Устройство для выполнения отверстия в трубопроводе, находящемся под давлением

Полезная модель использована при присоединении ответвлений к действующему трубопроводу без снижения в нем давления.
Известно устройство для врезки отвода в действующий трубопровод (патент №2170874, МПК F16L 41/08, B23B 41/08, опубл. 20.07.2001, бюл. №20), содержащее последовательно установленные на трубопроводе патрубок, задвижку, герметичный корпус с размещенным в нем валом с режущим инструментом и привод вращательного движения вала, а также механизм возвратно-поступательного перемещения вала, выполненный в виде винтов с гайками, и центрирующий элемент, отличающееся тем, что вал выполнен составным и содержит основную ступень и присоединяемую к ней дополнительную ступень, при этом на дополнительной ступени выполнена цилиндрическая проточка, в которой установлено уплотнительное кольцо с возможностью замены на сухари при демонтаже устройства, а механизм возвратно-поступательного перемещения вала снабжен реактивной пластиной с центральным отверстием конической формы, при этом центрирующий элемент имеет форму цилиндрического пояска, выполненного на внутренней поверхности нижней части патрубка.
Недостатком известного устройства являются сложность конструкции и большая металлоемкость. Наличие дополнительных патрубков, которое создает неудобства при эксплуатации, особенно в полевых условиях.
Наиболее близким к предложенному является устройство для вырезки отверстий в действующем трубопроводе (патент №58058, МПК F16L 41/04, B23B 41/08 опубл. 10.11.2006, бюл. № 31), содержащее корпус, полый шпиндель, режущий инструмент, механизмы вращения и осевого перемещения полого шпинделя, отличающееся тем, что режущий инструмент взаимодействует с полым шпинделем и выполнен в виде конуса, направленного вершиной вниз, при этом угол при вершине конуса обеспечивает вырезание сквозного отверстия в действующем трубопроводе, причем механизм осевого перемещения полого шпинделя выполнен в виде пары винт-гайка, при этом гайкой является корпус, на внутренней поверхности которого нарезана резьба, а винтом - полый шпиндель, на наружной поверхности которого нарезана ответная резьба, причем механизм вращения полого шпинделя выполнен в виде фигурной выборки, изготовленной на его наружной поверхности выше механизма осевого перемещения, при этом фигурная выборка имеет возможность взаимодействия со специальным инструментом, позволяющим вращать полый шпиндель.
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью его применения в случаях вырезки отверстия в стенке основного трубопровода в различных диаметрах патрубка.
Технической задачей заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей устройства, повышение эффективности работы без увеличения металлоемкости.
Техническая задача решается устройством для выполнения отверстия в трубопроводе, находящемся под давлением, состоящим из корпуса, в котором установлены инструмент и механизм осевого возвратно-поступательного движения инструмента.
Новым является то, что инструмент выполнен в виде бородка с расширением от острого конца для выполнения отверстия в трубопроводе различного диаметра, установлен дополнительный корпус для осевого возвратно-поступательного движения инструмента с зубчатой рейкой и установленными в корпус стопорными кольцами для фиксации бородка по уровню прокола, механизм возвратно-поступательного перемещения вала выполнен в виде пары зубчатого колеса с червячным валом.
На фигуре представлен общий вид устройства в разрезе.
Устройство для выполнения отверстия в трубопроводе, находящемся под давлением, содержит корпус 1, в котором установлены инструмент 2 и механизм осевого возвратно-поступательного движения инструмента 2. Инструмент 2 взаимодействует с цилиндрическим корпусом осевого перемещения 5 и выполнен в виде конуса с расширением диаметра на определенном расстоянии, направленного вершиной вниз. Угол конуса инструмента 2 обеспечивает вырезание сквозного отверстия в трубопроводе. Цилиндрический корпус осевого перемещения 5 выполнен в виде полого цилиндра, на концах которого установлены стопорные кольца 6 и 6', а по длине корпуса расположена зубчатая рейка 7.
Механизм осевого возвратно-поступательного движения инструмента, который установлен в корпусе устройства 1 и необходим для движения инструмента при проколе поверхности трубопровода, включает в себя цилиндрический корпус осевого перемещения 5, червячный вал 4 с ручкой 8 и зубчатое колесо 3.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертеже не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Сначала определяют место, где необходимо выполнить отверстие в трубопроводе. Устройство монтируют на задвижку (не показан) с помощью фланцевых соединений (не показан). Задвижку (не показан) приваривают снаружи по периметру к трубопроводу (не показан) любым известным способом, например, с помощью ручной дуговой сварки. После этого открывают задвижку (не показан), чем предоставляется допуск инструмента 2 к поверхности трубопровода (не показан). Вращением ручки 8 ведущего вала червячного механизма 4, вращательное движение зубчатого колеса 3 с помощью зубчатой рейки 7 преобразуется в поступательное. Конусное острие инструмента 2 упирается в поверхность трубопровода (не показан) и механически воздействует на сдавливание в точке соприкосновении. Дальнейшее воздействие на поверхность трубопровода приведет к проколу поверхности.
Для прокола отверстия большего диаметра в трубопроводе необходимо с помощью стопорных колес 6 и 6’ зафиксировать инструмент 2 таким образом, чтобы уровень поверхности трубопровода был ниже уровня расширения инструмента 2.
После прокола трубопровода инструмент 2 поднимают обратным вращательным движением червячного вала 4 с помощью ручки 8, закрывают задвижку (не показан) и демонтируют устройство, при необходимости производят отбор пробы жидкости и газа, транспортируемых по действующему трубопроводу.
Предлагаемое устройство для выполнения отверстия в трубопроводе имеет простую конструкцию, мобильный, и позволяет использовать устройство в случаях вырезки отверстия в стенке основного трубопровода для различных диаметров патрубков и произвести его сборку в полевых условиях, что снижает материальные и финансовые затраты для прокола отверстий в трубопроводе, находящимся под давлением.