Телескопический удлинитель для управления шаровым краном

Предлагаемая полезная модель касается конструкции телескопического удлинителя для управления шаровым краном, преимущественно на газовом трубопроводе, расположенном под землей, через ковер с поверхности земли.
Проблема, решаемая заявляемой полезной моделью - малая глубина расположения трубопроводов, транспортирующих газообразное топливо. На водопроводах для размещения шарового крана часто применяют колодцы, через которые осуществляется доступ непосредственно к шаровому крану, и здесь телескопический удлинитель не нужен. На газопроводах колодцы не устанавливают и управление шаровым краном возможно только через ковер с поверхности земли с помощью телескопического удлинителя. Телескопический удлинитель полностью находится в зоне промерзания грунта, который при замерзании оказывает непосредственное влияние на его эксплуатацию: внутренние штанги примерзают друг другу, защитный чехол деформируется. Низко расположенные грунтовые воды при замерзании еще более усугубляют ситуацию, ведь вместе с водой через уплотнения защитного кожуха в органы управления так же попадает грязь и песок, и с течением времени для управления шаровым краном необходимо прикладывать все большее усилие или вовсе блокируют управление краном. В болотистых местностях применение удлинителя невозможно, и соответственно применение полиэтиленовых шаровых кранов, которые дистанционно управляются с поверхности земли.
Из уровня техники известны удлинители, используемые в различных трубопроводах, например удлинители, упомянутые в описаниях к патентам RU 2518701 C2, E21B 43/14, опубл. 10.06.14 и RU 99820 U1, E21B 43/14, F04D 13/10, опубл. 27.11.2010.
Данные описания имеют только косвенные ссылки на удлинители, но не раскрывают при этом сущность их конструкции.
Известны телескопические удлинители марки VAG TELEMAX (https://www.vag-group.com/Resources/Russia/Flyer_ru/Flyer_p_VAG_ TELEMAX.pdf). Данные удлинители используются в случаях, когда нужно управлять подземно установленной трубопроводной арматурой. В их состав входит приводной наконечник, через который осуществляется подключение ключа и управление арматурой, адаптер для соединения с арматурой, соединительная муфта, кожух с крышкой, внутренняя труба из нержавеющей стали или стали с оцинкованным покрытием, замковый и герметизирующий узел, который устанавливается между задвижкой и штоком. Сверху крепится квадратный наконечник.
Недостатком указанных телескопических удлинителей является то, что они изначально созданы для управления водопроводной запорной арматурой, а все водопроводы находятся ниже глубины промерзания. В условиях болотистых местностей и низко расположенных грунтовых вод они не применяются, так как они не заполнены утеплителем и не герметичны - вместе с водой внутрь телескопического удлинителя попадает песок и грязь, а вода, замерзая, полностью блокирует работу удлинителя и разрушает его.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является телескопический удлинитель для управления запорной арматурой, защищенный патентом RU 201893 U1, кл. F16K 31/46, https://www1.fips.ru/publication-web/classification/mpk?view=detail&edition=2018&symbol=E03B E03B 9/08, опубл. 20.01.2021 г., принятый за ближайший аналог (прототип).
Телескопический удлинитель для управления запорной арматурой по прототипу содержит приводной наконечник, соединенный с внешней приводной штангой, которая телескопически соединена с внутренней приводной штангой, которая, в свою очередь, заканчивается муфтой-адаптером для соединения с арматурой. Поверхности телескопического соединения штанг имеют профили в виде шестеренки, входящие в него конструктивные элементы могут быть изготовлены из полимерных композитных или короззионно устойчивых металлических материалов: обе приводные штанги изготовлены, например, методом пултрузии из композитного материала с волоконным наполнителем (или стекловолокном или с углеволокном, или с арамидным волокном или с их комбинацией), а муфта-адаптер и соединительная муфта - из композитного материала путем формования. Обеспечивается повышение времени безаварийной службы.
В задачу полезной модели положено усовершенствование телескопического удлинителя для управления шаровым краном на газовом трубопроводе.
Техническим результатом от использования полезной модели является повышение надежности работы шарового крана при любых климатических и погодных условиях.
Это достигается тем, что в телескопическом удлинителе для управления шаровым краном, содержащем ковер, приводной наконечник, втулку для фиксации, опорную плиту, внешнюю приводную штангу, внутреннюю приводную штангу, защитный кожух внешней приводной штанги, защитный кожух внутренней приводной штанги, уплотнительную манжету, муфту-адаптер, в котором на приводном наконечнике закреплена втулка для фиксации телескопического удлинителя в опорной плите, приводной наконечник соединен с внешней приводной штангой, в которую установлена внутренняя приводная штанга с возможностью телескопического выдвижения из нее, на внешней приводной штанге и на внутренней приводной штанге установлены защитные кожухи, выполненные в виде пластиковой трубы, соединение между которыми защищено уплотнительной манжетой, на конце внутренней приводной штанги закреплена муфта-адаптер для соединения с шаровым краном, внутри защитных кожухов установлен и зафиксирован утеплитель ячеистой структуры; внутренняя поверхность внешней приводной штанги и внешняя поверхность внутренней приводной штанги выполнены в виде шестеренчатого или квадратного профиля; утеплитель выполнен из вспененного полиэтилена или вспененного каучука; утеплитель с одной стороны разрезан вдоль и выполнен либо с клеевым слоем, либо со склеивающей лентой на торцах.
На фиг. 1 представлен общий вид удлинителя для управления шаровым краном на газовом трубопроводе.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез внешней управляющей штанги в сборе с внутренней управляющей штангой удлинителя для управления шаровым краном на газовом трубопроводе, где: а - с шестеренчатым профилем, б - с прямоугольным профилем.
Конструктивно телескопический удлинитель, присоединенный к шаровому крану, на фиг. 1, 2 содержит:
1 - ковер,
2 - приводной наконечник,
3 - втулку для фиксации,
4 - опорную плиту,
5 - утеплитель,
6 - внешнюю приводную штангу,
7 - защитный кожух внешней приводной штанги,
8 - уплотнительную манжету,
9 - защитный кожух внутренней приводной штанги,
10 - внутреннюю приводную штангу
11 - муфту-адаптер,
12 - шаровый кран.
Приводной наконечник 2 имеет в вертикальном сечении форму трапеции и гнездо под ключ, через который осуществляется управление арматурой.
На приводном наконечнике 2 закреплена втулка для фиксации 3 телескопического удлинителя, в опорной плите 4.
Приводной наконечник 2 соединен с внешней приводной штангой 6.
Во внешнюю приводную штангу 6 установлена внутренняя приводная штанга 10 с возможностью телескопического выдвижения из нее.
Внутренняя поверхность внешней приводной штанги 6 и внешняя поверхность внутренней приводной штанги 10 выполнены, например, в виде шестеренчатого или квадратного профиля.
На внешней приводной штанге 6 и на внутренней приводной штанге 10 соответственно установлены защитные кожухи 7 и 9, выполненные в виде пластиковой трубы.
Внутри защитных кожухов 7 и 9 установлен и зафиксирован утеплитель 5 ячеистой замкнутой структуры,
Соединение между защитными кожухами 7 и 9 защищено уплотнительной манжетой 8.
На конце внутренней приводной штанги 10 закреплена муфта-адаптер 11 для соединения с шаровым краном 12.
Защитные кожухи 7 и 9 изготовлены, например, из полиэтиленовой трубы, или трубы НПВХ.
Приводной наконечник 2 и муфта-адаптер 11 изготовлены, например, из композитного материала или корозионно устойчивого металла путем формования.
Утеплитель 5 выполнен, например, из вспененного полиэтилена или вспененного каучука.
Утеплитель 5 может быть с одной стороны разрезан вдоль и выполнен либо с клеевым слоем, либо со склеивающей лентой на торцах.
Внешняя приводная штанга 6 и внутренняя приводная штанга 10 изготовлены, например, из композитного материала, такого как стекловолокно, углеволокно, арамидное волокно или из их комбинации и связующего материала методом пултрузии, либо из корозионно устойчивого металла (нержавеющего или с оцинкованным покрытием).
Защитные кожухи 7 и 9 изготовлены, например, из полиэтиленовой трубы или трубы НПВХ.
Уплотнительная манжета 8 изготовлена, например, из резины или термоэластопласта (ТЭП) путем формования.
Сборку предлагаемой полезной модели осуществляют следующим образом.
На внутренней приводной штанге 10 крепят фиксатор от расщепления в конечном положении. После этого внутреннюю приводную штангу 10 вставляют во внешнюю приводную штангу 6. Внутрь защитного кожуха внешней приводной штанги 7 вставляют и фиксируют утеплитель 5, например, с помощью двухкомпонентного клея - полихлоропренового каучука и отвердителя. Если используют утеплитель с уже нанесенным клеевым слоем, то его фиксируют внутри защитного кожуха внешней приводной штанги 7 с помощью него. Затем в защитный кожух внешней приводной штанги 7 вставляют соединенные штанги 6 и 10 в максимально раздвинутом положении. На защитный кожух 7 сверху устанавливают втулку для фиксации 3, а снизу - защитный кожух внутренней приводной штанги 9 с предварительно установленной на него уплотнительной манжетой 8, надвигая его на утеплитель 5. Затем приводной наконечник 2 устанавливают на внешнюю приводную штангу 6 и закрепляют, например, с помощью металлического или композитного штифта. Муфту-адаптер 11 устанавливают на внутреннюю приводную штангу 10 и закрепляют, например, с помощью металлического или композитного штифта. Непосредственно при установке штанги 6 и 10 регулируют на нужную длину, исходя из глубины залегания трубопровода (установки крана), а лишнюю часть утеплителя 5 отрезают.
Телескопический удлинитель для управления шаровым краном на газовом трубопроводе изготавливают, например, длиной 1,2-2,0 метра. При этом длина приводного наконечника 2 составляет 0,08 м, внешней приводной штанги - 1,1 м, диаметр внешней приводной штанги - 20-32 мм, длина внутренней приводной штанги - 1,1 м, диаметр внутренней приводной штанги - 15-25 мм. Длина муфты-адаптера 11 составляет 0,08 м.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.
С поверхности земли через ковер 1 управляющий Т-образный ключ вставляют в приводной наконечник 2. Поворотом ключа на 1/4 оборота осуществляют передачу крутящего момент на шаровый кран 12, открытие или закрытие, в зависимости от направления вращения ключа. Крутящий момент передается через приводной наконечник 2 на телескопически соединенные штанги 6 и 10, затем через муфту-адаптер 11 на приводную голову шарового крана 12. Защитные кожухи 7 и 9, уплотнительная манжета 8 препятствуют попаданию внутрь грязи и песка, а так же препятствую сжиманию утеплителя 5, предохраняя его от механического воздействия. Утеплитель 5 предотвращает промерзание и разрушение телескопически соединенных приводных штанг, а также и исключает попадание воды, песка и грязи в них.
Выполнение телескопического удлинителя для управления шаровым краном на газовом трубопроводе с утеплителем ячеистой замкнутой структуры полностью заполняющим свободное внутреннее пространство, который является одновременно уплотнителем, препятствующим попаданию влаги, грязи и песка внутрь защитного кожуха, позволяет равномерно и без потерь на трение (из-за попадания внутрь грязи и песка) в период всего срока службы передавать крутящий момент на приводную голову шарового полиэтиленового крана. Уплотнитель так же значительно повышает кольцевую жесткость конструкции и препятствует сдавливанию органов управления при движении грунтов в демисезонный период. В качестве утеплителя-уплотнителя используется материал цилиндрической формы с низким трением, который не препятствует работе органов управления телескопического удлинителя и не впитывает воду. Данный удлинитель может соединяться с обычным удлинителем без утеплителя-уплотнителя, в случае, когда трубопровод расположен на большей глубине, чем длина удлинителя, тогда в зоне промерзания устанавливается данный телескопический удлинитель и с ним соединяется обычный телескопический удлинитель, предохраняя кран от просадки почвы и от попадания почвы внутрь его корпуса. Легко настраиваясь под необходимую глубину залегания трубопровода, он может быть адаптирован к новому уровню полотна при его замене или при ремонте дорожного покрытия.
Ниже представлены примеры конкретного осуществления полезной модели.
Пример 1.
Телескопический удлинитель был установлен в условиях низко расположенных грунтовых вод. Глубина установки крана 1,3 м, т.е. на всю глубину промерзания. На протяжении трех зимних периодов при отрицательной температуре воздуха крутящий момент при открытии и закрытии шарового крана был постоянен и составил 8 Нм, что свидетельствует о работоспособности данного телескопического удлинителя в данных сложных условиях - никаких препятствий (льда, грязи и песка) для его работы не было. Никаких повреждений на удлинителе в процессе эксплуатации не обнаружено. На этом же газопроводе был установлен обыкновенный телескопический удлинитель. И практически сразу с наступлением зимы крутящий момент, необходимый для открытия/закрытия крана, возрос до 36 Нм, а далее только увеличивался. Попадавшая в него вместе с песком вода замерзала, постепенно разрушая его, а также мешала управлению краном. Срок службы обыкновенного телескопического удлинителя при данных условиях не превысил 3-х лет, что не сопоставимо со сроком службы шарового крана - 50 лет.