МАНЖЕТА ИЗ ЭЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА
COLLAR MADE OF ELASTIC MATERIAL

Изобретение «Манжета из эластичного материала», далее манжета, выполненная преимущественно из резины, относится к уплотнениям межтрубного пространства перехода между защитным кожухом и трубопроводом перехода.
Изобретение применяется для герметизации межтрубного пространства перехода между газонефтепроводом, в дальнейшем трубопровод, диаметром 57-2220 мм и защитным кожухом диаметром 219-2550 мм, прокладываемым под дорогами, инженерными сооружениями, водными преградами, во влажных грунтах, болотах, в районах с суровыми условиями и вечной мерзлотой.
При прокладке трубопровода по пересеченной местности на пути встречаются дороги, инженерные сооружения, реки, болота. В местах пересечения под препятствиями трубопровод перехода прокладывают на опорно-направляющих кольцах в защитном кожухе, где он эксплуатируется более 30 лет. Трубопровод перехода располагается не симметрично по отношению к защитному кожуху, так как по диаметру он всегда больше трубопровода перехода.
При сборке трубопровода перехода под препятствиями концевые его части герметизируют конусными резиновыми манжетами от попадания в межтрубное пространство перехода влажной среды. У известных манжет цилиндрические части для трубопровода и защитного кожуха выполнены соосно (не эксцентрично).
При монтаже манжеты для герметизации межтрубного пространства перехода, чтобы надеть цилиндрическую часть манжеты на защитный кожух, ее приходится растягивать и деформировать. В результате смонтированная на трубопроводе и защитном кожухе манжета приобретает неопределенную форму с острыми углами из-за выполнения на манжете цилиндрических частей для трубопровода и защитного кожуха не эксцентрично.
Деформация манжеты способствует ее срыву с защитного кожуха в период эксплуатации и попадания влажной среды в межтрубное пространство перехода. Кроме того, для предотвращения срыва манжеты с защитного кожуха при перемещении трубопровода в осевом направлении на манжете искусственно создают гофру путем вдавливания конусной части манжеты вовнутрь защитного кожуха, что дополнительно создает напряжения на манжете.
При эксплуатации перехода трубопровода в периоды изменения сезонных температур и повышения температуры перекачиваемого продукта трубопровод перехода перемещается в осевом направлении и манжета сползает с защитного кожуха за счет напряжений на манжете при ее монтаже. В результате влага поступает в межтрубное пространство перехода, что сокращает срок его эксплуатации.
Известна резиновая манжета, патент RU 2206003, кл. F16J 15/32, содержащая две цилиндрические части для трубопровода и защитного кожуха, расположенных коаксиально или эксцентрично, и соединяющую их переходную конусную часть. Недостаток заключается в том, что манжета выполнена без гофры, цилиндрические отверстия для трубопровода и защитного кожуха соединены конусной частью, на которой необходимо вручную выполнить гофру без учета ее длины путем вдавливания конусной части вовнутрь защитного кожуха, что создает дополнительное напряжение на манжету.
Кроме того, герметизация конусной манжетой межтрубного пространства перехода полностью не решается выполнением гофры на манжете путем вдавливания конусной части манжеты вовнутрь защитного кожуха произвольно, без учета ее длины.
В результате деформации конусная часть манжеты деформируется вместе с гофрой, которую создали путем вдавливания конусной части вовнутрь защитного кожуха. Манжета приобретает также неопределенную форму с различными острыми углами, приводящими к возникновению остаточных сил деформации.
Деформация манжеты способствует сползанию ее с защитного кожуха при перемещении трубопровода в осевом направлении, и поставленная цель по созданию гофры на манжете для надежной герметизации межтрубного пространства перехода не достигает нужного эффекта.
Известна неформовая разъемная резиновая манжета из упругого материала, патент RU №2206004, кл. F16J 15/32 (прототип), где цилиндрические части манжеты для трубопровода и защитного кожуха соединены конусной переходной частью, кроме того, манжета выполнена без гофры, что является существенными недостатками.
Упомянутые манжеты имеют еще один существенный недостаток - резиновые отводы для защитных труб кабелей связи выполняются на конусной части манжеты под углом 30-45° не соосно по отношению к защитным трубам кабелей связи, которые прокладываются в переходе на трубопроводе в горизонтальном положении, что создает дополнительные напряжения на манжету при ее монтаже, что также способствует сползанию ее с защитного кожуха при перемещении трубопровода перехода в осевом направлении.
Известна манжета, патент RU 2285854, МПК F161 7/02, где отводы для защитных труб кабелей связи выполнены на конусной части под углом 30-45° как единое целое с манжетой не соосно по отношению к защитным трубам кабелей связи, которые монтируются на трубопроводе в верхней части опорно-направляющих колец в горизонтальном положении.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и разработка современной неформовой манжеты с уменьшением общего веса на 20% за счет сокращения длины конусной части манжеты, что позволит с успехом применять ее для переходов на больших диаметрах для трубопроводов 57-2220 мм и для защитного кожуха 219-2550 мм. Кроме того, удобство монтажа, применение на больших диаметрах, увеличение срока эксплуатации перехода трубопровода за счет изменения конструкции и снятия напряжений на манжете являются существенными преимуществами перед конусными резиновыми манжетами.
За счет изменения конструкции манжеты, в том числе выполнения на манжете горизонтального отвода для защитной трубы кабелей связи как единого целого с манжетой, снимаются напряжения при ее монтаже на трубопроводе перехода, предотвращается сползание манжеты с защитного кожуха при перемещении трубопровода в осевом направлении и сокращается время монтажа в полевых условиях.
Поставленная задача достигается путем выполнения манжеты неформовым способом, с гофрой, из эластичного материала, например из резины. Манжета из эластичного материала предназначена для герметизации межтрубного пространства перехода при прокладке трубопровода диаметром 57-1420 мм в защитном кожухе диаметром 219-1720 мм. Манжета содержит две расположенные эксцентрично по отношению друг к другу цилиндрические части различных диаметров и соединяющую их плоскую часть. На плоской части выполнены отводы для защитных труб кабелей связи, смонтированных в горизонтальном положении на верхней части трубопровода перехода. Цилиндрическая часть меньшего диаметра расположена на одной из сторон плоской части и соединена по окружности через гофру в форме вогнутой галтели. Цилиндрическая часть большего диаметра расположена с противоположной стороны плоской части и соединена по всей окружности через гофру, имеющую в поперечном сечении форму части овала. При этом для защиты от неправильной установки манжеты выполнен упор с внутренней стороны цилиндрической части большего диаметра. На торце в верхней точке цилиндрической части большего диаметра выполнена метка в форме лепестка, который закладывается при изготовлении манжеты, для центрирования манжеты относительно трубопровода и защитного кожуха при ее монтаже. Отводы выполнены по форме применяемых защитных труб кабелей связи как единое целое с манжетой и расположены горизонтально в верхней ее части.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежам, где:
на фиг. 1 показана манжета с вертикальной плоской соединяющей частью, на которой выполнены противоположные цилиндрические части различных диаметров и отвод для защитной трубы кабелей связи, выполненный в горизонтальном положении;
на фиг. 2 показан переход трубопровода на опорно-направляющих кольцах в защитном кожухе в сборе с герметизирующей манжетой и защитной трубой для кабелей связи;
на фиг. 3 показана метка на манжете с противоположными цилиндрическими частями для трубопровода перехода и защитного кожуха;
на фиг. 4 показан упор для защиты от неправильной сборки манжеты на переходе трубопровода, гофра на манжете и отвод для защитной трубы кабелей связи, расположенной в горизонтальном положении в верхней части манжеты на вертикально-плоской соединительной части в форме круга.
Изображенные на чертежах элементы обозначены следующими позициями:
1 - манжета;
2 - трубопровод перехода;
3 - защитный кожух;
4 - плоская соединительная часть;
5 - цилиндрическая часть манжеты для крепления на трубопроводе перехода диаметром 57-2220 мм;
6 - цилиндрическая часть манжеты для крепления на защитном кожухе 219-2550 мм;
7 - гофра;
8 - горизонтальный отвод для защитной трубы кабелей связи;
9 - защитная труба кабелей связи;
10 - опорно-направляющие кольца;
11 - упор;
12 - хомуты стяжки.
13 - метка для центрирования манжеты.
Манжета 1 выполнена из эластичного материала, например резины, и предназначена для герметизации межтрубного пространства перехода трубопровода 2, прокладываемого в защитном кожухе 3 под дорогами, инженерными сооружениями и водными преградами, во влажных грунтах, болотах, в районах с суровыми условиями и вечной мерзлотой.
Манжета 1 содержит вертикальную плоскую соединительную часть 4 в форме круга, на которой выполнены противоположные цилиндрические части 5, 6 различных диаметров, расположенные эксцентрично по отношению друг к другу.
Цилиндрическая часть 5 манжеты предназначена для крепления на трубопроводе перехода 2 диаметром 57-2220 мм, вторая цилиндрическая часть 6 манжеты расположена на противоположной стороне плоской части 4 и предназначена для крепления на защитном кожухе 3 (фиг. 2, 4) диаметром 219-2550 мм. Цилиндрическая часть 5 меньшего диаметра соединена с плоской частью по окружности через гофру в форме вогнутой галтели (на фиг. 4 обозначен радиус галтели R). Цилиндрическая часть 6 большего диаметра соединена с плоской частью 4 по всей окружности через гофру 7 (фиг. 1, 4), имеющую в поперечном сечении форму части овала. Такая форма поперечного сечения гофры позволяет перераспределить и снизить нагрузки, действующие на цилиндрическую часть 6 при перемещении плоской части 4.
По меньшей мере один горизонтальный отвод 8 выполнен по форме применяемой защитной трубы 9 кабелей связи как единое целое с манжетой 1 и расположен горизонтально в верхней ее части (на плоской соединительной части 4). Такое расположение отводов 8 на плоской соединительной части 4 обусловлено тем, что защитные трубы кабелей связи 9 монтируются в горизонтальном положении над трубопроводом перехода 2. Это позволило исключить деформацию манжеты при ее монтаже на трубопроводе перехода.
Для защиты от неправильной установки манжеты 1 с внутренней стороны цилиндрической части 6 большего диаметра выполнен упор 11, например, прямоугольной формы. На торце в верхней точке цилиндрической части 6 большего диаметра выполнена метка в форме лепестка 13 для центрирования манжеты 1 относительно трубопровода 2 и защитного кожуха 3 при монтаже манжеты 1.
Манжета 1 работает следующим образом.
По окончании протаскивания трубопровода 2 на опорно-направляющих кольцах 10 в защитный кожух 3, осуществляют монтаж манжеты 1 путем надевания ее на трубопровод 2 и защитный кожух 3 при этом манжету продвигают до контакта упора 11 с торцом защитного кожуха 3. Правильность размещения манжеты 1 на защитном кожухе 3 проверяют по метке в форме лепестка 13 на торце в верхней точке цилиндрической части 6. Затем расправляют гофру 7 и закрепляют манжету 1 хомутами-стяжками 12 для герметизации межтрубного пространства перехода. Монтаж манжеты 1 осуществляют без деформации и без вдавливания плоской части вовнутрь защитного кожуха 3 (фиг. 2, 4). Это достигается тем, что манжета 1 (в отличие от известных аналогов) содержит вертикальную плоскую соединительную часть 4 (вместо конусной соединительной части), на которой выполнены противоположные цилиндрические части 5, 6 различных диаметров, расположенные эксцентрично по отношению друг к другу.
В процессе эксплуатации трубопровода 2 при изменении сезонных температур и повышении температур перекачиваемого продукта (нефть, газ) трубопровод начинает перемещаться в одну из сторон в осевом направлении, и манжета 1 начинает деформироваться в зависимости от движения трубопровода вправо либо влево. Деформация манжеты 1 при этом осуществляется только в гофре 7 - свободно, без складок, углов, натяжений и без остаточных сил деформаций, что предотвращает сползание резиновой манжеты с защитного кожуха.
В настоящее время изготовлено две манжеты, которые при испытаниях показали положительные результаты. Также есть ряд преимуществ в части уменьшения веса, габаритных размеров, стоимости, а также повышения удобства монтажа манжеты и увеличения срока эксплуатации перехода трубопровода. Все это позволяет применять данные манжеты для трубопровода перехода диаметром 57-2220 мм и для защитного кожуха диаметром 219-2550 мм.