Хомут для сборно-разборного трубопровода

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к технологии эксплуатации трубопроводов и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для решения задач сборки и разборки трубопроводов при производстве аварийно-восстановительных и ремонтных работ.
Выполнение работ по оперативной сборке-разборке трубопроводов является приоритетной задачей в обеспечении надежной и безопасной транспортировки нефти, нефтепродуктов и иных углеводородов, с минимизацией утечек и сроков выполнения работ.
Уровень техники
Известен быстроразъемный хомут для крепления емкостей и трубопроводов, относящийся к устройствам крепления цилиндрических емкостей и трубопроводов, который может быть использован в различных отраслях народного хозяйства для крепления различных емкостей. При установке хомута на трубопровод, необходимо открыть патефонный замок, переместив защелку в соответствующее положение. При этом скоба выходит из зацепления с крюком. Вращением крюка вокруг своей оси добиваются соответствия размера хомута посадочному месту агрегата. После этого заводят агрегат посадочным местом на ленту, ее прокладки, накидывают скобу на крюк и поворотом защелки в исходное положение закрывают замок, фиксируя агрегат в хомуте [Патент RU №2037719, МПК F16L 3/08, 19.06.1995].
Недостатком данного устройства является то, что хомут крепится к каркасу какого-либо объекта (транспортного средства, сооружения) через кронштейн. Кроме того, процесс установки трудоемкий и требует значительного количества операций. Кроме того, указанное устройство не содержит уплотняющих элементов и стопорных или иных приспособлений, препятствующих самопроизвольному раскрытия соединения и образованию утечки нефти или нефтепродукта, что недопустимо.
Известно устройство, относящееся к соединительным устройствам для скрепления соединительного стыка трубопроводов, включающее в себя две половины, соединенные шарнирно друг с другом, и которые могут быть сомкнуты вместе, причем соединительное устройство в рабочем положении устроено так, чтобы входить в зацепление с частями, предпочтительно с радиальными выступами, двух соединенных трубопроводов, прилегающих к упомянутому соединительному стыку [Патент SE 524585 С2, МПК F16B 2/10, F16B 7/04, F16L 21/06, 31.08.2004].
Недостатком данного устройства является то, что при его эксплуатации в разъем фиксации полухомутов может попасть механическое загрязнение (песок, глина и т.д.), характерные при производстве аварийно-восстановительных и ремонтных работ на магистральных трубопроводах, что в свою очередь, может либо вывести фиксатор из строя, либо препятствовать сбору хомута и, как следствие, задержкам в работе при монтаже и пуске в эксплуатацию трубопровода СРТ, что в условиях проведения аварийно-восстановительных и ремонтных работ недопустимо.
Сущность полезной модели
Техническая проблема, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель состоит в предотвращении самопроизвольного раскрытия хомута, а также его неполной фиксации на сборно-разборном трубопроводе (далее - СРТ) в закрытом положении.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежной фиксации хомута на СРТ с защитой от самопроизвольного раскрытия или неполной фиксации с разгерметизацией стыка секций СРТ.
Технический результат достигается тем, что хомут для сборно-разборного трубопровода содержит верхний полухомут и нижний полухомут, подвижно соединенные между собой, рычаг, подвижно соединенный с верхним полухомутом с помощью первой оси крепления, замковый механизм, подвижно соединенный с рычагом с помощью второй оси крепления и включающий крепежную пластину и пластину рычага, и фиксирующий механизм, подвижно соединенный с замковым механизмом, рычагом и верхним полухомутом и включающий фиксатор, снабженный «языком», хвостовик, направляющую втулку, корпус фиксатора и прижимную пружину, расположенную между фиксатором и направляющей втулкой, причем в пластине рычага выполнено глухое отверстие для перемещения в него «языка» фиксатора.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели верхний полухомут и нижний полухомут подвижно соединены между собой с помощью оси-соединителя.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели рычаг выполнен Г-образной формы.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели фиксатор выполнен в виде вала ступенчатой формы.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели хвостовик выполнен в виде цилиндрической втулки.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели корпус фиксатора представляет собой втулку цилиндрической формы с внутренним ступенчатым переходом, отделяющим хвостовик фиксатора от прижимной пружины.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
Реализация заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан хомут в сборе, в закрытом состоянии;
на фиг. 2 - поперечное сечение хомута в собранном состоянии, в районе планок, образующих замковый механизм;
на фиг. 3 - поперечное сечение хомута в собранном состоянии по фиксирующему механизму;
на фиг. 4 - сечение хомута по оси-соединителю крепления верхнего и нижнего полухомутов между собой;
на фиг. 5 - внешний вид места штатного крепления хомута на СРТ;
на фиг. 6 - рычаг;
на фиг. 7 - верхний полухомут;
на фиг. 8 - нижний полухомут;
на фиг. 9 - фиксатор,
где на чертежах позиции имеют следующие обозначения:
1 - первая ось крепления рычага 4 на верхнем 2 полухомуте;
2 - верхний полухомут;
3 - нижний полухомут;
4 - рычаг;
5 - пластина рычага с глухим отверстием для «языка» 29 фиксатора 8;
6 - крепежная пластина;
7 - прижимная пружина фиксирующего механизма;
8 - фиксатор;
9 - вторая ось крепления замкового механизма к рычагу 4;
10 - направляющая втулка;
11 - хвостовик;
12 - корпус фиксатора 8;
13 - ось-соединитель верхнего 2 и нижнего 3 полухомутов, обеспечивающая их подвижное соединение;
14 - ось-замыкатель замкового механизма;
15 - стопорное кольцо;
16 - участок сборно-разборного трубопровода с посадочным местом для установки хомута;
17 - выступ;
18 - отверстие под вторую ось крепления 9 рычага на верхнем полухомуте 2;
19 - отверстие под направляющую втулку 10 фиксирующего механизма;
20 - отверстие под первую ось крепления 1 крепежной пластины 6 к рычагу 4;
21 - проушина, предназначенная для крепления рычага 4 на верхнем полухомуте 2;
22 - проточка;
23 - проушина верхнего полухомута 2, обеспечивающая его подвижное соединение с нижним полухомутом 3;
24 - поверхность разъема верхнего и нижнего полухомутов 2 и 3;
25 - выемка цилиндрической формы на нижнем полухомуте 3 под ось-замыкатель 14 замкового механизма;
26 - проушина нижнего полухомута 3, обеспечивающая его подвижное соединение с верхним полухомутом 2;
27 - резьба крепления хвостовика 11 к фиксатору 8;
28 - буртик для упора прижимной пружины 7 фиксатора 8;
29 - «язык» фиксатора 8.
Хомут по фиг. 1 для СРТ 16 содержит верхний 2 и нижний 3 полухомуты, рычаг 4 выполненный по фиг. 6, замковый механизм, выполненный по фиг. 2 и фиксирующий механизм, выполненный по фиг. 3.
Верхний полухомут 2, выполненный по фиг. 7, содержит проушину 21 с отверстием для крепления рычага 4 на верхнем полухомуте 2 и проушину 23 с отверстием под ось-соединитель 13, которая в свою очередь обеспечивает подвижное соединение верхнего 2 и нижнего 3 полухомутов между собой по плоской поверхности разъема 24. В верхнем полухомуте 2 выполнена проточка 22 (см. фиг. 7) для размещения уплотнительного материала (на чертежах не показано).
Нижний полухомут 3, выполненный по фиг. 8, содержит выемку цилиндрической формы 25, выполненной по размерам оси-замыкателя 14, и проушину 26 с отверстием под ось-соединитель 13, которая в свою очередь обеспечивает подвижное соединение верхнего 2 и нижнего 3 полухомутов между собой по плоской поверхности разъема 24. В нижнем полухомуте 3 выполнена проточка 22 (см. фиг. 8) для размещения уплотнительного материала (на чертежах не показано).
Замковый механизм выполненный по фиг. 1, 2, 6, 7 и 8 и подвижно соединенный с рычагом 4 с помощью второй оси крепления 9 представляет собой конструкцию, состоящую из крепежной пластины 6 со сквозными отверстиями для крепления оси - замыкателя замкового механизма 14 и второй оси крепления 9 крепежной пластины 6 к рычагу 4, а также из пластины рычага 5 с глухим (несквозным) отверстием для «языка» 29 фиксатора 8, а также сквозными отверстиями для крепления оси - замыкателя 14 и для второй оси крепления 9 крепежной пластины 6 к рычагу 4. За счет смещения оси-замыкателя 14, формы рычага 4 и верхнего 2 и нижнего 3 полухомутов образуется эксцентриситет, необходимый для сборки-разборки хомута, с вводом-выводом из зацепления оси-замыкателя 14 в/из выемки цилиндрической формы 25 и закрытием-раскрытием по поверхности разъема 24 сборно-разборного соединения, при этом перемещение верхнего 2 и нижнего 3 полухомутов осуществляется при помощи оси-соединителя 13 по фиг. 4.
Фиксирующий механизм, выполненный по фиг. 1 и 3 и подвижно соединенный с замковым механизмом, рычагом 4 и верхним полухомутом 2, состоит из фиксатора 8, представляющего собой вал ступенчатой формы, выполненный по фиг. 9, с цилиндрической поверхностью 27, на которую осуществляется монтаж съемного хвостовика 11, буртиком для упора 28 пружины 7 и «языком» 29 фиксатора 8 прямоугольной формы в сечении и содержащий скос на конце, для обеспечения закрытия фиксирующего механизма в нормальном положении эксплуатации. Дополнительно фиксирующий механизм состоит из направляющей втулки 10, хвостовика 11 и корпуса 12 фиксатора. Хвостовик 11 является съемным и представляет собой цилиндрическую втулку с пазами для установки в них ключа и внутренней цилиндрической поверхностью, предназначенной для разъемного соединения, например резьбового с ответной поверхностью в виде резьбы 27 на фиксаторе 8. Направляющая втулка 10, по которой осуществляется возвратно-поступательное перемещение фиксатора 8 при открытии и закрытии фиксирующего механизма, выполненная по фиг. 3, представляет собой ступенчатую цилиндрическую втулку с резьбовым соединением или иным разборным соединением ее с рычагом 4 и корпусом 12 фиксатора 8, представляющего собой втулку цилиндрической формы с внутренним ступенчатым переходом, отделяющим хвостовик 11 фиксатора 8 от прижимной пружины 7, обеспечивающей возвратное перемещение фиксатора на расстояние, необходимое для закрытия фиксирующего механизма, при монтаже хомута модернизированного на СРТ, с перемещением «языка» фиксатора 29 в глухое (несквозное) отверстие в пластине рычага 5 с возможностью обеспечения закрытия, фиксации и самопроизвольного открытия фиксирующего механизма при монтаже хомута на сборно-разборном трубопроводе.
Рычаг 4, выполненный по фиг. 6, подвижно соединенный с верхним полухомутом с помощью первой оси крепления 1, представляет собой фигурную пластину Г-образной формы, в которой выполнено три сквозных отверстия 18, 19, 20, так отверстие 18 предназначено для крепления рычага 4 на верхнем полухомуте 2, при помощи первой оси крепления 1, отверстие 20 предназначено для крепления пластины рычага 5 и крепежной пластины 6, входящих в состав замкового механизма, а отверстие 19 предназначено под установку направляющей втулки 10 фиксирующего механизма. Кроме того, на рычаге 4 выполнен фигурный выступ 17, предназначенный для защиты рук оператора от защемления рычагом 4 при выполнении работ по сборке-разборке СРТ при производстве аварийно-восстановительных и ремонтных работ на магистральных трубопроводах.
Работа заявляемого хомута для СРТ осуществляется следующим образом. Для обеспечения сборки СРТ 16 с помощью хомута для СРТ две секции СРТ16 укладываются в стык на ровную поверхность торцом к торцу, при этом по окружности на них надевается резиновое уплотнительное кольцо (на чертежах не показано).
1) Укладка секций СРТ осуществляется с обеспечением зазора между нижней кромкой СРТ 16 и землей, чтобы имелась возможность разместить нижний полухомут 3 под СРТ 16 по месту его соединения.
2) После размещения нижнего полухомута 3 под стыком соединения СРТ 16, верхний полухомут 2 при помощи рычага 4, пластины 5 рычага и крепежной пластины 6 и первой оси крепления 1 рычага 4 на вернем полухомуте 2 накладывается на стык секций СРТ 16 таким образом, чтобы обеспечивалось плотное прилегание полуцилиндрической поверхности 22 к стыку секции СРТ 16, а верхний и нижний полухомуты 2 и 3 соответственно плотно прилегали друг к другу по поверхности разъема 24.
3) Далее при помощи рычага 4, за счет того, что он смонтирован на верхнем полухомуте 2 с эксцентриситетом, замковый механизм (образованный пластиной 5 рычага 4 и крепежной пластиной 6, а также второй осью крепления 9 и осью-замыкателем 14 замкового механизма за счет дополнительного соединения с верхним полухомутом 2 через проушину 21) перемещается так, чтобы ось-замыкатель 14 разместилась в выемке цилиндрической формы 25 нижнего полухомута 3, при этом автоматически срабатывает механизм фиксации. При этом фиксатор 8 совместно с хвостовиком 11 под действием прижимной пружины 7 фиксирующего механизма перемещается продольно в направляющей втулке 10 и корпусе 12 фиксатора 8 до полного распрямления прижимной пружины 7, в то время как «язык» 29 фиксатора 8 перемещается в глухое отверстие в пластине 6 и механизм фиксации переводится в положение «закрыто».
4) Контроль завершения фиксации хомута на СРТ 16 осуществляется при помощи рычага 4 касанием выступа 17 внешней поверхности верхнего полухомута 2, при этом выступ 17 обеспечивает защиту рук оператора от защемления в процессе монтажа и демонтажа хомута на СРТ.
5) Для раскрытия и демонтажа хомута с СРТ 16 в пазы на хвостовике 11 фиксатора 8 вставляется специальный инструмент (ключ), который, находясь с ним в зацеплении, обеспечивает возможность перемещения фиксатора 8 в корпусе 12 и направляющей втулке 10 за счет сжатия прижимной пружины 7.
6) После полного сжатия прижимной пружины 7 и перемещения «языка» 29 фиксатора 8 из крепежной пластины 6 в направляющую втулку 10 механизм фиксации переводится в положение «открыто», далее оператор перемещением рычага 4 смещает ось-замыкатель 14 замкового механизма так, чтобы она вышла из зацепления с выемкой цилиндрической формы 25 нижнего полухомута 3.
7) После раскрытия замкового механизма, хомут открывается по поверхности разъема 24 при помощи рычага 4, а пластина рычага 5 и крепежная пластина 6 вращаются вокруг второй оси крепления 9 таким образом, чтобы осуществить поворот полухомута 2 вокруг оси-соединителя 13 и снять хомут с СРТ 16.
Применение заявляемого хомута для СРТ позволяет обеспечить надежное и герметичное соединение СРТ при производстве аварийно-восстановительных и ремонтных работ на магистральных трубопроводах без использования болтового соединения, применяемого для соединения двух полухомутов в месте установки крепления на существующих конструкциях хомутов и в устройствах аналогах.
При этом при соединении двух полухомутов в закрытом положении при помощи фиксирующего механизма происходит автоматическая фиксация их в закрытом положении, что снижает вероятность нештатного раскрытия и утечки нефти или нефтепродукта. Открытие заявляемого хомута осуществляется строго контролируемым способом, при помощи специального ключа, который приводит фиксатор 8 в положение «открыто» и позволяет произвести открытие замкового механизма при помощи рычага 4.