УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И /ИЛИ ВЫТЕСНЕНИЯ СРЕД В ТРУБОПРОВОДЕ

Устройство относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для разделения и (или) вытеснения различных сред (в том числе газовых и жидкостных) в технологических и магистральных трубопроводах, например, при транспортировке нефти, газа, нефтепродуктов и других сред, и может широко применяться для опорожнения участков трубопроводов, предназначенных для замены или ремонта.
6
Известно устройство для очистки дренажных трубопроводов, состоящее из эластичной торообразной оболочки с элементами в виде полых полусфер, размещенными на ее поверхности и выполненными из более упругого материала, чем сама оболочка. Внутренняя полость оболочки заполнена жидкостью или газом для того, чтобы оболочка плотно прилегала к стенкам дренажного трубопровода с водоприемными отверстиями (Заявка на изобретение №94025405, МПК B08B 9/04, дата публикации заявки: 20.06.1996).
Общим признаком данного и предлагаемого устройства является эластичная торообразная оболочка устройства.
Недостатком описанного устройства является то, что конструкция устройства не позволяет производить его заполнение реагентом непосредственно в трубопроводе под давлением, не рассчитано на проведение работ при больших нагрузках и не может обеспечивать отсутствие перетоков через центральное отверстие при больших перепадах давления между вытесняющим и вытесняемым агентом.
7
Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки трубопроводов, содержащее полую эластичную торообразную оболочку, имеющую штуцер для заполнения упругой средой, например сжатым воздухом. Внутренние стенки эластичной торообразной оболочки выполнены винтообразно скрученными между собой относительно диаметральной оси оболочки, обеспечивая надежное уплотнение центрального отверстия последней и герметизацию полости трубопровода по обе стороны оболочки (Описание изобретения к авторскому свидетельству №1274782, МПК B08B 9/055, опубл. 07.12.1986 г.).
Общими признаками данного и предлагаемого устройства являются следующие:
- полая эластичная торообразная оболочка,
- заполнение оболочки жидкостью и газом;
- оболочка имеет штуцер для заполнения устройства упругой средой.
Недостатком известного устройства является то, что особенности конструкции винтообразно скрученных внутренних стенок торообразной оболочки предъявляют высокие требования к гибкости, прочности и износоустойчивости материала устройства, что сужает диапазон используемых материалов для изготовления устройств, а в связи с этим не позволяет использовать известное устройство для проведения работ при больших перепадах давления между средами в трубопроводах, например, при опорожнении трубопроводов сжиженных газов, газожидкостных смесей и пр. Так же винтообразно скрученные стенки торообразной оболочки повышают сопротивление при перемещении устройства вдоль трубопровода. Кроме того, устройство сложно в изготовлении.
Техническим результатом предлагаемого решения является расширение ассортимента используемых для изготовления устройства материалов и расширение диапазона использования устройства, за счет возможности использования устройства при высоких давлениях и нагрузках в трубопроводах и другом цилиндрическом оборудовании, а также снижение перепада давления между вытесняющим и вытесняемым агентом за счет снижения трения между поверхностью труб и поверхностью торообразной оболочки, и упрощение изготовления устройства.
Этот результат достигается тем, что в устройстве для разделения и (или) вытеснения сред в трубопроводе, содержащем полую эластичную торообразную оболочку, имеющую штуцер для заполнения устройства средой, новым является то, что торообразная оболочка имеет не менее двух слоев при этом внутренний слой имеет прочность выше, чем наружный слой, который выполнен из высокоэластичного резиноподобного материала, обеспечивающего герметичность между торообразной оболочкой и внутренней стенкой трубопровода, а внутри оболочки на ее диаметральной оси расположено эластичное тороидальное кольцо диаметром меньшим, чем диаметр оболочки с возможностью герметизации внутреннего отверстия торообразной оболочки.
Кроме того, внутренний слой торообразной оболочки может быть выполнен из армированного эластичного материала.
Кроме того, наружный слой торообразной оболочки может быть выполнен из силиконового материала.
Заявляемая совокупность признаков, включающая выполнение торообразной оболочки двухслойной, причем выполнение внутреннего слоя из материала, имеющего прочность выше, чем прочность наружного слоя торообразной оболочки, например, из армированного или высокопрочного эластичного материала, на который приходится основная нагрузка, а выполнение верхнего слоя, например, из силиконового материала, создающего высокую герметичность между торообразной оболочкой устройства и стенкой трубопровода, обеспечивает возможность использования устройства для разделения и (или) вытеснения жидких и/или газообразных технологических сред внутри полости трубопроводов, а также другого цилиндрического оборудования в широком диапазоне давлений и нагрузок. В итоге расширяется диапазон использования устройства для разделения и (или) вытеснения сред в цилиндрическом технологическом оборудовании и трубопроводах. Расположение внутри торообразной оболочки на диаметральной оси эластичного тороидального кольца меньшего диаметра обеспечивает повышение герметичности внутреннего отверстия торообразной оболочки. Для изготовления устройства могут применяться известные технологии, не требующие дополнительного сложного оборудования.
На фиг. 1 приведена схема устройства для разделения и (или) вытеснения сред в трубопроводах.
Устройство для разделения и (или) вытеснения сред в трубопроводах содержит полую эластичную торообразную оболочку 1, имеющую штуцер 2 для заполнения устройства средой: газом, жидкостью, гелем, порошком и другой упругой средой. Штуцер 2 может быть оснащен обратным клапаном высокого давления для возможности заполнения устройства средой непосредственно в полости трубопровода 3. Торообразная оболочка имеет не менее двух слоев, при этом внутренний слой 4 имеет прочность выше, чем наружный слой 5. Внутренний слой 4 может быть выполнен из армированного эластичного материала, например, армированного нитрильного каучука. Наружный слой 5 выполнен из высокоэластичного резиноподобного материала, например, из силиконового материала обеспечивающего герметичность между торообразной оболочкой 1 и внутренней стенкой 6 трубопровода 3 или другого технологического оборудования, имеющего цилиндрической форму. Внутри торообразной оболочки 1 на ее диаметральной оси расположено эластичное тороидальное кольцо 7 диаметром «d» меньшим, чем диаметр «D» торообразной оболочки 1, необходимое для повышения уровня герметизации внутреннего отверстия торообразной оболочки 1, за счет его меньшего диаметра.
Устройство для разделения и (или) вытеснения сред в трубопроводах, а также в другом технологическом оборудовании цилиндрической формы, работает следующим образом.
Устройство, изготовленное одним из известных способов (например, внутренний слой 4 торообразной оболочки склеивается из рукава, изготовленного из армированного материала с присоединенным к нему клапаном, после чего на полученное устройство наносят слой силиконового материала 5) помещают в полость трубопровода 3, причем заполнение внутренней полости торообразной оболочки 1 средой, например, водно-гликолевым раствором, может производиться как до помещения устройства в полость трубопровода 3, так и после размещения ее в полости трубопровода 3 через обратный клапан штуцера 2, при этом эластичное тороидальное кольцо 7 должно находиться внутри торообразной оболочки 1 в наполненном состоянии. Размер устройства, материал его изготовления, а также процесс заполнения торообразной оболочки 1 рассчитывается в зависимости от размера технологического оборудования и технологических параметров его работы для обеспечения полного перекрытия сечения трубопровода.
Далее для вытеснения сред из трубопроводов и другого оборудования цилиндрической формы, например, при очистке их полости от жидкости, нагнетают в трубопровод 3 среду: сжатый газ или жидкость. Под действием давления на торец торообразной оболочки 1 происходит выворачивание последней и перекатывания по внутренней стенке 6 трубопровода 3, при этом внутренняя оболочка 4 держит основную нагрузку, прилагаемую к устройству, а наружная оболочка 5, герметично прилегая к внутренней стенке 6 трубопровода 3, отжимает жидкость от нее и вытесняет торцом жидкость вдоль трубопровода 3.
Для разделения сред в трубопроводе 3 торообразную оболочку 1 помещают в ненаполненном состоянии под давлением в полость трубопровода 3, а далее посредством подводных трубок торообразная оболочка 1 наполняется сжатым газом или жидкостью, эффективно разделяя при этом внутреннее пространство трубопровода. Для повышения герметичности внутреннего отверстия тороида используется эластичное кольцо 7, и таким образом, эффективно разделяет полость трубопровода на две части, которые могут быть заполнены различными реагентами, например вытесняющим и вытесняемым агентами. В таком случае, тороид будет перемещаться вдоль трубопровода по направлению, указанному на фигуре стрелками.