Изобретение относится к способам установки тела в трубопроводе, содержащем текучую среду, а также к устройствам для установки тела в трубопроводе, содержащим текучую среду, состоящим из установочного блока, предназначенного для размещения в положение, в которое требуется установить указанное тело, при этом указанный установочный блок выполнен так, чтобы герметизировать некоторую площадь поверхности указанного трубопровода с текучей средой, и установочный блок содержит канал, который может быть перекрыт и который направлен к указанной площади поверхности.
Когда требуется выполнить работу в трубопроводе с текучей средой, например для подсоединения нового устройства, установки вентиля и т.д. систему в обычном случае опорожняют до требуемой степени, что представляет собой операцию, требующую много времени. После этой операции необходимо добавлять в систему новую текучую среду, что во многих случаях является неблагоприятным из-за возросшей опасности коррозии. Например, с целью подсоединения отводных трубопроводов без опорожнения трубопроводной системы, известно, что может быть выполнен разделенный Т-образный участок, который может быть соединен с трубопроводом под давлением, и, когда установка закончена, взрывной заряд приводится в действие с путем взрыва в специальном положении, в результате чего в трубе образуется отверстие внутри Т-образного участка. Это устройство таким образом не обеспечивает возможности блокирования существующей трубы и таким образом пригодно только когда подсоединен ответвляющий трубопровод. Кроме того, не имеется какого-либо простого и быстрого способа для прерывания подачи текучей среды, когда происходит утечка в трубопроводной системе.
Целью изобретения является обеспечение возможности выполнения работы внутри известной установки без необходимости опорожнения трубопроводящей системы от текучей среды под давлением.
Это достигается с помощью способа, который отличается этапами установки установочного блока на трубопровод в том месте, в котором требуется установить указанное тело, посредством чего создается уплотнение по отношению к окружающей среде вокруг площади, на которой должно быть выполнено отверстие на поверхности трубопровода, введения устройства для проделывания отверстия в установочный блок через канал, который сохраняется герметичным относительно окружающей среды, проделывания в трубопроводе в указанной площади с поддержанием герметичности относительно окружающей среды, введения тела через герметичный канал и проделанное отверстие так, что тело устанавливается в трубопровод.
Поставленная цель также достигается с помощью устройства, которое отличается тем, что блокирующее устройство включает средство для выполнения отверстия в указанном трубопроводе в указанной герметизированной площади. Указанное устройство содержит способное к расширению тело, пригодное для введения сквозь проделанное отверстие и для установки в указанном трубопроводе в соединении с герметизированной площадью, а указанный канал содержит средство для уплотнения практически герметично относительно введенного устройства для проделывания отверстий и для предупреждения утечки текучей среды в окружающее пространство.
На фиг. 1 изображен установочный блок, заключенный в блокировочном устройстве; на фиг. 2 альтернативный вариант выполнения установочного блока, смонтированного на трубе, вид сбоку; на фиг. 3 поперечное сечение части установочного блока, показанного на фиг. 2; на фиг. 4-7 части, которые включены в блокировочное устройство; на фиг. 8 вид с торца установочного блока; на фиг. 9 продольное сечение установочного блока на этапе, когда в трубе выполняются отверстия; на фиг. 10 продольное сечение варианта выполнения блокировочного устройства во время блокирования; на фиг. 11 продольное сечение установочного устройства на фиг. 10 на этапе установки вентиля; на фиг. 12-16 иллюстрация примеров различных случаев применения, когда выполняется работа внутри на трубной установке; на фиг. 17 проиллюстрирован пример установки детектора в трубопроводе, содержащем текучую среду.
На фиг. 1-8 показаны части, содержащиеся в блокировочном устройстве, и их сборка. Блокировочное устройство состоит из установочного блока 1, который выполнен из двух установочных половин 2, 3, которые вместе предназначены для захватывания трубы 4, которая содержит в себе текучую среду под давлением, например воду или какой-либо иной сжиженный газ. Обе половины 2, 3 установки образуют блок, который является в основном цилиндрическим, и имеют фланцы 4, 5, 6, 7 для соединений, таких как винтовые соединения. В показанном примере четыре винта 8 предназначены для введения через отверстия в одном фланце 4 и для завинчивания в резьбовые отверстия в другом фланце 6. Обе установочные половины предназначены для герметизации относительно цилиндрической поверхности 9 трубы и поэтому имеют вогнутые внутрь внутренние поверхности 10, имеющие форму цилиндрической оболочки, и предназначены для образования в общем цилиндрического отверстия и для уплотнения относительно трубы. Данное отверстие проходит сквозь весь установочный блок 1 и имеет два круглых отверстия, через которые труба 4 может проходить сквозь данное расточенное отверстие. Уплотнение 11 предусмотрено для обеспечения удовлетворительной герметизации и размещено между частью цилиндрической внутренней поверхности 10 и одной установочной половиной 2 и трубой 4. Напротив уплотнения 11 находится соединительная деталь 12, форма которой лучше видна на фиг. 1. Эта соединительная деталь имеет прямой канал 13, который является, например, перпендикулярным к трубе 4, при этом данный канал в отверстии 14 ведет внутрь цилиндрической поверхности 10 одной установочной половины 2. Канал 13 имеет круглое поперечное сечение и наружный конец, который имеет отверстие 15, выполненное так, чтобы закрываться заглушкой, уплотняющей крышки 16, которая предназначена для навинчивания вокруг наружного конца соединительной детали 12. Один конец установочного блока предпочтительно выполнен с переходником для непосредственного соединения с трубными муфтами, клапанами или аналогичными элементами, (см. фиг. 1). В этом примере установочные половины 2, 3 вместе имеют монтажный фланец 17 с внутренней нарезкой для соединения с клапаном 18, имеющим часть с наружной резьбой 19 на по крайней его одном конце.
Другие части, связанные с данным устройством, показаны на фиг. 4-7. На фиг. 4 показан защитный рукав 20 в форме конуса, выполненный, например, из пластмассы или стали. На фиг. 5 показан шар 21, выполненный из высокоэластичного материала, например резины, форма которого может, следовательно, изменяться в значительных пределах. Шар 21 вытянут продольно и имеет предпочтительно круглую форму поперечного сечения, имеющую в своем нейтральном положении (см. фиг. 5), в основном цилиндрическую закрывающую поверхность 22 и главным образом цилиндрическое внутреннее отверстие 23. На одном конце 24 шар закрыт и на его противоположном конце имеется отверстие 25, вокруг которого предусмотрена кромочная выпуклость 26. На месте своего отверстия 25 шар предназначен для соединения с источником воздуха с повышенным давлением или с источником жидкости с повышенным давлением так, чтобы иметь возможность увеличиваться в размерах и образовывать тело для блокирования трубопровода 4 таким образом, как будет описано более подробно ниже. На фиг. 6 показано специальное сверло 27, имеющее наконечник для сверления 28 и участок режущей кромки 29, длина которого зависит от толщины просверливаемых материалов. Сверло 27 имеет дополнительно ограничительный фланец 30, который останавливает сверло, когда материал просверлен. Верхний конец 31 сверла образует конец для закрепления, который предназначен для соединения с зажимным патроном обычного электрического сверлильного станка. На фиг. 7 показан клапан 32, имеющий гайку с прорезью 33, с помощью которой клапан предназначен для надежного привинчивания к нарезной части верхнего конца соединительной детали 12. Клапан имеет внутренний сквозной канал 34, который на верхнем конце клапана через отверстие 60 предназначен для соединения с трубопроводом для текучей среды под давлением. На нижнем конце канал 34 заканчивается по крайней мере одним отверстием 35, на участке 36 которого предназначен для резьбового подсоединения шар 21. Кроме того, клапан имеет седло 37 в виде горловины, которое образует предохранительное устройство для шара путем образования гнезда для его кромочного выступа 26. Клапан 32 предпочтительно имеет клапан невозврата (не показан) для поддержания избыточного давления в шаре, когда он подвержен воздействию давления и когда соединительный трубопровод для текучей среды под давлением был удален.
Другие детали состоят из мембраны 38 или уплотнения в канале 13 (см. фиг. 1), которая установлена в соединительной детали 12 и которая выполнена должной формы, имея П-образный изрезанный разрывом профиль для образования языка 40 (см. фиг. 4), который может быть повернут вниз после введения сверла и упруго поворачиваться назад для закрытия отверстия, образовавшегося после удаления сверла. В верхнем конце соединительной детали 12 предусмотрено также уплотнение оси 39 с целью обеспечения герметизации вокруг сверла 27 во время его работы. Уплотнение оси, следовательно, имеет центральное отверстие, диаметр которого приспособлен для герметизирующего контакта со стенками сверла.
Блокирование трубопровода для текучей среды под избыточным давлением с помощью блокирующего устройства осуществляется следующим образом.
Установочный блок 1 размещается вокруг трубы 4 в месте, где требуется блокировать текучую среду или газ. Установочный блок поэтому выбирают таким образом, чтобы его размеры соответствовали наружному диаметру трубы 4. В начальном положении обе установочных половины 2, 3 установочного блока разделены и прижаты с двух противоположных сторон трубы, находясь напротив одна другой, и надежно завинчиваются друг к другу с помощью винтов 8, которые загерметизированы относительно сильно, в результате чего уплотнительный элемент 11 надежно зажат и герметизирует участок между установочным блоком 2 и наружной поверхностью трубы 4. В этом начальном положении уплотнительный колпачок 16 навинчивается и мембрана 38 не разорвана. Когда установочный блок 1 полностью установлен, уплотнительный колпачок 13 снимается свинчиванием так, чтобы отверстие 15 канала 13 было открыто.
Отверстие проделывают, когда соединительный конец 31 сверла закреплен в патроне сверлильного станка и опускается в канала 13 и помещается против мембраны 38, после чего язык 40, который таким образом образуется, откидывается книзу и высвобождает отверстие 41 в мембране (фиг. 9). Размер наружного диаметра сверла обычно соответствует внутреннему диаметру канала 13, в результате чего сверло таким образом снабжено хорошим направляющим средством в канале, во время чего сверло находится в уплотнительном контакте относительно уплотнения 39 оси. Сверло 37 вслед за этим приводят во вращение, в то время как наконечник сверла 28 прижат к наружной поверхности трубы 4 с целью просверлить в трубе отверстие. Когда сверло проникает в стенку трубы, ограничительный фланец 30 вступает в контакт с верхним концом соединительной детали 12 и предупреждает ненужное проникновение сверла дальше или же предупреждает вхождение в контакт патрона сверла с уплотнителем 39 оси. После этого сверло 27 удаляют, в результате чего язык 40 отходит назад в положение уплотнения благодаря своей эластичности с помощью избыточного давления внутри трубопровода. Изрезанный разрывом профиль скошен под углом таким образом, что поверхности уплотняются относительно друг друга, в то время как язык 40 опирается на поверхность закраины 58 на месте перехода между расширенным участком 42 расточенного отверстия 13 до более узкого участка, который соответствует диаметру сверла.
После этапа проделывания отверстия с помощью сверла 27 следует этап, посредством которого шар 21 с клапаном 32 вводятся в действие. Шар 21 навинчивают на передний конец клапана, в результате чего участок 36, на котором канал 34 клапана откроется на отверстии 35 во внутреннюю область 23 шара, в то время как кромочный буртик 26 герметично контактирует с седлом клапана 37 эффективным образом, в результате чего шар удерживается в этом положении. Конец 60 клапана соединен с трубой 44 для текучей среды под давлением, как показано на фиг. 10, с помощью проходной втулки 45, которая предусмотрена на конце трубы для среды с повышенным давлением и которая соединена с источником текучей среды под повышенным давлением, например газа или жидкости, таких как воздух или вода под давлением. До приложения среды с повышенным давлением через трубу 44 клапан с установленным шаром устанавливается в канал 13 соединительной детали 12 (см. фиг. 10). До этого, однако, на клапане устанавливают защитное покрытие 20 таким образом, что оно своей конической формой вступает в контакт с коническим участком 46 на клапане (см. фиг. 7). Этот участок защищает шар 21 в отверстии 47, проделанном в стенке трубы 4 сверлом 27. Наружный диаметр клапана также соответствует наружному диаметру расточного отверстия 27 и точно входит в канал 13 так же, как и в уплотнение 39 оси, которое герметизирует относительно клапана. Защитное покрытие 20 также получает некоторое уплотнение, связанное с материалом шара. Гайка с вырезом 33 клапана имеет внутреннюю резьбу, которая соответствует наружной резьбе наружного конца соединительной детали 12, и навинчивается на него.
Блокирующее устройство теперь готово для этапа блокирования путем удержания шара 21 на месте в канале с текучей средой, трубопровода со средой под повышенным давлением. Текучая среда под повышенным давлением, которая может быть совершенно иным типом текучей среды, чем среда, которую надо блокировать подается через трубу 44 для текучей среды под давлением через канал 34 в клапане 32. Когда среда с повышенным давлением через клапан начинает пропускаться через отверстие 35, шар увеличивается в объеме из-за возрастания давления, которое создается во внутренней области 26 шара и из-за эластичных свойств материала шара.
Когда определенный объем выпускают в шар или когда в нем достигается определенное давление, что соответствует форме и размеру шара согласно пунктирной линии на фиг. 10, т.е. когда стенка шара расширяется так, что она герметизирует относительно всей внутренней поверхности трубы 4, подачу среды под повышенным давлением к клапану 32 прекращают. Объем или давление могут детектироваться с помощью измерительного инструмента (не показан). Это увеличение шара в объеме происходит вопреки давлению, имеющемуся в трубе 4, и среде, текущей в ней, оно блокируется в трубе в положении слива, когда текучая среда подается таким образом с одного направления и предназначена для течения в направлении, указанном стрелкой 48.
Когда среда с повышенным давлением, служащая для расширения в объеме шара, больше не подается, шар продолжает находиться под давлением, которое предпочтительно оказывается с помощью клапана невозврата, встроенного в данном клапане. После этого часть трубы 4, размещенная в направлении потока согласно стрелке 48, может быть подвергнута воздействию без опасности того, что вытечет значительное количество текучей среды. В примере, показанном на фиг. 10, после того, как труба отсечена, например резьбовая часть 19 клапана 18 может быть навинчена на резьбовой фланец 17 на установочном блоке 1.
Когда отсечной клапан 18 переключают с помощью его устройства привода 48 до закрытого положения, избыточное давление в шаре 21 удаляется путем приведения в действие клапана невозврата, в результате чего среда с повышенным давлением, например высвобождается в окружающее пространство, вследствие чего шар возвращается в свое нейтральное положение и клапан вместе с шаром может после свинчивания уплотнительной гайки 33 быть удален. Мембрана 38 поэтому возвращается в положение уплотнения до того, как клапан пройдет через уплотнение 19, гарантируя таким образом, что не происходит утечки среды с повышенным давлением из трубы 4. После этого уплотнительный колпачок 16, который предусматривает подходящий уплотнительный элемент так, чтобы он закрывал отверстие 13, устанавливают на место. После этого можно провести необходимую работу на трубопроводе за отсечным клапаном 18.
На фиг. 2 и 3 показан вариант осуществления, описанный выше, при этом данный вариант имеет отдельную деталь 49 для трубы, которая предназначена для замены уплотнительного колпачка 16, который до и после этапов проделывания отверстий и блокирования навинчивается непосредственно на наружную резьбу 50, после чего после этапа блокирования устанавливают уплотнительные колпачки 16. Отдельная трубная деталь соответствует иным образом полностью соединительной детали 12, однако эта конструкция имеет то преимущество, что требует меньше места для постоянной установки, что также видно в различных примерах установки, доказанных на фиг. 12-!6.
На фиг. 12 показан один пример установки, в котором труба отсекается на короткое расстояние от установочного блока 1. Труба отсекается в одном дополнительном месте, посредством чего часть трубы удаляется с целью создания места для отсечного клапана 18, который присоединен к трубе с помощью обычных трубных соединений 51, 52 с другой стороны клапана. На фиг. 13 показан вид сбоку блокировочного устройства, установленного на трубе 4. На фиг. 14 показана установка в закрытой системе, где два установочных узла 1 соединены на любой стороне промежуточного участка, на котором осуществляется работа внутри. В этом случае два отсечных клапана 16 установлены непосредственно на установочном блоке 1. С помощью трубных соединений 53 устройство, например измеритель протока или измеритель объема, такой как измеритель расхода, подсоединяется, что может быть сделано последовательно без необходимости освобождения системы от ее содержимого. В этом случае оба установочных блока были установлены в требуемые положения и блокирование осуществляют согласно вышеописанной процедуре до отсечения трубы между обоими положениями. На фиг. 15 показан соответствующий пример, на котором отводная труба 55 соединена в дополнение к требуемым трубным соединениям 56, 57. На фиг. 16 показан дополнительный пример соединения отсечного клапана 18 для несколько иного варианта посредством промежуточного трубного соединения 59.
На фиг. 17 показан дополнительный вариант выполнения, который, однако, не предусматривает блокирования трубопровода 4 с текучей средой, а включен в общий принцип изобретения. Он содержит тело 65, которое должно быть введено по крайней мере частично в трубопровод. В этом примере тело 65 состоит из датчика или зонда для измерения любого параметра текучей среды, содержащейся внутри трубопровода 4. Такие параметры могут представлять собой температуру, давление, объем протока, скорость протока и т.д. Тело имеет форму стержня, который должен быть установлен с помощью вышеописанного способа по отношению к установке клапана 32, несущего шар. Следовательно, расточенное отверстие выполняется с помощью сверла 27 и после этого датчик 65 для измерения или регулирования другого процесса вводится в прямой канал 13 детали 12 без утечки какого-нибудь значительного количества текучей среды, содержащейся внутри трубопровода 4. Такие параметры могут представлять собой температуру, давление, объем протока, скорость протока и т.д. Тело имеет форму стержня, который должен быть установлен с помощью вышеописанного способа по отношению к установке клапана 32, несущего шар. Следовательно, расточенное отверстие выполняется с помощью сверла 27 и после этого датчик 65 для измерения или регулирования другого процесса вводится в прямой канал 13 детали 12 без утечки какого-нибудь значительного количества текучей среды. Это возможно из-за включенных средств, которые являются такими же, что и в варианте осуществления для примера на фиг. 10. Следовательно, язык 40 и уплотнение 39 оси, а также уплотнительная гайка 33 включаются. Тело 65 имеет наружные размеры, соответствующие размерам канала 13, и также имеет ограничительный фланец 30. Обычным образом тело 65 соединяется с любым устройством для сбора и использования измеряемой информации, например, через кабель 6.
Изобретение позволяет использовать стандартное сверло вместо изображенного специального сверла, посредством чего выбраны пригодные размеры с тем, чтобы гарантировать удовлетворительное уплотнение с помощью уплотнителя оси. Соединительная деталь 12 может быть неперпендикулярной, а скорее, наклонной по отношению к установочному блоку 1 и к охватывающей трубе 4 с целью создания клинового эффекта между шаром и внутренней стенкой трубы. Наружная и внутренняя поверхности 22, 23 шара 21 могут даже быть волнистыми с целью получения большей общей поверхности и с целью достижения лучших свойств расширения. Защитное покрытие 20 может быть запрессовано в шаре 21 и кромочном выступе, облегчая таким образом манипулирование.
Изобретение может применяться с трубопроводами как для жидкостей, так и газов, поэтому использовано выражение "текучая среда".
Сущность изобретения: отверстие, образующее приспособление и тело, проталкивают в направлении к трубопроводу. Клапанные средства устанавливают между первым и вторым уплотнительным средствами, выводя приспособление из контакта с вновь закрывающимися средствами, отчего оно закрывается из-за упругости вновь закрывающегося средства и/или давления текучей среды в трубопроводе. Утечку предотвращают. Удаление расширяющегося тела производят при сохранении герметизации относительно окружающей среды. Для осуществления способа обращенное наружу отверстие канала имеет те же размеры, что и канал. Вновь закрывающееся средство может вновь закрываться, когда тело удалено. Наружные размеры и отверстие образующего и опорного приспособлений таковы, что они герметично взаимодействуют с вторым уплотнительным средством. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 17 ил.
| Патент США N 3805844, кл | |||
| Прибор для определения всасывающей силы почвы | 1921 |
|
SU138A1 |
