СПОСОБ И МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА
METHOD AND MOBILE DEVICE OF SHUTTING OFF PIPELINE

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия трубопровода изнутри в технологических целях (монтаж, ремонт, испытания и т.п.).
Известен способ технологического перекрытия трубопровода изнутри посредством надувных эластичных герметизирующих узлов, установленных на мобильном устройстве, которое вводят в трубопровод, перемещают в место перекрытия, закрепляют стопорным узлом и которым надувают эластичные элементы. Способ реализован мобильным устройством для технологического перекрытия трубопровода изнутри по патенту на изобретение RU №2117851, МПК F16L 55/18, опубликовано 20.08.1998 г. Устройство состоит из трубчатого цилиндрического корпуса, пневматического ресивера, стопорного узла и охватывающих корпус надувных эластичных герметизирующих узлов. Стопорный узел включает башмаки, приводимые в рабочее положение посредством пневматических цилиндров, управляемых электромагнитными золотниками. Внутренние полости пневматических цилиндров соединены с пневматическим ресивером, а внешние - с потоком продукта. Герметизирующие узлы выполнены в виде размещаемых на внешней поверхности цилиндрического корпуса пневмогидравлических цилиндров, гидравлическая система которых связана с надувными герметизирующими манжетами, а пневматическая система связана через электромагнитные золотники с пневматическим ресивером. Торцы трубчатого корпуса оснащены заслонками с дистанционно управляемыми электромагнитными защелками. Устройство перемещают внутри трубопровода потоком транспортируемой среды. Начало движения, его скорость и остановки определяются положением заслонок.
Недостаток известного способа заключается в низкой надежности надувных эластичных герметизирующих узлов.
Известное мобильное устройство имеет следующие недостатки: малая энергоемкость из-за отсутствия средств пополнения пневматического ресивера, отсутствие опор качения и износ надувных манжет о внутреннюю поверхность трубопровода, наличие двух рабочих сред с соответствующим усложнением конструкции, низкая точность позиционирования в трубопроводе.
В качестве прототипа выбран способ и реализующее его самоходное мобильное устройство по патенту RU №2220362, МПК F16L 55/18, опубликовано 27.12.2003 г. Устройство состоит из трубчатого цилиндрического корпуса на опорах качения, стопорного узла, гидропривода стопорного узла, охватывающих корпус надувных эластичных герметизирующих узлов и пневмопривода герметизирующих узлов. Устройство оснащено источником электрического тока, двигателем и движителем для перемещения, а также дистанционной системой управления.
В устройстве применяется две рабочие среды: жидкость и газ, что усложняет конструкцию, а применение надувных эластичных герметизирующих узлов снижает надежность способа и устройства.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение надежности способа и устройства перекрытия трубопровода изнутри за счет применения ненадувных герметизирующих узлов.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении безопасности и снижении стоимости технологического перекрытия трубопровода.
Указанный результат достигается следующим способом.
Трубопровод перекрывают изнутри посредством герметизирующего узла, установленного на мобильном устройстве, которое вводят в трубопровод, перемещают в место перекрытия и закрепляют стопорным узлом. Для достижения результата герметизирующий узел выполняют в виде ряда колец, собранных из уплотняющих сегментов. Уплотняющие сегменты смежных колец смещают на половину их окружного шага и устанавливают концентрично проточной части трубопровода на подвижных элементах опорного разрезного кольца. Уплотняющие сегменты поджимают к внутренним стенкам трубы подвижными элементами разрезного кольца и сжимают в осевом направлении жестким диском. Подвижные элементы опорного разрезного кольца и жесткий диск перемещают посредством гидроцилиндров.
Способ реализуется мобильным устройством для технологического перекрытия трубопровода, содержащим корпус на опорах качения, стопорный и герметизирующий узлы, их гидропривод. Для достижения технического результата герметизирующий узел выполнен в виде ряда колец, собранных из уплотняющих сегментов. Уплотняющие сегменты смежных колец смещены на половину их окружного шага и установлены концентрично проточной части трубопровода на подвижных элементах опорного разрезного кольца с возможностью поджатия к внутренним стенкам трубы и сжатия в осевом направлении жестким диском. Подвижные элементы опорного разрезного кольца и жесткий диск перемещаются гидроцилиндрами.
Мобильное устройство может быть выполнено как в самоходном варианте, т.е. оснащено источником электрического тока, двигателем, гидростанцией и дистанционной системой управления, так и в виде прицепного модуля к другим самоходным мобильным устройствам трубопровода.
Последний вариант более предпочтителен для перекрытия трубопровода в местах доступа в проточную часть (фланцевые соединения, люки-лазы и т.п.).
На фиг.1 представлен общий вид предпочтительной конструкции мобильного устройства, на фиг.2 - сегменты кольца, поджатые к внутренней стенке трубы, на фиг.3 - вид А на фиг.2, на фиг.4 - вид Б на фиг.2.
Мобильное устройство для перекрытия трубопровода собрано в корпусе 1 с опорами качения 2. Стопорный узел расположен между передней 3 и средней 4 стенками корпуса и включает обрезиненные башмаки 5, приводимые в рабочее положение посредством радиальных гидроцилиндров 6. Герметизирующий узел расположен между средней 4 и задней 7 стенками корпуса. Герметизирующий узел содержит ряд колец, собранных из уплотняющих сегментов 8 на кольцевых осях 9. Кольца из уплотняющих сегментов 8 установлены концентрично проточной части трубопровода на подвижных элементах 10 разрезного опорного кольца, которые закреплены на штоках радиальных гидроцилиндров 11. Кольцевые оси 9 крепятся шпильками 12 к элементам 10 разрезного опорного кольца. Осевые гидроцилиндры 13 связаны штоками с подвижным кольцевым жестким диском 14, который установлен на направляющей корпуса через уплотнение 15. Кольцевой жесткий диск 14 установлен с возможностью осевого сжатия колец из уплотняющих сегментов через нажимные кольца 16. Между кольцами из уплотняющих сегментов, посредством втулки 17 образована камера 18 для контроля протечек, которая через отверстия втулки и рукав 19 соединена с приборами поста управления. Для доставки к трубопроводу и соединения с самоходным мобильным средством устройство оснащено рым-болтами 20.
Устройство вводится в трубопровод средствами механизации и устанавливается в проточной части на опорах 2. От поста управления включают стопорный узел - радиальные гидроцилиндры 6 прижимают обрезиненные башмаки 5 к внутренней поверхности трубопровода. Затем включают герметизирующий узел - радиальные гидроцилиндры 11 поджимают через элементы 10 разрезного опорного кольца уплотняющие сегменты 8 к внутренней поверхности трубопровода, а осевые гидроцилиндры 13 сжимают кольца из уплотняющих сегментов через кольцевой жесткий диск 14 и нажимные кольца 16 за счет упора в среднюю стенку 4 корпуса. Герметичность устройства контролируется приборами поста управления через рукав 19.
Разгерметизация трубопровода производится обратным порядком перечисленных действий.
Промышленная применимость предлагаемого изобретения подтверждена стендовыми испытаниями и эксплуатацией установочной серии.
Производство предлагаемого устройства реализовано в условиях металлообрабатывающего завода.
Предлагаемое изобретение позволяет снизить затраты и повысить безопасность технологического перекрытия трубопровода.