-D - графики, демонстрирующие характеристики различных смоделированных систем, включающих в себя соединитель.
Фиг.5Е - график, демонстрирующий сравнение реальных тестовых сборок и смоделированной сборки для соединителя.
Фиг.6А-6С - еще один иллюстративный вариант исполнения соединителя с каналом, предназначенного для применения в соединительном узле, показанном на фиг.3А-3В.
Фиг.7А-12В - различные виды альтернативных исполнений соединителя, сконфигурированного в виде фитинга с каналом.
Фиг.13-15 - различные виды альтернативных исполнений соединителя, сконфигурированного как составляющий одно целое с сегментом трубы концевой трубный фитинг с каналом.
Фиг.16А-17 - различные виды альтернативных вариантов исполнения соединителя, сконфигурированного в виде сегмента трубы с каналом.
Варианты осуществления изобретения
На фиг.1 показан иллюстративный вариант исполнения предпочтительной трубопроводной системы 10, предназначенной для транспортировки газа, жидкости или их комбинации. А именно, показана предпочтительная трубопроводная сеть 10 для системы пожаротушения. Систему 10 в предпочтительном варианте формируют сегменты труб, изготовленные из постхлорированного поливинилхлорида (ХПВХ), и фитинги, примером могут служить трубопроводные системы Тусо Fire & Building Products TFP Blazemaster®, показанные и описанные в "Blazemaster®: Installation Instructions & Technical Handbook" («Инструкции по установке и техническое описание») (Rev. 0 Jan. 2005) (Addendum #1/IH-1900 (Oct. 2005)), каждая из которых включена полностью путем ссылки. Система 10 включает в себя сеть трубопроводных элементов, которые могут представлять собой любой элемент из следующих: магистральные линии 12, линии ответвления 14, штифты, спуски, подъемы 16, трубные ниппели 18, клапаны 20, спринклеры и/или сопла 22, а также аварийные устройства. Для соединения и взаимосвязи различных элементов трубопроводов система 10 в предпочтительном варианте содержит один или несколько соединительных узлов или сборных соединений 100, сформированных путем соединения между сегментом трубы и соединителем. Соединитель может представлять собой любой из следующих элементов: трубных фитингов, концевых трубных фитингов или модифицированную поверхность трубы для соединения сегментов труб. Предпочтительно система 10 используется в качестве «мокрой» спринклерной системы для пожаротушения жилых помещений, где автоматические спринклеры 22 подключены к трубопроводной системе 10, в которой содержится вода и которая подключена к системе подачи воды таким образом, что поток воды выпускается из спринклеров немедленно после их срабатывания от тепла, выделяемого в случае пожара. В альтернативном варианте система 10 может быть сконфигурирована как «сухая» спринклерная система пожаротушения жилого помещения, где автоматические спринклеры 22 подключены к трубопроводной системе 10, в которой содержится воздух или другой газ под давлением, который вытесняется водой в случае активации регулирующего клапана, подключенного к системе подачи воды. Такая «сухая» система пожаротушения жилых помещений показана и описана в абзацах от [0024] по [0029] и на фиг.1-2 документа US 2006/0021765, включенного полностью путем ссылки. Еще в одном альтернативном варианте предпочтительная система 10 может представлять собой трубопроводную систему любого типа, в предпочтительном случае имеющую пластмассовые компоненты. Альтернативные трубопроводные системы, имеющие пластмассовые фитинги и компоненты могут представлять собой вентиляционные системы, дренажные системы, бассейны и СПА, оросительные системы, химические системы, а также водопроводные системы, в соединительных узлах которых применяется тугая посадка в комбинации с текучим герметизирующим материалом для получения герметичного соединения, не допускающего протечки текучей среды.
Предпочтительная сборка системы 10 включает в себя соединение двух или нескольких трубопроводных элементов в соединительном узле 100 при помощи соединителя гнездового типа с текучим герметизирующим материалом, проверку герметичности системы и пуск системы в эксплуатацию. На фиг.2 показан предпочтительный способ сборки трубопроводной системы и проверки целостности (герметичности) системы 10. В предпочтительном варианте процесс сборки каждого соединительного узла гнездового типа 100 системы 10 включает в себя процедуру соединения сегмента трубы с соединителем, проверку наличия сухого соединения между ними, разборку этого соединения, нанесение герметизирующего материала на наружную поверхность сегмента трубы и на внутреннюю поверхность соединителя, повторное соединение этих элементов и выдержку соединения в течение времени, необходимого для схватывания герметика.
Кроме того, предпочтительный способ включает в себя проверку герметичности системы путем обнаружения утечки. Предпочтительно, в системе 10 создается избыточное давление, однако, в альтернативном варианте в системе 10 может создаваться частичный вакуум. Способ обнаружения утечки может представлять собой способ непосредственного обнаружения утечки путем, например, наблюдения за утечкой из одного или нескольких соединительных узлов 100 после подачи давления в систему 10. В альтернативном варианте или в качестве дополнения способ обнаружения утечки может включать в себя косвенный способ обнаружения утечки путем наблюдения за одним или несколькими манометрами, подключенными к системе 10 с целью обнаружения потери давления в системе. В случае обнаружения утечки в предпочтительном способе сборки системы предусмотрена процедура устранения утечки и герметизации соединения, а также повторной проверки герметичности системы 10. Если утечка не обнаружена, то систему можно начинать эксплуатировать.
Предпочтительный соединитель обеспечивает средство для обнаружения утечки в трубопроводной системе 10, применимое в предпочтительном способе сборки. Более конкретно, такой предпочтительный соединитель при отсутствии надлежащей герметичности и при наличии повышенного давления в системе направляет поток текучей среды из центрального перепускного канала трубопровода в окружающую данный соединительный узел среду через путь утечки, по меньшей мере, частично определяемый соединителем, а в целом сформированный взаимным расположением соединителя и сегментов трубы. При наличии частичного вакуума и при отсутствии должной герметичности предпочтительный соединитель продолжает всасывать внешнюю среду через канал. Предпочтительная конфигурация пути утечки не позволяет трубопроводной системе 10 удерживать давление при отсутствии надлежащей герметичности. Обслуживающий персонал, обнаруживший, что система не в состоянии поддерживать статическое давление, получает, таким образом, сигнал о том, что соединительные узлы, возможно, не достаточно герметичны. Недостаточно герметичным соединительным узлом может быть такой соединительный узел, в котором отсутствует герметизирующий материал или нанесено недостаточное его количество.
После сборки трубопроводной системы 10 с применением предпочтительных соединителей обслуживающий персонал проверяет герметичность системы 10, определяя, не создан ли путь утечки, по которому текучая среда может проходить между внутренней полостью системы и наружной средой. В частности, рекомендуется, чтобы обслуживающий персонал выполнял поэтапное испытание системы давлением. На первом этапе трубопроводная система 10 испытывается пневматическим давлением в диапазоне значений, например, в предпочтительном варианте, приблизительно от 1 фунта на квадратный дюйм до 15 фунтов на квадратный дюйм, а наиболее предпочтительно - давлением приблизительно 15 фунтов на квадратный дюйм. Система 10 проверяется на наличие утечки сжатого воздуха или газа из рекомендованных соединителей при помощи средств прямого или косвенного визуального обнаружения, звукового обнаружения или на ощупь. После этого обслуживающий персонал может надлежащим образом выполнить герметизацию всех обнаруженных недостаточно герметичных соединительных узлов 100, после чего обслуживающий персонал может выполнить повторное пневматическое испытание системы давлением в предпочтительном диапазоне, в предпочтительном варианте приблизительно от 1 фунта на квадратный дюйм до 15 фунтов на квадратный дюйм, а наиболее предпочтительно - давлением приблизительно 15 фунтов на квадратный дюйм, для того, чтобы убедиться, что достигнута надлежащая герметичность.
Второй этап испытания давлением в предпочтительном варианте включает в себя гидравлическое испытание, а более предпочтительно - гидростатическое испытание системы 10 при предпочтительном давлении приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм. Более предпочтительно, чтобы на втором этапе испытания давлением производилось гидравлическое испытание при значениях тестирующего гидростатического давления, определенных в стандарте национальной ассоциации по защите от пожаров (НАЗП) Standard NFPA-13, в главе 24 (2007), озаглавленной «Стандарты установки спринклерных систем: получение разрешения на эксплуатацию систем», включенном полностью путем ссылки.
После достижения требуемого значения гидростатического тестирующего давления в системе данную систему можно проверять на наличие вытекания жидкости из предпочтительных соединителей при помощи прямых и/или косвенных средств визуального, звукового обнаружения и на ощупь. Обслуживающий персонал может заново надлежащим образом выполнить герметизацию всех недостаточно герметичных соединительных узлов, обнаруженных в ходе второго этапа испытания давлением, а затем снова