Результат интеллектуальной деятельности: ЗАГЛУШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вспомогательным устройствам для трубопроводной сети и предназначено для перекрытия труб нефтепроводов, водопроводов и других трубопроводных систем при проведении ремонта.

Известно заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов и способ его изготовления (патент RU 2037727, МПК F16L 55/12, опубл. 19.06.1995), торцевые стенки которого выполнены из отдельных, радиально направленных и частично перекрещивающих друг друга полос прорезиненной кордной ткани с отогнутыми вдоль оси и заходящими под цилиндрическую оболочку утолщенными концами, перекрещивающимися в области цилиндрической оболочки армирующими слоями оболочки таким образом, что крайние наружные и внутренние слои оболочки и полос плавно огибают соседние слои, при этом на наружной поверхности цилиндрической части устройства выполнены кольцевые выступы треугольного и полукруглого сечений.

Недостатками известной конструкции являются места переходов кольцевых выступов треугольного и полукруглого сечения на наружную цилиндрическую поверхность, в местах переходов на цилиндрической поверхности образуются трещины, по этой причине возможно проникновение нефтепродуктов через резинокордный каркас в гермокамеру, что может привести к разгерметизации устройства и выходу его из строя, указанный недостаток снижает надежность устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому техническому результату является заглушающее устройство для перекрытия трубопровода (патент RU 2277661, МПК F16L 55/12, опубл. 10.06.2006), содержащее внутреннюю камеру, образованную цилиндрической и двумя сопряженными с ней торцевыми стенками, наружную покровную резиновую оболочку и расположенный между ними упрочняющий каркас, состоящий из слоев резинокордной ткани, армирующих цилиндрическую стенку камеры, и отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос резинокордной ткани, армирующих торцевые стенки камеры. Концевые участки слоев резинокордной ткани, армирующие цилиндрическую стенку камеры, отогнуты соответственно на полосы резинокордной ткани, расположенной на торцевой стенке. Упрочняющий каркас включает, по меньшей мере один дополнительный слой резинокордной ткани, наложенный на внутреннюю герметизирующую резиновую камеру и расположенный в зоне сопряжения цилиндрической и торцевых стенок. Одна из торцевых стенок снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером.

Недостатком известного заглушающего устройства является недостаточная прочность упрочняющего резинокордного каркаса в местах сопряжения цилиндрической и торцевых стенок при размещении дополнительного слоя резинокордной ткани на внутренней герметизирующей резиновой камере.

Техническим результатом заявленного заглушающего устройства является повышение надежности заглушающего устройства и повышение герметизации трубопровода.

Технический результат достигается за счет повышения прочности резинокордного каркаса и за счет плавного перехода кольцевых резиновых выступов на наружную резиновую оболочку. Повышение прочности резинокордного каркаса осуществляется путем размещения сверху в зонах сопряжения цилиндрической и торцевых стенок устройства на слоях резинокордного каркаса как минимум одного дополнительного слоя резинокордной ткани, расположенные на торцевых стенках устройства концевые участки дополнительного слоя резинокордной ткани и концевые участки основных слоев резинокордной ткани имеют одинаковую ширину и одно направление нитей с нитями радиально направленных резинокордных полос, на которых они закреплены сверху. Повышение надежности заглушающего устройства достигается за счет плавных переходов кольцевых резиновых выступов треугольной формы в сечении на наружную резиновую оболочку. Заявленная форма кольцевых резиновых выступов, плавно переходящих на наружную резиновую оболочку (радиусом R), снижает концентрацию напряжений в местах перехода резиновых выступов на наружную резиновую оболочку, препятствует появлению трещин в местах перехода и, тем самым, предотвращает разрушение наружной резиновой оболочки.

Сущность заявляемого заглушающего устройства поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 - заглушающее устройство с размещенным сверху дополнительным слоем резинокордной ткани, общий вид;

фиг. 2, вид А - размещение на торцевых стенках устройства радиально направленных резинокордных полос, отогнутых концевых участков основных слоев резинокордной ткани и отогнутых концевых участков дополнительного слоя резинокордной ткани;

фиг. 3, вид Б - конфигурация уплотняющих кольцевых резиновых выступов с плавным переходом на наружную резиновую оболочку;

фиг. 4 - заглушающее устройство в рабочем положении.

Заглушающее устройство 1 для перекрытия трубопровода (фиг. 1) состоит из цилиндрической и двух торцевых стенок, на одной из которых по оси устройства расположен трубный штуцер 2, содержит внутреннюю герметизирующую камеру 3, наружную резиновую оболочку 4, расположенный между ними резинокордный каркас, состоящий, как минимум из двух основных слоев резинокордной ткани 5 на цилиндрической стенке устройства 1, нити которых расположены под углом α от 2° до 20° к продольной оси устройства 1, и расположенные на торцевых стенках устройства 1 отдельные радиально направленные и частично перекрывающие друг друга резинокордные полосы 6 с продольным расположением нитей, причем число слоев радиально направленных резинокордных полос 6 на торцевых стенках равно числу основных слоев резинокордной ткани 5 на цилиндрической стенке устройства 1 и как минимум одного дополнительного слоя резинокордной ткани 7, расположенного в зонах сопряжения цилиндрической и торцевой стенок устройства, на слоях резинокордного каркаса, причем концевые участки основных слоев ткани 5, армирующие цилиндрическую стенку устройства и концевые участки дополнительного слоя резинокордной ткани 7 отогнуты на соответствующие радиально направленные резинокордные полосы 6, при этом ширина концевых участков резинокордных тканей 5 и 7 имеет в зонах перехлеста одинаковую ширину и одно направление нитей с нитями радиально направленных резинокордных полос 6 (фиг. 2), что обеспечивает снижение напряжений и повышение прочности в зонах сопряжения цилиндрической и торцевых стенок резинокордного каркаса, а также повышает надежность заглушающего устройства 1.

Заглушающее устройство 1 (фиг. 3) содержит уплотняющие кольцевые резиновые выступы 8, имеющие в сечении форму треугольника с углом при вершинах β, равных 60-90°, и высоту выступов H, равную 5-20 мм, плавно переходящие радиусом R на наружную резиновую оболочку 4, составляющим 0,3-0,5 высоты H резинового выступа 8. Заявленная форма уплотняющих кольцевых резиновых выступов 8 с углом β при вершине и соотношение высоты H уплотняющего кольцевого резинового выступа 8 и радиуса R обеспечивает устойчивость выступов 8 при поджатии их рабочим давлением газа к внутренней поверхности трубопровода 9 (фиг. 4), а также при больших осевых нагрузках на заглушающее устройство 1 от рабочей среды предотвращает сдвиг заглушающего устройства 1 в трубопроводе 9, что повышает надежность герметизации трубопровода 9, снижает концентрации напряжений в местах перехода от уплотняющих кольцевых резиновых выступов 8 на наружную резиновую оболочку 4. За счет плавного перехода уплотняющих кольцевых резиновых выступов 8 на наружную резиновую оболочку 4 повышается надежность заглушающего устройства 1.

Заявляемое заглушающее устройство 1 работает следующим образом.

К штуцеру 2 заглушающего устройства 1 (фиг. 4) присоединяют рукав для подачи газа (не показан) и вводят заглушающее устройство 1 в трубопровод 9. По рукаву через трубный штуцер 2 в заглушающее устройство 1 подают под рабочим давлением газ.

В процессе работы под давлением газа диаметр заглушающего устройства 1 увеличивается, резинокордный каркас под действием газа воспринимает возникающую нагрузку, дополнительный слой резинокордной ткани 7, расположенной сверху на слоях резинокордного каркаса в зонах сопряжения цилиндрической и торцевых стенок заглушающего устройства 1, снижает напряжение в указанных зонах резинокордного каркаса. Размещенные на торцевых стенках заглушающего устройства 1 концевые участки дополнительного слоя резинокордной ткани 7 и концевые участки основных слоев резинокордной ткани 5, расположенные на соответствующих радиально направленных резинокордных полосах 6 с перехлестом имеют одинаковую ширину и одно направление нитей с нитями радиально направленных резинокордных полос 6 обеспечивают равномерное распределение нагрузки на слои резинокордного каркаса в указанных зонах, что повышает прочность резинокордного каркаса заглушающего устройства 1 и, следовательно, повышается надежность заглушающего устройства 1.

При подаче рабочего газа 10 в трубопровод 9 уплотняющие кольцевые резиновые выступы 8, выполненные в сечении в форме треугольников с углом β при вершинах, равных 60-90°, надежно герметизируют трубопровод 9, а плавные переходы радиусом R выступов 8 на наружную резиновую оболочку 4 препятствуют появлению трещин на наружной резиновой оболочке, что повышает герметизацию трубопровода.

Таким образом, заявляемое заглушающее устройство обеспечивает заявленный технический результат: повышение надежности заглушающего устройства и повышение герметизации трубопровода.