ЛЮК-ЛАЗ ДЛЯ ДОСТУПА ВНУТРЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2012 года по МПК E02D29/14 F16L45/00 

Изобретение относится к устройствам для обслуживания трубопроводов и герметичных емкостей преимущественно высокого давления, а также может использоваться в газовой и нефтяной промышленности в качестве концевых затворов камер запуска и приема поточных средств магистральных трубопроводов и в других сооружениях для погрузки, выгрузки и монтажа оборудования внутри емкостей, а также для прохода обслуживающего персонала при проведении внутренних профилактических работ.

Из патента RU 2293698 с приоритетом от 25.07.2005 г. известен люк-лаз, содержащий крышку овальной формы, которая расположена внутри емкости и закреплена на подвижной опоре, приваренной к внутренней поверхности. На вогнутой внутрь поверхности крышки по периметру приварены ребра, на которых размещены съемные полукольца и нажимное кольцо, стянутые между собой крепежными элементами, образуя устройство для обжатия уплотнительной прокладки. Существенным недостатком такой конструкции люка является большое количество крепежных элементов, требующих значительного объема ручных операций при открытии и закрытии крышки люка, а также отсутствие блокировки открытия крышки при наличии давления внутри люка, что снижает безопасность работ.

Известен люк-лаз, выполненный с использованием самоуплотняющегося затвора «Санема» (патент RU 27666 с приоритетом от 29.10.2002 г.), содержащего камеру, внутри которой установлена поворотная сферическая крышка, притягиваемая к посадочному месту отверстия камеры средством, расположенным снаружи камеры, выполненным с возможностью снятия притягивающего усилия при повышении давления в камере. Затвор снабжен средствами герметизации места контакта крышки с посадочным местом отверстия внутри камеры.

Недостатками данной конструкции люка-лаза является увеличение длины корпуса люка из-за необходимости обеспечения свободной зоны внутри люка для поворота крышки при ее открытии, а также необходимость отсоединения и присоединения притягивающего устройства к крышке, что усложняет эксплуатацию люка особенно в неблагоприятных климатических условиях.

В качестве прототипа принят люк-лаз с затвором «Санема», как наиболее близкий по технической сущности, имеющий наибольшее количество общих существенных признаков с предлагаемым устройством.

Задачей настоящего изобретения является создание удобного и безопасного в эксплуатации люка-лаза для обслуживания газовых, нефтяных трубопроводов и герметичных емкостей высокого давления с минимальным объемом ручных операций при открытии и закрытии крышки с предварительным поджатием ее к уплотнительным элементам горловины люка.

Решение поставленной задачи, согласно предлагаемому изобретению, достигается тем, что корпус люка-лаза выполнен из двух частей, герметично соединенных между собой. Одна часть корпуса вварена в магистральный трубопровод или герметичную емкость фланцем с выступающим из него консольным патрубком, а вторая часть - представляет собой полусферический купол с горловиной и двумя диаметрально противоположными отверстиями для герметичного ввода консольных валов наружного привода поворота крышки. Поворотная полусферическая крышка располагается внутри люка между корпусом и консольным патрубком и снабжена двумя параллельными тягами, имеющими продольные пазы, в которых размещены направляющие вкладыши, установленные с возможностью вращения на консольных валах наружного привода поворота крышки. Устройство поджатия выполнено в виде жестко закрепленных на консольных валах рычагов с роликами, взаимодействующими с параллельными и перпендикулярными к продольным пазам параллельных тяг поверхностями упоров, образованных на параллельных тягах, причем каждая тяга подпружинена относительно направляющих вкладышей и снабжена роликами, контактирующими с упорами, закрепленными на корпусе, при развороте крышки до совпадения ее оси с осью горловины корпуса.

Наружный ручной привод поворота крышки выполнен в виде скобы, охватывающей корпус, концы которой жестко соединены с устройствами блокировки открытия крышки, жестко скрепленными с выступающими из гермовводов наружными хвостовиками консольных валов, при этом привод поворота крышки снабжен подпружиненными фиксаторами, взаимодействующими с упорами, образованными на корпусе.

Устройство блокировки открытия крышки, исключающее возможность разгерметизации люка-лаза при наличии давления в его внутренней полости выполнено в виде двух герметичных камер, установленных на наружные хвостовики консольных валов гермовводов и сообщенных с внутренней полостью люка-лаза.

Кроме того, люк-лаз снабжен антизавихрителем, установленным внутри консольного патрубка и соединенным с ним рычажно-винтовым устройством.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан люк-лаз в сборе (в закрытом положении, вид сбоку); на фиг.2 дан вид по стрелке А на люк-лаз спереди; на фиг.3 показан выносной элемент Б фиг.1 с устройством поворота и поджатия крышки к уплотнительным элементам; на фиг.4 представлен вид по стрелке В на фиг.3; на фиг.5 показан выносной элемент Г фиг.1 с устройством блокировки открытия крышки; на фиг.6 дано сечение Д-Д фиг.3 по устройству фиксации наружного привода крышки.

Люк-лаз содержит корпус, состоящий из двух частей, герметично соединенных между собой. Одна часть корпуса 1 выполнена в виде вваренного в трубопровод 2 фланца с консольным патрубком 3. Вторая часть корпуса 4 имеет форму полусферического купола с горловиной 5 и двумя диаметрально противоположными отверстиями под герметичные вводы 6 консольных валов 7 наружного ручного привода 8 поворота полусферической крышки 9. Крышка 9 снабжена двумя параллельными тягами 10 с продольными пазами 11, в которых размещены направляющие вкладыши 12, установленные с возможностью вращения на консольных валах 7. Устройство поджатия крышки 9 к уплотнительным элементам 13 выполнено в виде жестко закрепленных на консольных валах 7 одноплечих рычагов 14 с роликами 15, которые взаимодействуют с параллельными пазам 11 поверхностями 16, 17 и перпендикулярными к пазам 11 поверхностями 18 упоров 19, закрепленных на параллельных тягах 10. Каждая тяга 10 подпружинена относительно направляющих вкладышей 12 за счет взаимодействия с подпружиненными толкателями 20. Обе тяги 10 снабжены роликами 21, которые контактируют с ограничительными упорами 22, закрепленными на корпусе 4.

Наружный ручной привод 8 поворота крышки 9 выполнен в виде скобы, охватывающей корпус 4, концы которой соединены с двумя устройствами блокировки 23 открытия крышки 9, жестко скрепленными с выступающими из гермовводов 6 наружными хвостовиками 24 консольных валов 7. Привод 8 снабжен подпружиненными фиксаторами 25, взаимодействующими в крайних положениях с упорами 26, расположенными на корпусе 4.

Устройство блокировки 23 открытия крышки 9 содержит две герметичные камеры 27, сообщенные с внутренней полостью 28 люка каналами 29, выполненными в консольных валах 7. Герметичные камеры 27 образованы дискообразными корпусами 30, жестко посаженными на наружные хвостовики 24, и подпружиненными крышками 31, установленными на наружные хвостовики 24 подвижно в осевом направлении, при этом корпуса 30 соединены с крышками 31 U-образными эластичными диафрагмами 32. Дискообразные корпуса 30 жестко соединены со скобой наружного ручного привода 8 и снабжены ограничителями углового разворота крышек 33, взаимодействующими с пазами 34, образованными в подпружиненных крышках 31. На крышках 31 выполнены выступы 35, взаимодействующие при наличии давления в полости 28 люка с упорами 36, расположенными на корпусе 4.

Люк-лаз при установке на трубопровод 2 снабжается антизавихрителем 37, который размещается в консольном патрубке 3 и представляет собой негерметичный поршень 38 с торцевой поверхностью 39, соответствующей внутреннему профилю трубопровода 2. Поршень 38 снабжен штангой 40, на конце которой закреплена крестовина 41 с рычажно-винтовым устройством 42 фиксации антизафихрителя 37 на консольном патрубке 3 выдвижными штырями 43.

Открытие и закрытие люка-лаза осуществляется следующим образом. Для открытия люка при отсутствии давления во внутренней полости 28 люка фиксаторы 25 выводят из зацепления с упорами 26 и, воздействуя на ручной наружный привод 8, разворачивают его вместе с крышкой 9 на ~90° до зацепления фиксаторов 25 с упорами 44. При наличии давления в полости 28 выступы 35 крышек 31 устройств блокировки 23 находятся в зацеплении с упорами 36, что препятствует развороту привода 8 и открытию крышки 9.

В процессе открытия люка-лаза при развороте одноплечих рычагов 14, жестко закрепленных на консольных валах 7, их ролики 15, находясь в постоянном контакте с поверхностями 18, отходят от поверхностей 17 и вступают в контакт с поверхностями 16, при этом параллельные тяги 10 под действием толкателей 20 скользят по направляющим вкладышам 12 и ограничительным упорам 22, отводя крышку 9 от уплотнительных элементов 13. При дальнейшем повороте одноплечих рычагов 14, действующих на поверхности 16 упоров 19, параллельные тяги 10 с направляющими вкладышами 12 и крышкой 9 разворачиваются вокруг консольных валов 7 на ~90°, освобождая отверстие горловины 5 для доступа внутрь люка. В случае наличия антизавихрителя 37, задействуя рычажно-винтовое устройство 42, выдвижные штыри 43 выводят из зацепления с консольным патрубком 3 и антизавихритель 37 удаляют из люка, обеспечивая доступ внутрь трубопровода.

При закрытии люка-лаза предварительно устанавливают и закрепляют в консольном патрубке антизавихритель 37, после чего расфиксируют ручной наружный привод 8 поворота крышки 9, выводя подпружиненные фиксаторы 25 из зацепления с упорами 44, и поворачивают привод 8 на ~90° до зацепления фиксаторов 25 с упорами 26, при этом ролики 15 одноплечих рычагов 14 воздействуют на поверхности 18 упоров. 19, разворачивая параллельные тяги 10 с направляющими вкладышами 12 и крышкой 9 до упора роликов 21 в ограничительные упоры 22. При дальнейшем повороте одноплечих рычагов 14 до упора в поверхности 17 от воздействия на поверхности 18 упоров 19 параллельные тяги 10, перемещаясь по направляющим вкладышам 12 и роликами 21 по ограничительным упорам 22, поджимают крышку 9 к горловине 5, обеспечивая тем самым предварительное поджатие крышки 9 к уплотнительным элементам 13. При повышении давления в трубопроводе 2 и в полости 28 люка поджатие крышки 9 к уплотнительным элементам 13 будет возрастать пропорционально величине давления, что повышает герметичность люка.

Таким образом, предлагаемая конструкция люка-лаза по сравнению с известными аналогами имеет следующие преимущества:

- закрытие крышки люка и предварительное поджатие ее к уплотнительным элементам или отведение крышки от уплотнительных элементов и открытие люка осуществляется одним движением (поворотом) привода без использования инструментов (ключей и т.п.) и без доступа оператора внутрь люка;

- существенно повышается безопасность работ при обслуживании трубопроводов и емкостей высокого давления за счет устройств блокировки, исключающих открытие крышки люка при наличии давления в полости люка;

- размещение всех механизмов открытия (закрытия) крышки на съемной части корпуса люка повышает его эксплуатационные качества в части ремонта или полной замены без сварочных работ как в полевых, так и в заводских условиях;

- наличие консольного патрубка и его конструкция обеспечивают возможность установки вместо антизавихрителя фильтра-грязеулавливателя или временной герметичной заглушки.

Изобретение может быть использовано в газовой, нефтяной промышленности для обслуживания магистральных трубопроводов и емкостей высокого давления. Люк-лаз для доступа внутрь магистральных трубопроводов содержит корпус с горловиной, размещенную внутри него поворотную крышку полусферической формы, уплотнительные элементы, установленные на внутренней стороне горловины корпуса, устройство поджатия крышки к уплотнительным элементам. Корпус выполнен из двух частей, герметично соединенных между собой. Одна часть выполнена в виде вваренного в трубопровод фланца с выступающим из него консольным патрубком. Вторая часть имеет форму полусферического купола с горловиной и двумя диаметрально противоположными отверстиями под герметичные вводы консольных валов наружного привода поворота полусферической крышки. Крышка расположена между корпусом и консольным патрубком и снабжена двумя параллельными тягами, имеющими продольные пазы, в которых размещены направляющие вкладыши, установленные с возможностью вращения на консольных валах наружного привода поворота крышки. Устройство поджатия крышки к уплотнительным элементам выполнено в виде жестко закрепленных на концах консольных валов одноплечих рычагов с роликами, взаимодействующими с параллельными и перпендикулярными к пазам параллельных тяг поверхностями упоров, образованных на тягах. Каждая тяга подпружинена относительно направляющих вкладышей и снабжена роликами, контактирующими при развороте крышки до совпадения ее оси с осью горловины корпуса с упорами, закрепленными на корпусе. Люк-лаз обеспечивает удобное и безопасное обслуживание магистральных трубопроводов и емкостей высокого давления с минимальным объемом ручных операций, без использования монтажных инструментов, при открытии и закрытии крышки с предварительным поджатием ее к уплотнительным элементам, осуществляемым одним движением (поворотом) ручного наружного привода. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Люк-лаз для доступа внутрь магистральных трубопроводов, содержащий корпус с горловиной, размещенную внутри него поворотную крышку полусферической формы, уплотнительные элементы, установленные на внутренней стороне горловины корпуса, устройство поджатия крышки к уплотнительным элементам, отличающийся тем, что в нем корпус выполнен из двух частей, герметично соединенных между собой, одна из которых выполнена в виде вваренного в трубопровод фланца с выступающим из него консольным патрубком, а вторая часть имеет форму полусферического купола с горловиной и двумя диаметрально противоположными отверстиями под герметичные вводы консольных валов наружного привода поворота полусферической крышки, которая расположена между корпусом и консольным патрубком и снабжена двумя параллельными тягами, имеющими продольные пазы, в которых размещены направляющие вкладыши, установленные с возможностью вращения на консольных валах наружного привода поворота крышки, при этом устройство поджатия крышки к уплотнительным элементам выполнено в виде жестко закрепленных на концах консольных валов одноплечих рычагов с роликами, взаимодействующими с параллельными и перпендикулярными пазам параллельных тяг поверхностями упоров, образованных на тягах, причем каждая тяга подпружинена относительно направляющих вкладышей и снабжена роликами, контактирующими при развороте крышки до совпадения ее оси с осью горловины корпуса с упорами, закрепленными на корпусе.

2. Люк-лаз по п.1, отличающийся тем, что в нем наружный привод поворота крышки выполнен в виде скобы, охватывающей корпус, концы которой соединены с устройствами блокировки открытия крышки, жестко скрепленными с выступающими из гермовводов наружными хвостовиками консольных валов, при этом привод поворота крышки снабжен подпружиненными фиксаторами, взаимодействующими с упорами, образованными на корпусе.

3. Люк-лаз по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем устройство блокировки открытия крышки выполнено в виде сообщенных с внутренней полостью люка герметичных камер, образованных дискообразными корпусами, жестко связанными с наружными хвостовиками консольных валов гермовводов и посаженными на них подвижными в осевом направлении подпружиненными крышками, соединенными с дискообразными корпусами U-образными эластичными диафрагмами, при этом дискообразные корпуса жестко соединены со скобой наружного ручного привода и снабжены ограничителями углового разворота крышек, на которых выполнены выступы, взаимодействующие при наличии давления в полости люка с упорами образованными на корпусе люка.

4. Люк-лаз по п.1, отличающийся тем, что в нем внутри консольного патрубка установлен антизавихритель, выполненный в виде негерметичного поршня, у которого профиль торцевой поверхности соответствует профилю внутренней поверхности трубопровода, при этом поршень снабжен штангой, на конце которой закреплена крестовина с рычажно-винтовым устройством фиксации антизавихрителя на консольном патрубке.