Устройство для испытания действующего трубопровода Советский патент 1992 года по МПК F17D5/02 G01M3/08 

сл

С

Изобретение относится к системам трубопроводов, в частности к устройствам для обнаружения утечек. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения износа - достигается тем, что устройство размещено внутри испытываемого трубопровода и состоит из корпуса со сквозной полостью, запорного элемента, кинематически соединенного со штоком, гидроцилиндра с подпоршневой полостью, соединенной с ответвлением испытательной магистрали, и надпоршневой полостью, соединенной с магистралью управления. Испытательная магистраль выполнена с возможностью поочередного подключения к сквозной полости гидроцилиндра или к нагнетательному патрубку насоса посредством золотника, управляемого программным устройством, причем надпоршневая полость гидроцилиндра соединена с магистралью управления. 6 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для испытания действующего трубопровода на прочность избыточным давлением, а также временной локализации поврежденного участка трубопровода.

Известно устройство для испытания стыков труб, содержащее цилиндрический корпус со сквозным осевым каналом, установленные на наружной поверхности корпуса уплотнительные элементы, предназначенные для образования совместно с корпусом и испытываемым трубопроводом замкнутой кольцевой камеры, размещенный в канале корпуса насос для подачи в кольцевую полость испытательной среды и привод насоса. Привод насоса автономный, испытания проводятся воздухом.

Данное устройство не может быть использовано при испытании действующего

трубопровода, поскольку управляется снаружи трубопровода.

Известно также устройство для испытания действующего трубопровода, содержащее цилиндрический корпус со сквозной осевой полостью, установленные на наружной поверхности корпуса уплотнительные элементы, предназначенные для образования совместно с корпусом и испытываемым трубопроводом замкнутой кольцевой камеры, размещенный в канале корпуса насос для подачи в кольцевую камеру испытательной среды и привод насоса, которое позволяет изолировать поврежденный участок трубопровода и использовать энергию потока продукта, перекачиваемого в нем, за счет того, что в корпусе выполнен дополнительный канал с торца, привод насоса выполнен в виде турбины, входной патрубок которой связан с дополнительным каналом, а выходной - со сквозным. Устройство

vi

СЬ СЛ О

О 00

снабжено запорным элементом, установленным на торце корпуса с возможностью поочередного перекрытия каналов, и приводом запорного элемента в виде гидроцилиндра, установленного снаружи корпуса между уплотнительными элементами. Устройство снабжено также установленными в утенке корпуса подпружиненными в ради- направлении аварийными тормозами, установленными в пределах кольцевой камеры, и обратным клапаном.

Известен также способ контроля прочности стенки действующего трубопровода, который реализуется с помощью устройст- eat Содержащего цилиндрический корпус со сквозной осевой полостью, запорный элемент, герметичный отсек в корпусе, в котором расположен насос с приводом, источник питания программное устройство (реле времени) и система проводников, рубильник, обратный клапан, аварийные тормоза, а также установленные на наружной поверхности корпуса уплотнительные элементы, предназначенные для образования совместно с корпусом и испытываемым трубопроводом замкнутой кольцевой камеры.

Недостатком этих устройств является то, что продолжительность испытания стенки трубопровода является неуправляемым параметром. Устройство перемещается потоком перекачиваемого продукта со скоростью его движения по трубопроводу, в результате время испытания можно регулировать только изменяя производительность перекачки, что не всегда представляется возможным по технологическим причинам. В то же время продолжительность испытания является одним из важнейших факторов, определяющих достоверность контроля.

Кроме того, при непрерывном перемещении устройства при испытании герметизирующие манжеты испытывают повышенный износ, так как работают под высоким испытательным давлением, прижимаясь и скользя по шероховатой стенке трубопровода.

Целью изобретения является регулирование продолжительности испытаний. Кроме того, изобретение позволяет повысить надежность работы и снизить износ герметизирующих манжет,

В устройстве для испытания действующего трубопровода, содержащем цилиндрический корпус со сквозной полостью, герметичным отсеком с расположенным в нем насосом, программное устройство, замкнутую кольцевую камеру между цилиндрическим корпусом и стенкой трубопровода, цилиндрический корпус снабжен гидроцилиндром с надпоршневой и подпоршневой полостям, технологическим тормозом с полостью, соединенной испытательной магистралью с кольцевой камерой, подпоршневой полостью гидроцилиндра, сквозной полостью корпуса и нагнетательным патрубком насоса,

причем испытательная магистраль выполнена с возможностью поочередного подключения к сквозной полости корпуса или к нагнетательному патрубку насоса посредством золотника, управляемого программным

0 устройством, а надпоршневая полость гидроцилиндра соединена с магистралью управления.

На фиг. 1 изображено устройство для испытания действующего трубопровода в

5 разрезе в процессе движения по трубопроводу; на фиг. 2 - технологический блок устройства в процессе испытания стенки трубопровода; на фиг. 3 - технологический блок устройства после разрыва стенки тру0 бопровода; на фиг. 4 - принципиальная схема устройства в процессе испытания стенки трубопровода; на фиг. 5 - устройство после разрыва стенки трубопровода; на фиг, 6 - устройство в начальный момент запуска его

5 в действующий трубопровод.

Устройство для испытания действующего трубопровода размещается внутри испытываемого трубопровода 1 и состоит из корпуса 2 со сквозной полостью 3, запорно0 го элемента 4, кинематически соединенного со штоком 5 (например, зубчатой передачей), гидроцилиндра 6, подпоршневая полость А которого соединена с ответвлением 7 испытательной магистрали 8, имеющей от5 ветвления 9, 10, а надпоршневая полость Б соединена с магистралью управления 11, наружных уплотнительных элементов 12, 13 и внутренних уплотнительных элементов 14, 15, расположенных внутри кольцевой каме0 ры 16, образованной внутренней поверхностью стенки испытываемого трубопровода и наружной поверхностью трубопровода, давление в которой регулируется обратным клапаном 17, аварийных тормозов 18 и тех5 нологических тормозов 19, клапана-рубильника 20 с пружиной 21, расположенного между кольцевой камерой и герметичным отсеком 22, в котором размещен технологический блок 23.

0 Технологический блок включает программное устройство 24 (например, реле времени) с переключателем 25, источник питания 26, систему проводников 27, 28, 29, 30, 31, 32 с клеммами 33, 34, 35, силовые

5 приводы 36, 37, соединенные кинематически (например, муфтами) соответственно с насосами 38, 39, снабженными соответственно всасывающими патрубками 40, 41 и нагнетательными патрубками 42, 43, соединенными с золотником 44, снабженным

сливными патрубками 45, 46, нагнетательными патрубками 47, 48, ползуном 49 (фиг. 4) с соединительными каналами 50, 51, 52, 53, подпружиненным пружинами 54, 55.

Для запуска устройства необходима пусковая камера 56 (фиг, 6) с крышкой 57, патрубками 58, 59, вентилями 60, 61 и магистралями высокого давления 62, 63. Пусковая камера соединяется с испытываемым трубопроводом посредством запорного элемента 64.

Устройство работает следующим образом.

Устройство с открытой сквозной полостью 3 помещается в пусковую камеру 56 таким образом, чтобы кольцевая камера 16 сообщалась с патрубком 59 (фиг. 6). По магистралям высокого давления 62, 63 через вентили 60, 61 и патрубки 58, 59 сначала в пусковую камеру, а затем в кольцевую камеру 16 нагнетает перекачиваемый продукт до достижения давления, равного давлению перекачки в испытываемом трубопроводе 1.

Вследствие создания давления в кольцевой камере 16 (фиг. 2) клапан-рубильник 20, сжимая пружину 21, замыкает клеммы 33. При этом образуется замкнутый контур, образованный клеммами 33, проводником 31, программным устройством 24, переключателем 25, клеммой 35, проводником 30, силовым приводом 35, проводником 28.

Силовой привод 36 включается и приводит в движение насос 38, который засасывает перекачиваемый продукт из сквозной полости 3 через всасывающий патрубок 40 и подает его под давлением через нагнетательный патрубок 42 в золотник 44. Под действием давления перекачиваемого продукта ползун 49 (фиг. 4) смещается влево (по чертежу), в результате чего перекачиваемый продукт по соединительному каналу 53, нагнетательному патрубку 48 поступает в испытательную магистраль 8 и в ответвления 7, 9, 10. Вследствие этого срабатывают технологические тормоза 19, повышается давление до испытательного в камере 16, шток 5 гидроцилиндра 6 перемещается вправо (по чертежу). Описанный процесс испытания продолжается определенное время, предусмотренное программой, после чего срабатывает реле времени (на чертеже не показано)и переключатель 25 перебрасывается с клеммы 35 на клемму 34. При этом силовой привод 36 перестает работать, а силовой привод 37 начинает работать, так как образуется замкнутый контур, состоящий из клемм 33, проводника 31, программного устройства 24, переключателя 25, клеммы 34, проводника 32, силового привода 37, проводника 29, источника питания 26,

проводника 28. Силовой привод 37 приводит в действие насос 39, вследствие чего перекачиваемый продукт из сквозной полости 3 по всасывающему патрубку 41 и нагнетательному патрубку 43 поступает в золотник 44. При этом ползун 49 перемещается в крайнее правое положение, вследствие чего соединительный канал 50 соединяется с патрубком 47 и магистралью

0 управления 11, соединительный канал 51 соединяется нагнетательным патрубком 18 и сливным патрубком 46. После указанных соединений давление в испытательной магистрали выравнивается с давлением пере5 качки, технологические тормоза 19 отходят от стенки трубопровода, шток 5 гидроцилиндра 6 перемещается в крайнее левое положение, поворачивая запорный элемент 4 и перекрывая сквозную полость 3. Под дав0 лением перекачиваемого продукта устройство начинает перемещаться по трубопроводу 1. Процесс перемещения продолжается определенное время, заданное программой, после чего переключатель 25

5 перебрасывается на клемму 35, силовой привод 37 останавливается, а силовой привод 36 включается. Под давлением перекачиваемого продукта срабатывает, как было описано выше, золотник 44 и продукт посту0 пает в испытательную магистраль 8 и ответвления 7, 9, 10. Шток 5 гидроцилиндра 6 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, открывая запорный элемент 4, технологические тормоза 19 прижимают5 сяк внутренней поверхности стенки трубопровода 1, начинается испытание. Давление испытания в кбльцевой камере 16 регулируется обратным клапаном 17.

В случае разрыва стенки испытываемо0 го трубопровода 1 (фиг. 5) давление в кольцевой камере 16 падает ниже давления перекачки. При этом под давлением перекачиваемого продукта срабатывают аварийные тормоза 18, прижимаясь к внутренней

5 поверхности трубопровода, клапан-рубильник 20 под действием пружины 21 отходит вправо по чертежу, размыкая клеммы 33, отключая источник питания. При этом ползун 49 золотника 44 под действием пружины

0 54, 55 занимает среднее положение, в результате чего испытательная магистраль и магистраль управления отсекаются корпусом ползуна.

После этого вырезают окно на дефек5 тном участке, с которым удаляют трещину, и на место заваривают заплату с патрубком и вентилем над кольцевой камерой 16, аналогично фиг. 6 (патрубок 59, вентиль 61). Затем, подав под давлением перекачиваемый продукт в кольцевую камеру 16, замыкают

клапаном-рубильником клеммы 33, и процесс испытания продолжается.

Формула изобретения Устройство для испытания действующего трубопровода, содержащее цилиндрический корпус со сквозной полостью, герметичным отсеком с расположенным в нем насосом, программное устройство, замкнутую кольцевую камеру между цилиндрическим корпусом и стенкой трубопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем умень- шения износа, цилиндрический корпус

b tft033 3622

:г,ГГг W

Фиг. 2

снабжен гидроцилиндром с надпоршневой и подпоршневой полостями, технологическим тормозом с полостью, соединенной ис- пытательной магистралью с кольцевой

камерой, подпоршневой и сквозной полостями корпуса и нагнетательным патрубком насоса, причем испытательная магистраль выполнена с возможностью поочередного подключения к сквозной полости корпуса

или к нагнетательному патрубку насоса посредством золотника, управляемого программным устройством, а надпоршневая полость гидроцилиндра соединена с магистралью управления.

t033 3622

:г,ГГг W

X

X

/

1ч

Ч

fe

г:1 |

ПЕГ.

Сч

Ч