Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для временной заделки пробоин с рваными краями

Изобретение относится к средствам временной заделки пробоин с рваными краями в заполненных жидкостью жестких полых изделиях, в частности в резервуарах, автомобильных и железнодорожных цистернах, заполненных нефтепродуктами, и может быть использовано в полевых условиях.

В практике эксплуатации резервуаров, автомобильных и железнодорожных цистерн имеют место случаи получения пробоин, при этом диаметр пробоины может составлять от 5 до 30 мм. Как правило кромки пробоины имеют рваные края и направлены как внутрь емкости, так и наружу, что приводит к значительным потерям нефтепродуктов.

Известны способы ликвидации пробоин в стенках емкостного оборудования путем наложения герметизирующих прокладок для временного приостановления течи и недопущения дальнейшего разлива жидкого продукта.

Ремонтное устройство (RU №2239119 С1, F16L 55/16, В23Р 6/04, 28.11.2003 г.). Конструкция ремонтного устройства с магнитным держателем, состоящее из головки, в полости которой расположен постоянный магнит, и герметизирующей прокладки, закрепленной на плоской рабочей поверхности головки и выполненной из ферромагнитного материала с предварительно нанесенной полимерной клеевой композицией, содержащей ферромагнитный наполнитель в виде порошка железа.

Недостатком указанного устройства является невозможность герметизации пробоины с выступающими рваными краями плоской герметизирующей прокладкой, невозможна установка устройства на резервуары, изготовленные из неферромагнитных материалов, а также ненадежность фиксации устройства на автоцистернах по причине сползания ремонтного устройства при движении и вибрации герметизируемой емкости). Известно устройство для временной заделки пробоин и трещин в заполненных жидкостью резервуарах и других жестких конструкциях (RU П. №105880, МПК В63В 43/16, 14.02.2011 г. ). Устройство содержит жесткий пластырь, по периметру которого закреплен уплотнительный элемент с полостью, в которой создается разрежение от внешнего источника разрежения. Недостатком этого устройств является то, что для прижатия жесткого пластыря требуется внешний источник создания разрежения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и взятым за прототип является устройство для заделки пробоин с рваными краями, содержащее жесткий пластырь с выступом по периметру, на котором закреплен уплотнительный элемент, подтягивающий элемент с затяжной гайкой и с внутренней опорой, выполненной в виде рычагов S-образной или П-образной формы, закрепленных на общей оси, размещенной в нижней части подтягивающего элемента (а. с. №1688007, F16L 55/10 - прототип).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность обусловленная ограничением размеров, а именно, диаметр заделываемого отверстия не менее 30 мм, что недостаточно при пробоинах, диаметр которых от 5 до 30 мм и не предотвращает течь в подтягивающем элементе.

Технический результат изобретения - повышение эффективности устройства за счет расширения типоразмерности пробоин от 5 до 30 мм с одновременным снижением потерь в подтягивающем узле.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для заделки пробоин с рваными краями, содержащем уплотнительную прокладку, закрепленную по периметру с внутренней стороны жесткого пластыря и проходящую через центральное осевое отверстие жесткого пластыря фигурную опору, связанную с подтягивающим узлом, средство уплотнения которого размещено с наружной стороны жесткого пластыря с возможностью поджатия фасонной гайкой, согласно изобретению фигурная опора выполнена в виде стального цилиндрического стержня, нижняя часть которого изогнута на угол 90°, а верхняя часть на отрезке не менее 0,75 его длины имеет в сечении полуцилиндрическую форму с метрической резьбой, фасонная гайка выполнена с диаметрально противоположно запрессованными в ее цилиндрической поверхности штифтами и является обхватываемой деталью подтягивающего узла, состоящего из обхватывающего фасонную гайку полого цилиндра, с нижнего торца которого выполнены две диаметрально расположенные прорези, имеющие заходный участок, параллельный оси полого цилиндра, и участок, параллельный торцу полого цилиндра для штифтов фасонной гайки, в верхней части полого цилиндра закреплены съемные ручки, внутри полого цилиндра размещен ступенчатый шток с выполненной проточкой по центру, имеющей в сечении полуцилиндрическую форму, ступень меньшего диаметра которого проходит через осевое отверстие полого цилиндра и имеет на торце жестко закрепленную ручку, а ступень большего диаметра штока выполнена с кольцевой наружной канавкой для взаимодействия при вращении с запрессованным в стенке полого цилиндра штифтом, при этом по оси ступени большего диаметра штока выполнена проточка, имеющая в сечении полуцилиндрическую форму, идентичную форме верхней части фигурной опоры.

На фиг. 1 - представлено устройство для временной заделки пробоин с рваными краями (в изометрии);

фиг. 2 - то же (в сборе в момент установки его в пробоину);

фиг. 3 - подтягивающий узел устройства для временной заделки пробоин с рваными краями;

фиг. 4 - герметизирующий узел устройства для временной заделки пробоин с рваными краями;

Устройство для временной заделки пробоин с рваными краями состоит из сборно-разборных узлов, герметизирующего (фиг. 4) и подтягивающего (фиг. 3) узлов, собираемых между собой перед эксплуатацией.

Подтягивающий узел (фиг. 3) устройства для временной заделки пробоин с рваными краями содержит полый цилиндр 9 со ступенчатой внутренней цилиндрической поверхностью, с нижнего торца которого выполнены две диаметрально расположенные прорези 10 и 11, имеющие заходный участок, параллельный оси цилиндра, и участок, параллельный торцу цилиндра для штифтов 7 и 8 фасонной гайки 6. В верхней части полого цилиндра 9 закреплены посредством резьбового соединения съемные ручки 13 и 14. В его верхней торцевой поверхности имеется канал для прохождения ступени 15а меньшего диаметра штока 15. Ступенчатый шток 15 размещают внутри полого цилиндра 9. Ступень 15а меньшего диаметра штока 15 проходит через осевое отверстие полого цилиндра 9. На торце ступени 15а жестко закреплена штифтом 17 полусферическая ручка 18.

На ступени 15б большего диаметра штока 15 выполнена кольцевая наружная канавка 16, являющаяся направляющей штифта 12 при вращении полого цилиндра 9. Штифт 12 на уровне канавки 16 запрессован в стенке полого цилиндра 9 перпендикулярно его оси, таким образом, что ось штифта 12 отсекает сегмент цилиндрической поверхности по хорде.

Для фиксации фигурной опоры 1 от разворота вокруг своей оси в ступени 15б большего диаметра штока 15 выполнена осевая проточка, имеющая в сечении полуцилиндрическую форму, идентичную форме верхней части фигурной опоры 1, и имеющая глубину не менее длины с аналогичным профилем верхней части фигурной опоры 1.

Герметизирующий узел (фиг. 4) устройства для временной заделки пробоин с рваными краями содержит фигурную опору 1, которая представляет собой стальной цилиндрический стержень. Нижний торец стержня имеет сферическую поверхность (для удобства ввода в пробоину) и изогнут на угол 90°, что обеспечивает лучшую фиксацию в пробоине (более плотное прилегание к внутренней поверхности ремонтируемого изделия). Верхняя часть фигурной опоры 1 на отрезке не менее 0,75 его длины от верхнего торца имеет в сечении полуцилиндрическую форму с нарезанной метрической резьбой. Уплотнительная прокладка 2 устанавливается, как и в прототипе с внутренней стороны жесткого пластыря 3 и держится в его углублении за счет отбортовки (без поз.). Средством уплотнения подтягивающего узла является уплотнительная втулка 4, размещенная с наружной стороны жесткого пластыря 3, которая одета на фигурную опору 1 и вставлена в коническую проточку с наружной стороны в жестком пластыре 3. Уплотнительная втулка 4 имеет высоту несколько большую (для более плотного прилегания по поверхности стержня), чем глубина наружной проточки жесткого пластыря 3. Над уплотнительной втулкой 4 на цилиндрический стержень фигурной опоры 1 для поджатия втулки 4 одета шайба 5 и фасонная гайка 6, выполненная с диаметрально-противоположно запрессованными в ее цилиндрическую поверхность штифтами 7 и 8, выступающими над ее боковой поверхностью.

Уплотнительная прокладка 2, и уплотнительная втулка 4 выполнены из маслобензостойкой резины марки 1Н-I-МБС-М-15 ГОСТ 7338-90 с рабочей температурой окружающей среды от минус 30°С до 80°С.

Таким образом, при использовании устройства для временной заделки пробоин с рваными краями, после установки герметизирующего узла, который остается в пробоине, подтягивающий узел отсоединяется от герметизирующего узла и может быть использован вновь для герметизации пробоин.

Заделку пробоины, из которой вытекает нефтепродукт, производят следующим образом.

Герметизирующий узел находится в рабочем собранном состоянии с максимально выдвинутой фигурной опорой 1 из корпуса жесткого пластыря 3 для более удобной и быстрой фиксации его в пробоине. Уплотнительные прокладки 2 и 4 вставлены в жесткий пластырь 3 и одеты на фигурную опору вместе с шайбой 5 и фасонной гайкой 6 с запрессованными в ней двумя штифтами 7, 8.

Вставляют фигурную опору 1 в пробоину и, вращая фасонную гайку 6, поджимают эластичную уплотнительную прокладку 2 вместе с жестким пластырем 3 к поверхности поврежденной емкости.

Верхнюю часть фигурной опоры 1, имеющую в сечении полуцилиндрическую форму, вводят в осевую проточку ступени 15б большего диаметра штока 15, что фиксируют ее от проворота.

Вставляют штифты 7 и 8 фасонной гайки 6 в заходный участок прорезей 10 и 11 полого цилиндра 9 и поворачивают для прохода штифтов 7 и 8 по участку параллельному торцу полого цилиндра 9.

Для закрепления узла герметизации в пробоине вращают полый цилиндр 9 за ручки 13 и 14 подтягивающего узла по часовой стрелке, фасонная гайка 6 с шайбой 5 подтягивает, по резьбе изогнутый на угол 90° нижний торец фигурной опоры 1, который плотно прилегает к внутренней поверхности ремонтируемого изделия. Используя, как упор полусферическую ручку 18 вращают полый цилиндр 9 за ручки 13 и 14 до окончательного прекращения течи.

Для отсоединения подтягивающего узла, вращают против часовой стрелке полый цилиндр 9 за ручки 13 и 14, отсоединяют штифты 7 и 8 фасонной гайки 6 из прорезей 10 и 11 полого цилиндра 9 и вынимают верхнюю часть фигурной опоры 1 из проточки ступени 15б большего диаметра штока 15.

Герметизирующий узел в который входят фигурная опора 1, уплотнительная прокладка 2, жесткий пластырь 3, уплотнительная втулка 4, шайба 5, фасонная гайка 6 с запрессованными в нее штифтами 7 и 8, остается на ремонтируемом изделии до слива жидкости из емкости.

Применение изобретения за счет совокупности существенных признаков: наличие фигурной опора выполненной в виде стального цилиндрического стержня 1, нижняя часть которого изогнута на угол 90°, а верхняя часть на отрезке не менее 0,75 его длины имеет в сечении полуцилиндрическую форму с метрической резьбой, фасонной гайки 6 с диаметрально противоположно запрессованными в ее цилиндрической поверхности штифтами 7 и 8, полого цилиндра 9, с нижнего торца которого выполнены две диаметрально расположенные прорези 10 и 11, в верхней части которого закреплены съемные ручки 13 и 14, внутри полого цилиндра 9 размещен ступенчатый шток 15 с выполненной проточкой по центру, имеющей в сечении полуцилиндрическую форму, ступень 15а меньшего диаметра которого проходит через осевое отверстие полого цилиндра и имеет на торце жестко закрепленную штифтом 17 ручку 18, а ступень 15б большего диаметра штока 15 выполнена с кольцевой наружной канавкой 16 для взаимодействия при вращении с запрессованным в стенке полого цилиндра штифтом 12, при этом по оси ступени 15б большего диаметра штока 15 выполнена проточка, имеющая в сечении полуцилиндрическую форму, идентичную форме верхней части фигурной опоры 1, предложенное устройство исключает течи в подтягивающем элементе и позволяет оперативно применять для ликвидации пробоин от 5 мм до 30 мм в резервуарах, а также в автомобильных и железнодорожных цистернах.