ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ МАНЖЕТА ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к герметизирующим манжетам, предназначенным для трубопроводного строительства и применения для герметизации пространства между защитным кожухом и трубопроводом на переходах через автомобильные и железные дороги, а также через другие инженерные сооружения.
Известна герметизирующая манжета для трубопровода в защитном кожухе, выполненная в виде сжатого в осевом направлении гофрированного кольца или усеченного конуса из упругого материала (SU 1613775, 15.12.1990).
Однако, необходимо отметить, что размещение трубопровода в защитном кожухе приводит к тому, что под действием силы тяжести его продольная ось симметрии смещается относительно оси симметрии кожуха. По этой причине применение вышеуказанного известного устройства уплотнения вызывает его деформацию, величина которой зависит от веса трубы и характеристик упругого материала устройства уплотнения. В частности, очевидно, что большие диаметры труб вызовут значительные деформации материала. Кроме того, применение указанного технического решения невозможно для изолированных трубопроводов, т.к. в процессе эксплуатации трубопровода он подвергается осевым перемещениям.
Кроме этого, известна резиновая манжета, герметизирующая магистральный трубопровод и защитный кожух (футляр), состоящая из двух цилиндрических участков и соединяющей их конической части (RU 2006136856 A, 10.05.2008).
Однако указанное техническое решение также не устраняет вышеизложенные недостатки.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является герметизирующая манжета для трубопровода в защитном кожухе, выполненная в виде гофрированного кольца или усеченного конуса из упругого материала, при этом внутренний диаметр кольца или усеченного конуса, обусловленный диаметром трубопровода, выполнен эксцентричным относительно его внешнего диаметра, обусловленного диаметром защитного кожуха, а при выполнении манжеты в виде усеченного конуса по ее длине имеется разрез (RU 31426 U1, 10.08.2003).
Недостатком вышеуказанной конструкции является недостаточная надежность герметизирующей манжеты, поскольку она изготовлена из не армированной резины, и даже несмотря на то, что конструкция манжеты выполнена с эксцентриситетом, ее устойчивость к агрессивным средам и прочностные характеристики остаются не высокими.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание простой, технологичной и надежной герметизирующей манжеты, предназначенной для замены, вышедшей из строя, герметизирующей манжеты, используемой для герметизации пространства между защитным кожухом и трубопроводом на переходах через автомобильные и железные дороги, а также через другие инженерные сооружения.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении прочности герметичного соединения защитного кожуха и трубопровода при исключении работ по их демонтажу.
Указанный технический результат достигается за счет того, что герметизирующая манжета для трубопровода содержит два цилиндрических участка и соединяющего их усеченного кругового конуса, в котором его основание меньшего диаметра расположено с эксцентриситетом относительно его основания большего диаметра, при этом манжета изготовлена из резины, армированной синтетической тканью, и выполнена разъемной по линии разреза, проходящего по двум цилиндрическим участкам и образующей конуса с началом в точке, расположенной на окружности внешней кромки цилиндрического участка большего диаметра, и лежащей на наибольшем удалении от центра основания конуса меньшего диаметра с отклонением не более ±20°, и концом в точке, расположенной на окружности внешней кромки цилиндрического участка меньшего диаметра, и лежащей на наименьшем удалении от центра основания конуса большего диаметра с отклонением не более ±20°.
Причинно-следственная связь вышеуказанных существенных признаков заявленной полезной модели с техническим результатом обусловлена направленностью каждого признака независимого пункта формулы на повышение прочности герметичного соединения защитного кожуха и трубопровода при исключении работ по их демонтажу, так:
- цилиндрические участки манжеты обеспечивают прилегание манжеты к внешней поверхности трубопровода и защитного кожуха по всей их окружности без образования складок, вмятин, волн, наплывов и т.п.негативных факторов, нарушающих герметичность соединения трубопровода и защитного кожуха;
- соединяющий цилиндрические участки манжеты усеченный круговой конус позволяет не допустить осевые, продольные, поперечные напряжения материала манжеты, которые могут привести к ее деформации и последующему разрыву;
- выполнение основания конуса меньшего диаметра с эксцентриситетом относительно основания конуса большего диаметра обеспечивает конструкцию манжеты способностью не изменять форму при любых диаметрах трубопровода и защитного кожуха, что в свою очередь также уменьшает и/или не допускает осевые, продольные, поперечные напряжения материала манжеты, которые могут привести к ее деформации и последующему разрыву;
- выполнение манжеты из резины, армированной синтетической тканью обеспечивает повышенные прочностные свойства манжеты по сравнению с манжетой из неармированной резины, так армирующий тканевый каркас, составляющий с резиной монолитную конструкцию, повышает устойчивость герметизирующей манжеты к растяжению, изгибу, удару, сжатию;
- выполнение манжеты разъемной обеспечивает возможность замены вышедшей из строя манжеты без осуществления демонтажа трубопровода и защитного кожуха;
- выполнение манжеты с разрезом, проходящим по двум цилиндрическим участкам и образующей конуса с началом в точке, расположенной на окружности внешней кромки цилиндрического участка большего диаметра, и лежащей на наибольшем удалении от центра основания конуса меньшего диаметра с отклонением не более ±20°, и концом в точке, расположенной на окружности внешней кромки цилиндрического участка меньшего диаметра, и лежащей на наименьшем удалении от центра основания конуса большего диаметра с отклонением не более ±20°, обеспечивает точное ориентирование манжеты на трубопроводе и защитном кожухе относительно ее эксцентриситета, что в свою очередь позволяет не допустить и/или минимизировать образование деформаций и напряжений материала манжеты, способных нарушить герметичность соединения и уменьшить прочностные свойства манжеты.
Полезная модель поясняется фигурами 1-3.
На фиг. 1 представлен вид манжеты спереди, где 1 - манжета, 2 технологический стык (разрез манжеты);
На фиг. 2 представлен вид манжеты по Б-Б на фиг. 1;
На фиг. 3 представлен вид на разъемный технологический стык по А-А на фиг. 1.
Принцип установки манжеты на рабочий трубопровод в защитном кожухе заключается в следующем.
Манжета 1 монтируется наибольшей шириной вверх с ориентацией на трубопроводе и защитном кожухе по линии ее разреза с последующим образованием гофры у кромки защитного кожуха путем продольного сжатия. Эта гофра необходима для сохранения возможности перемещения трубопровода при его эксплуатации. При монтаже манжеты она предварительно стыкуется на трубе, а затем монтируется передвижением по телу рабочего трубопровода с вогнутостью вовнутрь защитного кожуха. На место разреза 2 устанавливается ремонтная накладка. Манжета устанавливается таким образом, чтобы в поперечнике был образован S-образный профиль для обеспечения возможности перемещения рабочего трубопровода относительно защитного кожуха при эксплуатации перехода. Закрепление манжеты герметизирующей на трубопроводе и защитном кожухе выполняется при помощи специальных металлических хомутов (на чертеже не показаны), при этом необходимо обеспечивать равномерное расположение манжеты на трубопроводе и защитном кожухе.
В качестве примера для герметизации пространства между рабочим трубопроводом диаметром от 108 до 1420 мм включительно и защитным кожухом диаметром от 325 до 1720 мм, диаметр (d) составляет 114-1426 мм, при диаметре (D) 325-1720 мм, массе манжеты находящейся в пределах 0,9-13,06 кг, с длиной (L) составляющей 210-660 мм, эксцентриситетом (е), лежащим в пределах 5-81 мм, причем для диаметра трубопровода 108 мм эксцентриситет (е) составляет 53 мм, а для трубопровода с диаметром 1420 мм эксцентриситет (е) составляет 50 мм. Длина цилиндрической части (b) для трубопроводов с диаметром 108-426 мм составляет 80 мм, а для трубопроводов с диаметром 530-1420 мм длина (b) составляет 100 мм. Толщина (S) герметизирующей манжеты находится в пределах 3±0,7 мм, а в местах технологических стыков допускается утолщение (h) манжеты до 9 мм, при ширине (В) технологического стыка от 100 до 200 мм.
Резиновая смесь, которая идет на изготовление манжеты имеет показатели: условная прочность при растяжении, Мпа, не менее 6,9; относительное удлинение при разрыве, %, не менее 250; твердость по Шору D от 50 до 70; изменение относительного удлинения при температуре (23±2)°C в течение 24,0±0,5 ч в 20%-ной серной кислоте по ГОСТ 4204 или соляной кислоте по ГОСТ 3118, %, не менее, от минус 30 до плюс 20; изменение относительного удлинения в 20%-ной гидроокиси натрия по ГОСТ 4328, %, не менее, от минус 30 до плюс 20; температурный предел хрупкости, °C, не выше, минус 40.
8
Синтетическая ткань, использованная для армирования резины, может быть представлена полиэфирной, полиамидной и другими тканями, обеспечивающими показатели качества герметизирующей манжеты: по устойчивости к агрессивным средам, не менее 70%; морозоустойчивости, не менее 90%; электрическому сопротивлению - 10 Ом·м.
Представленное в настоящей заявке описание конструкции герметизирующей манжеты охватывает лишь предпочтительное ее осуществление и не должно использоваться как сведения, ограничивающие иные варианты реализации заявленного устройства, которые должны быть очевидны для специалиста в данной области техники.