Устройство для аварийного перекрытия трубопровода Советский патент 1984 года по МПК F16L55/124 

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения дис1метра прорезаемого

в трубопроводе отверстия, каждая из раздвижных шторок состоит из нескольких элементов, расположенных один на другом, и каждые два соседних элемента образуют одноподвижную поступательную ваРУ/ РРИ этом каждый элемент снабжен упорами ограничивающими перемещение расположенного выше элемента.

3.Устройство по ПП.1 и 2, отличающееся тем, что клин выполнен ступенчатым, причем число ступенейклина соответствует числу

элементов, составляющих одну из шторок.

4. Устройство по по. 1 и 2, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности, привод выполнен в виде силового цилиндра и направляющей с двумя цилиндрическими изогнутыми в нижней части в противоположные от оси заслонки стороны каналами, в которых размещены тросы с плотно нанизанными шариками, имеющими сферические выемки, при этом верхние концы тросов закреплены на штоке силового цилиндра, а нижние - на раздвижных, шторках запорного узла.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, включающее запорный узел с приводом и уплотнение входного отверстия, отличающееся тем,.что, с целью сокращения времени на перекрытие, запорный узел выполнен в виде заслонки с симметрично установленными на ней раздвижными подпружиненными к центру заслонки шторками, а привод выполнен в виде взаимодействующего со шторками и установленного на штанге клина. r4i i f6

1

Изобретение относится к области обслуживания и ремонта трубопроводного транспорта и предназначено для аварийного перекрытия трубопровода на произвольных участках, преимущественно для трубопроводов большого диаметра.

Известно устройство для перекрытия трубопровода, содержащее запорный узел с приводом и уплотнение входного отверстия. Запорный узел выполнен в виде размещенной в патрубке корпуса катушки с гибкой лентой. Ось катушки совпадает с осью трубопровода. Для перекрыти трубопровода катушку приводят во вращение, наматывая на нее гибкую ленту lJ.

Недостатком данного устройства является трудоемкость перекрытия, так как требуется много времени на перекрытие, в связи с тем, что диаметр запорного узла наращивается постепенно, последовательной намоткой гибкой ленты.

Целью изобретения является сокращение времени на перекрытие, особенно для трубопроводов большог диаметра, при обеспечении высокой надежности и простоты в эксплуатации.

Цель достигается тем, что в устройстве для аварийного перекрытия трубопровода, состоящем из запорного узла с приводом и уплотнения входного отверстия, запорный узел выполнен в виде заслонки с симметрично установленными на ней раздвижными подпружиненными к центру заслонки шторками, а привод выполнен в виде взаимодействующего со шторками и установленного на штанг.е клина.

Причем для уменьшения диаметра прорезаемого в трубопроводе отверстия каждая из раздвижных шторок состоит из нескольких элементов, расположенных один на другом, и каждые два соседних элемента образуют одноподвижную поступательную пару, при этом каждый элемент снабжен упорами, ограничивающими перемещение расположенного выше элемента.

При этом для раздвигания составных шторок приводной клин выполнен ступенчатым, причем число ступеней

клина соответствует числу элементов, составляющих одну из шторок. Кроме того, с целью повышения надежности привод может быть выполнен в виде силового цилиндра и направляющей с двумя цилиндрическими изогнутыми в нижней части в противоположные от оси заслонки стороны каналами, в которых размещены тросы с плотно нанизанными шариками, имеющими сферические выемки, при этом верхние концы тросов закреплены на штоке силового цилиндра, а нижние - на раздвижных шторках запорного узла.

На фиг.1 показано устройство с клиновым приводом в момент перекрытия сечения трубопровода, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - запорный узел устройства;

на фиг.4 - заслонка запорного узла; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.6 - узел I на фиг.4; на фиг.7 - промежуточный привод устройства/ на фиг.8 - то же, вид сбоку/

на фиг.9 - вид Б на фиг.8; на фиг.10 - устройство с шариковым приводом, общий вид; на фиг.11 - то же, вид сбоку/ на фиг,12 - устройство в аксонометрии, общий вид. Устройство для перекрытия трубо провода состоит из запорного узла и его привода 2. Запорный узел 1 содержит заслон 3, соединенную со штангой 4 и несу эластичное уплотнение 5 входного о верстия трубопрооода, и шторки б, установленного на заслонке 3 симме рично и с возможностью перемещения в плоскости заслонки. Заслонка 3 имеет глухие направляющие пазы 7 для установки и пере мещения шторок 6, несет на себе пластинчатые пружины 8, взаимодействующие с ограничителями 9, и под пружинивающие шторки 6 к центру.По оси симметрии заслонки установлен съемный упор 10 для ограничения перемещения шторок б и предотвраще ния их выпадания из направляющих пазов 7. Каждая шторка б выполнена в фор сегмента и имеет направляющий выступ 11, входящий в паз 7, и глухую выемку 12 под упор 10. Шторки запорного узла могут быт выполнены составными из двух и бол элементов 13, расположенных с возможностью перемещения одного по другому, благодаря направляющим па зам и выступам типа ласточкин хвост на их контактирующих поверх ностях. Количество элементов 13 в каждой шторке одинаково, так что они образуют симметричные пары. Каж дый элемент 13 подпружинен к центру заслонки 3, Элементы 13 каждой шторки сцеплены между собой посредством установленных на них упоров 14 и глухих выемок 15 так, что при движении от центра к периферии элемента 13, установленного непосредственно на заслонке 3, перемещаются все установленные выше элементы этой шторки. Для раздвигания шторок могут быть применены приводы возвратнопоступательного действия, например клиновой или шариковый. Клиновой привод имеет клин 16, штангу 17, уплотнение входного отверстия 18 и направляющий выступ 19, под который в заслонке 3 выполнен ответный паз 20. На шторках 6 запорного узла выполне ны скосы 21для взаимодействия с клином 16, а на выступе 19 предусмотрен паз 22для свободного прохода упора 10 при движении клина вниз. . В случае составных шторок клин 16 может быть выполнен ступенчатым (фиг.12) так, что каждой паре элементов 13 соответствует раздвигающая ее клиновая ступень. В случае же многоэлементных шторок привод может быть выполнен составным (фиг.2) из промежуточного привода 23 и замыкающего привода 2. Промежуточный клиновой привод 23(фиг.7) состоит из клинового основания 24, соединенного со штангой 25 и несущего уплотнение 26 входного отверстия. На основании 24с одной стороны выполнен направляющий выступ 27 для взаимодействия с пазом 20 заслонки 3, а с другой стороны - паз 28 для взаимодействия с ответным направляющим выступом 19 замыкающего привода 2. Клиновое основание 24 может быть ступенчатым, на нем установлены попарно раздвижные полуклинья 29 и 30, взаимосвязанные с основанием 24 аналогично элементам 13 запорного узла и взаимодействующие с клиновыми ступенями замыкающего привода 2. Гибкий шариковый привод (фиг.10) состоит из силового цилиндра 31, шток 32 которого входит в полость 33 направляющей 34 с двумя цилиндрическими каналами .35, изогнутыми в нижней части в противоположные стороны. В каждом канале на тросе36 в чередующемся порядке нанизаны стальные шарики 37 и вкладыши 38 (вкладыш представляет собой такой же шарик, но с двумя сферическими выемками на диаметрально противоположных сторонах). Один конец троса закреплен на штоке 32, а другой на кронштейне 39, установленном на шторке б, а при составных шторках на верхнем элементе 13. Устройство с гибким шариковым приводом полностью монтируется на силовом цилиндре 31, а уплотнение.входного отверстия 40 выполняется цельным. Плотность прилегания элементов 13 и заслонки 3 запорного узла к поверхности трубопровода обеспечивается эластичными уплотнениялш 41, которыми они снабжены. Кроме того, для герметизации подвижныхсоединений запорного узла установлены эластичные уплотнения 42, выполненные из резиньа с низким коэффициентом трения. Запорный узел с приводом могут быть помещены в эластичную камеру 43. В этом случае отпадает необходимость в уплотнениях 41 и 42. Перекрытие трубопровода осуществляется следующим образом. В том месте, где необходимо ерекрыть трубопровод, вырезается отверстие, через которое на штанге 4 вводится внутрь трубопровода запорный узел 1. При этом уплотнение 41 заслонки 3 прижимается к внутенней поверхносди трубопровода, а уплотнение 5 перекроет часть взводного отверстия. Запорный узел 1 фиксируется в этом положении. Затем через входное отверстие в трубопровод вводится клин 16 на штанге 17, при этом его выступ 19 входит в паз 20 заслонки 3, При движении клина 16 вниз начинают раздвигаться шторки 6. При этом направляющие выступы 11 шторок 6 скользят в направляющих пазах 7 заслонки 3. Когда вся клиновидная часть клина 16 пройдет полностью скосы 21, шторки 6 перекроют трубопровод: их уплотнения 41 будут прижаты к внутренней поверхности трубопровода, а сжатые между стенками пазо;в 7 и направляющими выступами 11 эластичные уплотнения 42 герметизируют зазоры в подвижных соединениях заслонка 3 - шторка 6. При дальнейшем введении клина 16 в трубопровод эластичное уплотнение 18 полностью перекроет входное отверстие трубопровода и зазоры в подвижном соединении заслонка 3 привод 2.

В случае устройства с составными шторками и ступенчатым клиновым приводом раздвигание элементов 13 происходит следующим образом. Первая (ближайшая к заслонке 3) ступень клина 16 раздвигает.на ширину этой ступени первую (установленную непосредственно на заслонке 3) . пару элементов 13, Затем, при дальнейшем движении клина 16 вниз его следующая ступень раздвигает следующую пару элементов 13 - так до полного перекрытия сечения трубопровода,

В случае устройства с составным клиновым приводом после введения в трубопровод запорного узла 1 и фиксации его положения вводят сначала промежуточный привод 23, При этом его выступ 27 скользит по пазу 20 заслонки 3, а его клиновидная часть основания 24, воздействуя на скосы 21 первой пары элементов 13, раздвигает их, как описано выше Затем в трубопровод вводится замыкающий привод 2, при этом выступ 19 скользит по пазу 28 основания 24 привода 23, Клиновидная часть клина 16,воздействуя на внутренние скосы полуклиньев 29 и преодолевая сопротивление пружин 8, установленных на второй (от заслонки 3) паре элементов 13 раздвигает третью и четвертую пару элементов 13 совместно с полуклиньями 29 и 30 сначала на ширину первой ступени клина 16, При дальнейшем введении клин 16 его вторая ступень, воздействуя на полуклинья 30 и преодолевая сопротивление пружин 8, установленных на третьей паре элементов 13, раздвигает четвертую пару элементов 13, которые окончательно перекроют сечение трубопровода. При дальнейшем введении клина 16 его уплотнение 18 полностью перекроет входное отверстие трубопровода.

Демонтаж устройства с составным клиновым приводом производится в обратной последовательности. Сначала выводится из трубопровода замыкающий привод 2, .при этом две верхних пары элементов 13 сдвинутся под действием пружин 8 к центру заслонки 3, а полуклинья 29 и 30 сойдутся в центре заслонки. Затем выводится промежуточный привод 23, при этом все элементы 13 запорного узда 1

под действием пружин 8 сойдутся в центре. Последним удаляется запорный узел 1, а входное отверстие в трубопроводе заделывается любым известным способом.

Перекрытие трубопровода устройством с шариковым приводом (фиг.10) осуществляется следующим образом. В трубопровод на силовом цилиндре 31 вводится устройство. При этом

уплотнение 41 заслонки 4 прижмется к внутренней поверхности трубопровода, а уплотнение 40 перекроет входное отверстие. После введения устройства в трубопровод силовой

цилиндр 31 фиксируется (на предварительно приваренном к трубопроводу патрубке, или на самоходной установке). При движении штока 32 вниз давление передается на шарики 37 И вкладыши 38, которые проталкиваются через каналы 35, раздвигая верхние элементы 13, на которых закреплены кронштейны 39. При расхождении верхних элементов 13 до упора их направляющих выступов в стенки

пазов элементов 13, на которых они (верхние элементы) непосредственно установлены, начинают расходиться и эти элементы 13, Аналогично происходит сцепление со следующими

парами элементов 13 и, таким об,разом, происходит полное раздвигание шторок запорного узла и перекрытие сечения трубопровода. При выходе из канала 35 шарики 37 и вкладыши 38, благодаря сферическим выемкам, центрируются по оси троса 36, препятствуя его изгибу.

Демонтаж устройства производится следующим образом,

Шток 32 силового цилиндра 31 движется вверх, тянет тросы 36, этому способствуют и пружины 8 запорного узла 1, снижая растягивающее усилие на тросах. Это основное

назначение пружин 8 в устройстве с шариковым приводом, поэтому возможно применение запорного узла, в котором шторки не подпружинены. Шарики .37 и вкладыши 38 не препятствуют втягиванию тросов 36, проска кивая в каналы 35. При смыкании элементов 13 в центре запорного узла 1 шток 32 останавливается, устройство выводят из трубопровода . Устройство позволяет быстро п рекрыть трубопровод большого диаметра, что очень важно при аварии

Фиг.6 Д . 4 когда возникает необходимость срочного ремонта трубопровода без сброса транспортируемой среды. Жесткая конструкция запорного узла с уплотнениями всех подвижных соединений обеспечит надежное перекрытие трубопровода при высоком давлении транспортируемой среды. Д-/А (Пружина дет 8не показана}

Фиг. 10 3Q

Фиг. 7Г MM.

//

w /J J

fpas.n

17

f8

/