УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2008 года по МПК F16L58/10 

Изобретение предназначено для ремонта и коррозионной защиты трубопроводов.

Известно устройство для восстановления трубопроводов [1], включающее барабан с намотанной на него тканевой оболочкой, ванну с клеем, полую консоль для укладки пленочного рукава и гидрозатвор, обеспечивающий герметичную подачу в трубопровод оболочки и рукава, соединенный с трубопроводом гибким патрубком и выполненный в виде бака для воды с герметично вмонтированными в его крышку трубой и жестким патрубком, при этом на трубе установлена система направляющих роликов, а нижний ее конец заведен внутрь бака ниже минимального рабочего уровня воды.

Недостатками известного устройства являются: повышенная трудоемкость и длительность работ из-за необходимости предварительного изготовления пленочного рукава без возможности совмещения с выполнением основных операций; большие габариты, в частности, гидрозатвора и полой консоли; сложность эксплуатации при отрицательных температурах наружного воздуха (ввиду использования воды); невозможность восстановления за один цикл участков трубопровода длиной более 100 м (из-за чрезмерного увеличения длины консоли).

Также известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для восстановления трубопровода [2], включающее барабан с намотанной на него тканевой оболочкой, ванну с клеем, полую консоль для укладки пленочного рукава и пневмо-механический затвор, обеспечивающий герметичную подачу в трубопровод оболочки и рукава.

Недостатками известного устройства являются: повышенная трудоемкость и длительность работ из-за необходимости предварительного изготовления пленочного рукава без совмещения с выполнением основных операций; большие габариты консоли; невозможность восстановления за один цикл участков трубопровода длиной более 100 м (из-за чрезмерного увеличения длины консоли).

Задачей изобретения является: обеспечение возможности изготовления пленочного рукава с одновременной укладкой внутри него тканевой оболочки непосредственно в процессе восстановления трубопровода параллельно с выполнением основных операций, а также уменьшение габаритов устройства; увеличение длины участков трубопровода, восстанавливаемых на одной захватке за один технологический цикл.

Поставленная задача решается таким образом, что устройство для восстановления трубопровода, включающее барабан с намотанной на него тканевой оболочкой, ванну с клеем и пневмо-механический затвор, обеспечивающий герметичную подачу в трубопровод оболочки, размещаемой внутри изготавливаемого из пленочного полотнища рукава, согласно изобретению снабжено установленным между ванной и затвором воротником для сворачивания пленочного полотнища в рукав и укладки в него тканевой оболочки, а так же - прижимным и сварочным приспособлениями для проварки нахлеста рукава в процессе его движения. При этом воротник включает раму, ось для установки рулона пленочного полотнища, отвороты для сворачивания этого полотнища в рукав с одновременным заворачиванием в него тканевой оболочки и направляющие валки, один из которых выполнен с регулируемым приводом вращения. Прижимное же приспособление содержит установленную на раме воротника рамную обвязку, не менее двух пар шкивов, соединенных двумя ремнями, прижимающими пленочный рукав к одному из валков, и многоручьевой ролик для формирования сварного шва в нахлесте пленочного рукава, а сварочное приспособление включает установленный между ремнями прижимного приспособления и закрепленный на рамной обвязке корпус, в котором размещены электронагреватель воздуха и вентилятор для подачи горячего воздуха в зону сварки нахлеста пленочного рукава.

На фиг.1 показана конструктивно-технологическая схема устройства и процесса восстановления трубопровода (вид сбоку); на фиг.2 - вид сверху фиг.1; на фиг.3 - воротник с прижимным и сварочным приспособлениями (вид сбоку); на фиг.4 - вид сверху фиг.3; на фиг.5 - пневмомеханический затвор (вид сбоку).

Устройство для восстановления трубопровода (фиг.1, 2) включает барабан 1 с намотанной на него тканевой оболочкой 2, ванну 3 с клеем, воротник 4 для сворачивания пленочного полотнища 5 из рулона 6 в рукав 7 с укладкой в него тканевой оболочки 2, прижимное приспособление 8 и сварочное приспособление 9 для сварки пленочного рукава 7, пневмомеханический затвор 10 для герметичной подачи в трубопровод 11 смоченной клеем тканевой оболочки 2, уложенной в пленочный рукав 7, наполненную воздухом горообразную манжету 12, обеспечивающую герметичное соединение затвора 10 с трубопроводом 11.

Воротник 4 (фиг.1 и 2), установленный между ванной 3 и затвором 10, включает раму 13 (фиг.3, 4), ось 14 для рулона 6 пленочного полотнища 5, отвороты центральный 15 и четыре боковых 16 (два из них средние и два крайние) пленочного полотнища для заворачивания в него тканевой оболочки, направляющие валки 17, один из которых является приводным, для чего он выполнен с регулируемым приводом 18 его вращения.

Центральный отворот 15 предназначен для отворачивания центральной части пленочного полотнища 5 на угол 180° и на ширину, равную половине внутреннего периметра поперечного сечения трубопровода 11. Четыре боковых отворота 16 предназначены для отворачивания боковых частей (левой и правой) пленочного полотнища 5 сначала на угол 90° в сторону его центральной части с помощью двух крайних отворотов 16 (самого левого, если смотреть со стороны трубопровода 11 в сторону барабана 1, и самого правого) и затем еще на 90° в сторону трубопровода 11 с помощью двух средних отворотов 16. При этом отворачивание каждой из боковых частей пленочного полотнища 5 осуществляется на ширину, равную сумме четверти внутреннего периметра трубопровода и половины ширины нахлеста полотнища для последующей сварки пленочного рукава 7. Таким образом, общая ширина пленочного полотнища 5 должна быть равна сумме внутреннего периметра поперечного сечения трубопровода 11 и ширины нахлеста этого полотнища.

На воротнике 4 установлены прижимное приспособление 8 (фиг.1 и 2) и сварочное приспособление 9. Прижимное приспособление включает закрепленную на раме воротника рамную обвязку 19 (фиг.3, 4) этого приспособления, не менее двух пар соединенных двумя ремнями 20 шкивов 21 (на фиг.1, 3 показаны три пары шкивов), многоручьевый ролик 22 для формирования сварного шва при сварке нахлеста пленочного рукава. Сварочное приспособление 9 содержит установленный между ремнями 20 и закрепленный на рамной обвязке 19 прижимного приспособления 8 корпус 23, в котором размещены электронагреватель воздуха и вентилятор для подачи нагретого воздуха в зону сварки нахлеста пленочного рукава (электронагреватель и вентилятор на чертеже не показаны).

Пневмомеханический затвор 10 включает патрубок 24 (фиг.5) с фланцами 25 и 26, присоединенные к патрубку манометр 27 и вентиль 28, раструб 29, эластичную диафрагму 30, соединяющую патрубок 24 с раструбом 29, две пластины 31 и 32 с U-образным вырезом, пережимающие диафрагму 30. Верхняя из этих пластин 31 установлена с возможностью регулируемого перемещения в вертикальной плоскости с использованием шарнирно соединенных с ней винтов 33, взаимодействующих с закрепленным на патрубке кронштейном 34. Нижняя же пластина 32 установлена в контакте с боковой поверхностью верхней пластины 31 с использованием пружин 35 и соединенных с ней штоков 36, вставленных в направляющие отверстия противоположно закрепленного на том же патрубке другого кронштейна 37. Диафрагма 30 закреплена на патрубке 24 и раструбе 29 хомутами 38. Между фланцами 25 и 26 расположена облегающая патрубок 24 воздухонаполненная торообразная манжета 12, с которой соединены установленные на фланце 25 манометр 39 и вентиль 40. Патрубок 24 и пневмомеханический затвор 10 в целом зафиксированы на трубопроводе винтами 41 через фланец 25. Для размещения торообразной манжеты 12 (фиг.1) на патрубке 24 (фиг.5) один из его фланцев 25 или 26 или оба этих фланца должны быть выполнены съемными.

Работает устройство следующим образом.

Предварительно из прочного тканевого полотнища (технические капрон, лавсан и т.п.) путем его сворачивания в спираль в направлении, перпендикулярном длинной стороне образуют (без сшивки) одно или многослойную тканевую оболочку 2 (в виде рукава) и наматывают ее на барабан 1, а конец пропускают через ванну 3 с клеем и затем протягивают выше центрального отворота 15, но ниже двух средних отворотов 16. Далее, разматывая рулон 6 пленочного полотнища 5 с оси 14, последнее первоначально тянут влево, фиг.2, до центрального 15 и двух крайних боковых отворотов 16. При этом центральную часть пленочного полотнища 5 шириной, равной половине периметра поперечного сечения трубопровода (0,5πД, где Д - внутренний диаметр трубопровода), перегибают вокруг центрального отворота 15, пропускают под оболочкой 2 и ведут вправо. Боковые же части правую и левую (шириной каждая 0,25πД+0,5 ширины нахлеста) этого полотнища вместе с центральной его частью протягивают сначала влево (фиг.2) до соответственно правого и левого отворотов 16, расположенных по краям устройства, на которых перегибают и ведут в сторону тканевой оболочки 2 (см. стрелки на фиг.2) до соответственно правого и левого отворотов 16, расположенных посредине устройства, где еще раз перегибают, закрывая тканевую оболочку сверху, и ведут вместе с ней до прижимного приспособления 8, заводят под его прижимы в виде двух ремней 20, перекинутых через не менее чем две пары шкивов 21 (на фиг.3 показаны три пары шкивов), затем включают электронагреватель и вентилятор этого приспособления, горячий воздух которого сваривает нахлест пленочного (например полиэтиленового) полотнища, а прикатывающий нахлест многоручьевый ролик 22 выполняет формирование сварочных швов. После выхода рукава 5 с оболочкой 2 из-под прижимного приспособления 8 их пропускают вокруг направляющих валков 17, один из которых имеет привод вращения 18 через редуктор от электромотора с возможностью регулирования и задания требуемого числа оборотов и соответственно требуемой скорости движения рукава 7 с оболочкой 2 (˜0,05 м/с). Далее рукав с оболочкой пропускают через раструб 29, диафрагму 30 и патрубок 24 пневмомеханического затвора 10, выворачивают их концы, которые затем приклеивают на наружной поверхности конца трубопровода 11. Затем патрубок 24 затвора вместе с находящейся на нем горообразной манжетой 12 вводят в трубопровод до упора фланцем 25 в его торец, фиксируют на трубопроводе винтами 41 и накачивают горообразную манжету 12 воздухом от компрессора (не показан) через вентиль 40 до обеспечения плотного прилегания к патрубку 24 и внутренней поверхности трубопровода 11. На этом этап подготовки устройства к работе заканчивается.

Для запуска устройства в работу в пневмо-механический затвор 10 через вентиль 28 подают воздух до начала движения пленочного рукава 7 вместе с тканевой оболочкой 2, включают двигатель 18 приводного направляющего валка воротника, а также вентилятор и нагреватель воздуха сварочного приспособления 23 (если после окончания подготовительных работ они были выключены). Подача воздуха в затвор 10 и вращение приводного направляющего валка воротника 4, к которому прижимаются рукав 7 с оболочкой 2, обеспечивают протаскивание последних через восстанавливаемый трубопровод с линейной скоростью приводного валка воротника. После того как передний фронт оболочки 2 с рукавом 7 переместится до выходного конца трубопровода 11, их движение останавливают, а избыточное давление воздуха внутри пленочного рукава сохраняют до конца приклеивания тканевой оболочки к внутренней поверхности трубопровода. В качестве клея может быть использована эпоксидная смола с отвердителем и необходимыми другими компонентами, улучшающими качество приклеивания ткани. После окончания приклеивания тканевой оболочки пленочный рукав удаляют, а все устройство перемещают на новую захватку.

Предлагаемое устройство для восстановления трубопровода обеспечивает снижение трудоемкости и сокращение длительности ремонтных работ, характеризуется уменьшенными габаритами, позволяет восстанавливать за один технологический цикл более длинные участки трубопровода.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение 2198341, МПК F16L 58/10, 2003.

2. Патент РФ на изобретение 2248497, МПК F16L 58/10, В05С 7/08, 2003.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и может быть использовано при коррозионной защите и ремонте трубопроводов. Намотанную на барабан тканевую оболочку подают через воротник для сворачивания пленочного полотнища в рукав, укладки в него тканевой оболочки, в ванну с клеем и пневмомеханический затвор, обеспечивающий герметичную подачу в трубопровод оболочки. На раме воротника закреплены прижимное и сварочное приспособления для проварки нахлеста пленочного рукава в процессе его движения. Расширяет арсенал технических средств. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для восстановления трубопровода, включающее барабан с намотанной на него тканевой оболочкой, ванну с клеем и пневмомеханический затвор, обеспечивающий герметичную подачу в трубопровод оболочки, размещаемой внутри изготавливаемого из пленочного полотнища рукава, отличающееся тем, что оно снабжено установленным между ванной и затвором воротником для сворачивания пленочного полотнища в рукав и укладки в него тканевой оболочки, а так же прижимным и сварочным приспособлениями для проварки нахлеста рукава в процессе его движения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воротник включает раму, ось для установки рулона пленочного полотнища, отвороты для сворачивания этого полотнища в рукав с одновременным заворачиванием в него тканевой оболочки и направляющие валки, один из которых выполнен с регулируемым приводом вращения, прижимное же приспособление содержит установленную на раме воротника рамную обвязку, не менее двух пар шкивов, соединенных двумя ремнями, прижимающими пленочный рукав к одному из валков, и многоручьевой ролик для формирования сварного шва в нахлесте пленочного рукава, а сварочное приспособление включает установленный между ремнями прижимного приспособления и закрепленный на рамной обвязке корпус, в котором размещены электронагреватель воздуха и вентилятор для подачи горячего воздуха в зону сварки нахлеста пленочного рукава.