МЕЖФЛАНЦЕВАЯ ЗАГЛУШКА
SPADE

Заявляемое изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано при испытании на прочность и герметичность избыточным давлением участков транспортных трубопроводов при проведении ремонтных работ.
Одной из проблем в данной отрасли техники является защита трубопроводной арматуры при проведении испытаний. Обязательным условием при проведении ремонтных работ является установка заглушки между фланцами трубопровода и трубопроводной арматурой для предотвращения ее повреждения. Установка заглушки связана с определенными трудностями, поскольку необходимо удалить болтовые соединения фланцев, а затем раздвинуть фланцы для установки между ними заглушки. Так как фланцы можно раздвинуть лишь на незначительное расстояние, межфланцевая заглушка должна быть тонкой, обеспечить надежное крепление уплотнительного элемента и выдерживать значительные усилия от избыточного давления. Эта проблема приобретает особую остроту с увеличением диаметра испытуемого трубопровода.
Известно устройство для уплотнения фланцев (SU №1227878 А1, публ. 30.04.1986 г.), которое содержит размещенный между фланцами уплотнитель из пластичного материала, охваченный незамкнутыми по торцевым поверхностям оболочками, при этом указанные оболочки выполнены в виде полуторов, на торцевых поверхностях которых расположены упоры, причем уплотнитель частично расположен также между упорами указанных оболочек. Такое устройство имеет значительную толщину, а поэтому не может быть использовано при проведении ремонтных работ на транспортном трубопроводе.
Известна заглушка для испытания избыточным давлением вентилей (SU №19878 А1, публ. 31.03.1931 г.), которая выполнена в виде металлической шайбы и резиновой прокладки, закладываемой между шайбой и фланцем вентиля. При применении известной заглушки для испытаний транспортного трубопровода необходимо иметь вторую резиновую прокладку для ее размещения между шайбой и фланцем трубы. Так как все три элемента (металлическая шайба и две резиновые прокладки), образующие межфланцевую заглушку, не соединены между собой, то их установка вызовет трудности, поскольку потребует разведения фланцев на значительную величину для упрощения сборки соединения, что, как правило, не осуществимо.
Известна межфланцевая заглушка (SU №1302056 А1, публ. 07.04.1987 г.), содержащая круглую пластину, перекрывающую проходное отверстие фланцев, и уплотнительные элементы, которые размещены в отдельном кольце, контактирующем одной своей торцевой поверхностью с торцевой поверхностью цилиндрической расточки первого фланца, а противоположной торцевой поверхностью кольца - с торцевой поверхностью круглой пластины, расположенной в расточке второго фланца. Противоположная торцевая поверхность круглой пластины снабжена конической поверхностью, взаимодействующей с ответной конической поверхностью, выполненной во втором фланце.
Наличие расточек во фланцах соединения увеличивает их толщину и усложняет их конструкцию, при этом такая конструкция фланцев должна быть предусмотрена на всех трубах и арматуре транспортного трубопровода, поскольку аварии могут произойти на любом его участке. Это усложняет процесс изготовление фланцев и увеличивает затраты на их изготовление. Размещение круглой пластины полностью в конусообразной расточке одного из фланцев соединения требует наличия увеличенного зазора между фланцами для ее установки и усложняет сам процесс установки.
Наиболее близкой по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является межфланцевая заглушка (RU №89230 ПМ, публ. 29.11.2009 г.), содержащая перекрывающую проходное отверстие фланцев круглую металлическую пластину и уплотнительные элементы, частично размещенные в кольцеобразных сегментах, закрепленных по наружным кромкам на торцевых поверхностях круглой металлической пластины, снабженной радиально направленной державкой, выступающей над фланцами соединения.
В известной межфланцевой заглушке возможно выпадение уплотнительных элементов при ее непроизвольном развороте, когда открытый конец кольцеобразных сегментов окажется в положении, при котором уплотнительные элементы могут выскользнуть под действием собственного веса из кольцеобразных сегментов.
Задача изобретения - усовершенствовать конструкцию межфланцевой заглушки таким образом, чтобы она исключила возможность выпадения уплотнительных элементов из круглой металлической пластины без усложнения конструкции заглушки.
Технический результат достигается тем, что в межфланцевой заглушке, содержащей перекрывающую проходное отверстие фланцев круглую металлическую пластину и уплотнительные элементы, частично размещенные в кольцеобразных сегментах, закрепленных по наружным кромкам торцевых поверхностей круглой металлической пластины, снабженной радиально направленной державкой, выступающей над фланцами соединения, согласно изобретению кольцеобразные сегменты соответственно перекрывают более половины наружной кромки торцевых поверхностей круглой металлической пластины, а на уплотнительных элементах выполнены диаметрально расположенные лыски.
Технический результат достигается также тем, что уплотнительный элемент может быть выполнен, в частности, или из паронита, или политетрафторэтилена, или резины, или расширенного графита.
Целесообразно уплотнительный элемент, выполненный из расширенного графита, плакировать композиционным материалом на основе стекловолокна, пропитанного суспензией фторопласта, с последующей термообработкой и с образованием композиционным материалом кольцевой наружной кромки, размещаемой в кольцеобразном сегменте круглой металлической пластины.
Уплотнительный элемент, выполненный или из паронита, или политетрафторэтилена, или резины, следует снабдить кольцевой наружной кромкой, размещаемой в кольцеобразном сегменте круглой металлической пластины.
Отличительная особенность заявляемой межфланцевой заглушки состоит в том, что уплотнительные элементы, имеющие диаметрально расположенные лыски, свободно проходят в кольцеобразные сегменты, несмотря на то что кольцеобразные сегменты перекрывают более половины наружной кромки торцевых поверхностей круглой металлической пластины. После ввода уплотнительных элементов в кольцеобразные сегменты и их разворота на круглой металлической пластине исключается возможность выпадения уплотнительных элементов из круглой металлической пластины.
Эти и другие особенности заявляемого изобретения будут приведены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
фиг.1 - фланцевое соединение;
фиг.2 - общий вид межфланцевой заглушки;
фиг.3 - уплотнительный элемент;
фиг.4 - разрез по А-А (фиг.3) - вариант;
фиг.5 - разрез по А-А (фиг.3) - вариант.
Заявляемая межфланцевая заглушка 1, предназначенная для уплотнения фланцевого соединения транспортного трубопровода (фиг.1), устанавливается между двумя фланцами 2 и 3 соединения с крепежными элементами (не показаны), которые могут быть выполнены в виде болтовых или шпилечных пар или в виде накидных болтов, шарнирно установленных на одном из фланцев соединения.
Межфланцевая заглушка 1 (фиг.2) содержит перекрывающую проходное отверстие фланцев 2 и 3 круглую металлическую пластину 4 и уплотнительные элементы 5, которые выступают над торцевыми поверхностями круглой металлической пластины 4. Уплотнительные элементы частично размещены в кольцеобразных сегментах 6 с возможностью перекрытия проходного сечения фланцев 2 и 3. Кольцеобразные сегменты закреплены по наружным кромкам торцевых поверхностей круглой металлической пластины 4, например, с помощью контактной сварки. Кольцеобразные сегменты 6 соответственно перекрывают более половины наружной кромки 7 торцевых поверхностей 8 круглой металлической пластины 4. Круглая металлическая пластина выполнена из высокопрочной стали. Она снабжена радиально направленной державкой 9, выступающей над фланцами 2 и 3 соединения. Уплотнительные элементы 5 (фиг.3) могут быть выполнены, в частности: из паронита, политетрафторэтилена, резины или расширенного графита. Выбор материала для уплотнительных элементов определяется условиями эксплуатации межфланцевой заглушки и экономической целесообразностью применения того или иного вида материала. На уплотнительных элементах 5 по наружному диаметру выполнены диаметрально расположенные лыски 10.
Если уплотнительный элемент 5 выполнен из расширенного графита 11 (фиг.4), то его плакируют композиционным материалом 12 на основе стекловолокна, пропитанного суспензией фторопласта, с последующей термообработкой и с образованием композиционным материалом кольцевой наружной кромки 13 для ее размещения в кольцеобразном сегменте 6 круглой металлической пластины 4.
Если в качестве материала уплотнительного элемента 5 (фиг.5) используют паронит, политетрафторэтилен или резину, то его выполняют в виде ступенчатого диска 14 с образованием наружной кольцеобразной кромки 15 для ее размещения в кольцеобразном сегменте 6 круглой металлической пластины 4. Ступенчатый диск 14 также имеет диаметрально расположенные лыски 10.
Так как кольцеобразные сегменты 6 перекрывают более половины наружной кромки торцевых поверхностей круглой металлической пластины 4, уплотнительные элементы 5 не могут быть введены в кольцеобразные сегменты 6, поскольку хорда сегментов меньше наружного диаметра уплотнительных элементов. Для обеспечения ввода уплотнительных элементов 5 в кольцеобразные сегменты 6 и предназначены диаметрально расположенные лыски 10, выполненные на уплотнительных элементах 5. Лыски 10 образуют путем частичного и симметричного удаления периферийной поверхности 16 уплотнительного элемента на величину, при которой размеры хорды кольцеобразного сегмента и расстояние между лысками уплотнительного элемента совпадут. Совпадение этих размеров позволяет разместить уплотнительные элементы 5 на круглой металлической пластине 4. После введения уплотнительного элемента в кольцеобразный сегмент его поворачивают до положения, при котором одна из лысок 10 окажется расположенной в кольцеобразном сегменте 6. В этом положении уплотнительный элемент 5 не может выскользнуть из круглой металлической пластины 4 под действием собственного веса.