УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЗИНОВОЙ МАНЖЕТЫ НА ПЕРЕХОДЕ ТРУБОПРОВОДА
DEVICE TO PROTECT RUBBER COLLAR AT PIPE REDUCER

Изобретение относится к переходам магистральных трубопроводов, прокладываемых в защитном кожухе-футляре под автомобильными, железными дорогами, инженерными сооружениями, водными преградами, в районах с суровыми условиями и вечной мерзлотой и может быть применено для герметизации пространства между устройством и наружной поверхностью резиновой манжеты, герметизирующей межтрубное пространство перехода трубопровода, и для защиты манжеты от попадания влажной среды и грунта на наружную поверхность манжеты, а также для защиты от ударов и давления грунта при засыпке траншеи в период строительства и ремонта трубопровода перехода.
Изобретение предназначено для защиты резиновой манжеты диаметром 57-2220 мм для трубопровода и диаметром 159-2634 мм для кожуха-футляра.
Известно устройство для защиты резиновой манжеты для переходов магистральных трубопроводов (см. патент RU №2276753 от 01.12.2004), выполненное разъемным в виде верхнего и нижнего полукорпусов с полками в месте стыка и в сборе состоящее из двух цилиндрических частей и одной конической части.
Устройство закрепляется на упорном кольце защитного кожуха-футляра и опирается на магистральный трубопровод. В нижнем полукорпусе выполнены две радиусные пластины, герметизирующие разъем. Данное устройство для защиты резиновой манжеты сложно в части изготовления конструкции упорного кольца, на котором закрепляется устройство для защиты резиновой манжеты. Кроме того, упорное кольцо на кожухе-футляре не обеспечивает надлежащую герметичность между устройством и наружной поверхностью манжеты в процессе эксплуатации перехода трубопровода, что является существенным недостатком устройства, т.к. влажная среда проникает вместе с грунтом и придавливает манжету, в результате чего она становится неработоспособной.
Внутри с торцевых сторон полукорпусов устройства выполнены ограничители в виде двух перегородок по всей окружности для посадочных мест резиновых герметизирующих шнуров.
Такая конструкция устройства для защиты резиновой манжеты удорожает ее за счет изготовления из-за необходимости закрепления перегородок для посадочных мест резиновых шнуров при неплотном их прилегании к внутренним посадочным местам полукорпусов устройства, т.к. перегородки выполнены без радиусной поверхности, что ограничивает площадь контакта резинового шнура. Помимо этого требуются значительные затраты времени при монтаже их на трубопроводе и кожухе-футляре, т.к. резиновые шнуры трудно закрепить в посадочных местах, предотвратив их выпадение из посадочных мест при монтаже.
Известно также устройство для защиты резиновой манжеты, патент RU №2435093, кл. F16L 1/028, 7/00, взятое авторами за прототип.
Устройство состоит из двух полукорпусов, преимущественно из стеклопластика. В собранном виде устройство образует два диаметра: большой и малый, соединяющиеся конической поверхностью. Малым диаметром устройство установлено на трубопровод, а большим диаметром на кожух-футляр.
Торцевые части большого и малого диаметров выполнены на конус и содержат боковую стенку. Во внутренней части большого и малого диаметров выполнена вторая параллельная боковая стенка, образующая пространство, которое служит посадочным местом для укладки резиновых шнуров во внутреннюю часть полукорпусов устройства для герметизации пространства между внутренней частью устройства и наружной поверхностью резиновой манжеты перехода.
Недостатком данного устройства является наличие двух перегородок, выполняющих роль посадочных мест для укладки резиновых шнуров. Перегородки трудно выполнить единым целым с корпусом устройства. Кроме того, при ударе по устройству, при засыпке траншеи в период строительства трубопровода перегородки деформируются, что способствует свободному проходу влажной среды и грунтовых вод в пространство между устройством и наружной поверхностью резиновой манжеты.
Кроме того, резиновый шнур сложно закрепить между перегородок, являющихся посадочным местом, даже с помощью клея, так как они не имеют радиусной поверхности, что ограничивает площадь контакта шнура с посадочным местом, а также сложно загерметизировать от попадания влаги между резиновым шнуром и стенкой устройства в пространство между устройством и наружной поверхностью резиновой манжеты, что сокращает работу перехода трубопровода, т.к. вместе с грунтовыми водами попадает грунт, который заполняет свободное пространство и придавливает манжету. При перемещении трубопровода манжета, придавленная грунтом, растягивается, крепление хомута-стяжки не выдерживает, и она сползает с кожуха-футляра, открывая межтрубное пространство для грунтовых вод, в результате коррозия разрушает опорные кольца и трубопровод, который опускается на дно кожуха-футляра, что ведет к авариям на газопроводе перехода.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение упомянутых недостатков и разработка прочной конструкции устройства в части посадочных мест без упорного кольца и перегородок для укладки резиновых шнуров с натягом, без применения клея, обеспечивающей надежную герметизацию от попадания влажной среды в пространство между внутренней поверхностью устройства и наружной поверхностью манжеты, герметизирующей межтрубное пространство перехода трубопровода. Также необходимо разработать конструкцию для прохода через устройство защитных труб для кабелей связи в переходе трубопровода.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для защиты резиновой манжеты, герметизирующей межтрубное пространство на переходах магистральных трубопроводов, прокладываемых под автомобильными, железными дорогами, а также под инженерными сооружениями, водными преградами с использованием защитного кожуха-футляра, состоит из верхнего и нижнего полукорпусов, в сборе образующих две цилиндрические и соединяющую расположенную между ними коническую часть: малый диаметр для установки на трубопровод, а большой диаметр - на кожух-футляр, на внутренней поверхности торцевых частей устройства выполнены углубления в виде тороидальной полости, которые служат посадочными местами для резинового герметизирующего шнура, радиус которого равен радиусу тороидальной полости, при этом указанная полость выполнена с возможностью плотной укладки резинового шнура с натягом для герметизации пространства между наружной поверхностью герметизирующей манжеты перехода и внутренней стенкой устройства.
В случае необходимости снабжения трубопроводов переходов защитными трубами для кабелей связи на нижней поверхности верхнего полукорпуса со стороны малого диаметра выполнен отлив с вертикальной площадкой, снабженной одним или более отверстиями, в которых установлены герметизирующие муфты для прохода и герметизации одной или более защитных труб кабелей связи, а в резиновой манжете для герметизации межтрубного пространства выполнены отводы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображен общий вид устройства на переходе трубопровода с защитными трубами для кабелей связи;
На фиг.2 изображен общий вид устройства;
На фиг.3 - вид А изображено устройство с отверстиями и герметизирующими муфтами для прокладки защитных труб для кабелей связи.
На фиг.4 - вид Б изображена тороидальная полость для посадочных мест резиновых шнуров;
Предлагаемое устройство 1 (фиг.1, 2) для защиты резиновой герметизирующей манжеты 2 (фиг.1) на трубопроводе 3 (фиг.1) выполнено из двух полукорпусов: верхнего полукорпуса 4 (фиг.1, 2) и нижнего полукорпуса 5 (фиг.1, 2), изготовленных преимущественно из стеклопластика.
В собранном виде устройство образует два диаметра: большой 6 (фиг.2) и малый 7 (фиг.2), которые соединены конической частью (конусным участком) 8 (фиг.2). Малым диаметром 7 устройство 1 устанавливается на трубопровод 3, а большим диаметром 6 на кожух-футляр 9 (фиг.1).
На внутренней поверхности торцевых частей устройства выполнены углубления в виде тороидальной полости 10 (фиг.1, 2, 3, 4), с определенным радиусом, которые служат посадочными местами резинового герметизирующего шнура 11 (фиг.1, 2, 4), радиус которого равен радиусу тороидальной полости 10 для надежной герметизации пространства между наружной поверхностью герметизирующей манжеты 2 перехода и внутренней стенкой устройства 1 за счет плотной укладки резинового шнура 11 (фиг.1, 2, 4) с натягом в тороидальную полость 10 устройства 1 (фиг.1, 2).
При необходимости снабжения трубопроводов переходов защитными трубами 12 (фиг.1) для кабелей связи на нижней поверхности верхнего полукорпуса 4 со стороны малого диаметра выполнен отлив 13 (фиг.2, 3) с вертикальной площадкой 14 (фиг.2, 3), снабженной одним или более отверстиями 15 (фиг.2, 3), в которых установлены герметизирующие муфты 16 для прохода и герметизации защитных труб кабелей связи 12, (фиг.1), а в резиновой манжете 2 для герметизации межтрубного пространства перехода выполнены отводы 17 (фиг.1).
Заявляемое устройство 1 надежно защищает резиновую манжету 2 от попадания влажной среды в пространство между наружной поверхностью герметизирующей манжеты 2 перехода и внутренней поверхностью устройства 1 через посадочные места 10 резинового шнура 11 (фиг.1, 2, 4).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
По окончании монтажа устройство 1 для защиты резиновой манжеты 2 засыпают грунтом. При засыпке траншеи смешанным грунтом встречаются камни, булыжники, мерзлый грунт, глыбы до 60 кг и более, которые, ударяясь об устройство 1, амортизируются за счет резиновых шнуров 11, расположенных в торцевой части полукорпусов 4, 5 в радиусном углублении в форме тороидальной полости 10 (фиг.1, 2, 3, 4), при этом торцевые части устройства, в которых выполнены радиусные углубления в форме тороидальной полости 10, дополнительно выполняют роль ребер жесткости для предотвращения повреждений от разрыва и давления грунта устройства и для защиты резиновой манжеты 2 (фиг.1).
Устройство 1 создает возможность резиновой манжете 2 свободно деформироваться в его пространстве, защищенном от попадания влажной среды и грунта. При попадании влажной среды вместе с грунтом герметизирующая манжета не работает, т.к. манжету 2 затягивает грунтом, сдавливает ее, и начинается процесс ее натяжения, крепление хомута-стяжки не выдерживает, и она сползает с кожуха-футляра, открывая межтрубное пространство для грунтовых вод, в результате коррозия разрушает опорные кольца 18 (фиг.1) и трубопровод, который опускается на дно кожуха-футляра, что ведет к авариям на газопроводе перехода при перемещении трубопровода 3 (фиг.1) в момент изменения сезонных температур либо изменения температуры перекачиваемого продукта и линейного удлинения магистрального трубопровода.
Изобретение просто в конструктивном исполнении, обеспечивается свободный монтаж без выпадения резиновых шнуров 11 из посадочных мест либо его демонтаж на магистральном трубопроводе 3 и на кожухе-футляре 9 (фиг.1) перехода.
Проведенные испытания устройства показали, что обеспечивается надежная герметизация от попадания влажной среды в пространство между наружной поверхностью манжеты, герметизирующей межтрубное пространство перехода, и внутренней поверхностью устройства за счет прилегания резиновых шнуров всей поверхностью к посадочным местам, выполненным, например, в форме тороидальной полости, а также для создания ребра жесткости, выполненного как единое целое с устройством, что предотвращает разрушение посадочных мест устройства от ударов грунтом при засыпке траншеи перехода трубопровода в период его строительства и, в дальнейшем, надежной эксплуатации.
Устройство для защиты резиновой манжеты на трубопроводе способствует сокращению сроков монтажа на трассе, что очень важно при строительстве переходов, а также увеличению срока эксплуатации переходов трубопроводов под автомобильными и железными дорогами, под водными преградами и инженерными сооружениями, в районах с суровыми условиями и вечной мерзлотой.