УСТРОЙСТВО ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ РАБОТЫ НА ТРУБОПРОВОДЕ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
CONTAINMENT DEVICE FOR WORK CARRIED OUT ON PIPE  AND ASSOCIATED METHOD

Изобретение относится к операциям разрезания и изоляции трубопровода, который может содержать вещество, опасное для окружающей среды или для персонала, осуществляющего работу на трубопроводе.
Для осуществления работ на трубопроводе 2, содержащем токсичные или загрязняющие вещества, часто используют устройство изоляции, которое, как показано на фиг. 1, имеет камеру 110, полученную при помощи пленки из мягкого пластического материала, например, из винила. Герметичность обеспечивают при помощи адгезивной ленты 100. Пластиковая пленка имеет отверстие для доступа к трубопроводу 2, разрезаемому при помощи режущего инструмента 3. Она содержит отверстие 112 для сбора жидких отходов и, возможно, отверстие 113 для вентиляции камеры 110 через фильтр 6. Согласно другому варианту, режущий инструмент полностью заключен в оболочку, и его удерживают в руках посредством деформации мягкой пленки.
Это устройство изоляции является неудобным в применении. Подготовка к работе и укладка на место камеры 110 являются сложными и длительными (несколько часов) операциями, учитывая ее мягкость. На практике пленку необходимо укладывать через шлюз и усилиями бригады из нескольких операторов. Сама работа, которая включает в себя резание и изоляцию участков разрезанной трубы, тоже длится несколько часов. При этом существует риск утечки, и в случае утечки ее устранение сопряжено с рисками и опять требует много времени, а также сопровождается дополнительными отходами. Кроме того, виниловая стенка сама тоже является вторичным отходом, который необходимо принимать в расчет.
Настоящее изобретение призвано предложить новую концепцию устройства изоляции, которое позволяет ограничить влияние вышеупомянутых недостатков.
В связи с этим предложено устройство изоляции для работы на трубопроводе. Устройство содержит жесткий инструментальный зажим, имеющий концевую стенку, содержащую отверстие с сечением, соответствующим наружному поперечному сечению трубопровода, проем, более широкий, чем отверстие, и находящийся противоположно концевой стенке, и боковой вход для режущего инструмента. Оно дополнительно содержит мягкую пленку для получения герметичного объема вокруг трубопровода, при этом первый конец пленки закреплен на указанном проеме инструментального зажима, установленного на трубопроводе, а второй конец пленки соединяют с трубопроводом.
Таким образом, устройство изоляции имеет часть, обладающую определенной механической прочностью, что облегчает укладку на место герметичной камеры и манипулирование режущим инструментом. Риски контакта между лезвием режущего инструмента и мягкой пленкой существенно уменьшаются и даже исключаются.
Кроме того, в варианте выполнения устройство изоляции дополнительно содержит второй жесткий зажим для соединения мягкой пленки с трубопроводом. Этот второй зажим имеет концевую стенку, содержащую отверстие с сечением, соответствующим наружному поперечному сечению трубопровода, и проем, более широкий, чем отверстие второго зажима, и находящийся противоположно концевой стенке второго зажима. При этом герметичный объем образован посредством второго конца мягкой пленки, закрепленного на проеме второго зажима, установленного на трубопроводе.
В этом варианте выполнения больше нет необходимости крепить мягкую пленку непосредственно на трубопроводе. Ее крепят на расширенных проемах двух зажимов, которые просто устанавливают на трубопроводе, при этом их концевые стенки ограничивают в осевом направлении герметичный объем в месте, где трубопровод будет открыт во время разрезания.
В своем развернутом состоянии мягкая пленка может иметь длину, превышающую расстояние вдоль трубопровода между проемом инструментального зажима и боковым входом, увеличенное на расстояние между соответствующими проемами инструментального зажима и второго зажима, установленных на трубопроводе. После разрезания трубопровода можно раздвинуть в осевом направлении два куска, на которых установлены два зажима, и запечатать мягкую пленку для закрывания двух отрезков трубопровода. После этого для дальнейших операций на оба зажима можно установить пробку.
Для обеспечения герметичности вокруг режущего инструмента на боковом входе инструментального зажима можно расположить уплотнительный элемент, такой как деформирующийся сильфон или сальник.
Инструментальный зажим может быть выполнен таким образом, чтобы содержать по меньшей мере один выход для сбора жидких отходов и/или для вентиляции герметичного объема.
Другим объектом изобретения является способ разрезания и изоляции трубопровода, содержащий следующие операции:
жесткий инструментальный зажим устанавливают на трубопровод, при этом инструментальный зажим имеет концевую стенку, содержащую отверстие с сечением, соответствующим наружному поперечному сечению трубопровода, проем, более широкий, чем отверстие, и находящийся противоположно концевой стенке, и боковой вход для режущего инструмента;
устанавливают на место мягкую пленку для образования герметичного объема вокруг трубопровода, при этом первый конец пленки крепят на проеме инструментального зажима, а второй конец пленки соединяют с трубопроводом;
разрезают трубопровод при помощи режущего инструмента, проходящего через боковой вход;
разделяют два отрезка трубопровода, полученные в результате разрезания; и запечатывают концы двух отрезков трубопровода.
В варианте осуществления способа укладка на место мягкой пленки включает в себя следующие операции:
на трубопровод устанавливают второй жесткий зажим, при этом второй зажим имеет концевую стенку, содержащую отверстие с сечением, соответствующим наружному поперечному сечению трубопровода, и проем, более широкий, чем отверстие, и находящийся противоположно концевой стенке, при этом проемы инструментального зажима и второго зажима располагают друг против друга; и
крепят мягкую пленку на проемах инструментального зажима и второго зажима.
В варианте выполнения разделение двух отрезков трубопровод, полученных в результате разрезания, состоит в раздвигании в осевом направлении отрезков, пока конец отрезка, на котором установлен второй зажим, не выйдет из проема инструментального зажима. При этом запечатывание двух концов двух отрезков трубопровода состоит в сварке (заваривании) мягкой пленки в промежутке между проемом инструментального зажима и концом отрезка, на котором установлен второй зажим. Затем можно установить пробки на проемы двух зажимов, каждый из которых закрыт частью мягкой пленки.
В варианте выполнения, который предназначен для минимизации количества используемой мягкой пленки, инструментальный зажим и второй зажим устанавливают на трубопровод, располагая их соответствующие проемы друг против друга.
Если инструментальный зажим состоит из двух жестких половин, каждая из которых имеет сторону контакта с другой половиной, установка инструментального зажима на трубопровод может включать в себя нанесение клея по меньшей мере на одну из контактных сторон двух половин, соединение и стягивание двух половин на трубопроводе так, чтобы клей удерживал обе половины вместе на трубопроводе с обеспечением закрывания герметичного объема, в частности, вокруг трубопровода на уровне концевой стенки инструментального зажима.
Во время и после разрезания трубопровода способ может дополнительно включать в себя сбор жидких отходов через выход, расположенный на инструментальном зажиме, и/или вентиляцию герметичного объема через выход, расположенный на инструментальном зажиме и оснащенный фильтром.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано известное устройство изоляции;
на фиг. 2а и 2b показан заявленный инструментальный зажим, вид с пространственным разделением деталей и вид в сборе соответственно;
на фиг. 3а и 3b показан второй зажим согласно варианту осуществления устройства изоляции, вид с пространственным разделением деталей и вид в сборе соответственно;
на фиг. 4а и 4b показано крепление инструментального зажима на трубопроводе;
на фиг. 5а и 5b показано крепление второго зажима на трубопроводе;
на фиг. 6 показано предпочтительное относительное положение двух зажимов, установленных на трубе, перед разрезанием;
на фиг. 7 показано крепление на двух зажимах манжеты, образованной мягкой пленкой из пластического материала;
на фиг. 8а и 8b показаны сбор жидких отходов и вентиляция герметичной камеры согласно варианту осуществления способа;
на фиг. 9 представлена первая стадия изоляции разрезанного трубопровода согласно варианту осуществления способа;
на фиг. 10 представлена вторая стадия изоляции трубопровода;
на фиг. 11а и 11b представлен вариант зажима, используемого в рамках изобретения, вид с пространственным разделением деталей и вид в сборе соответственно.
Устройство 1 изоляции в соответствии с изобретением предназначено для обеспечения разрезания и изоляции трубопровода 2 с проведением работ в условиях герметичности. Для этого устройство 1 изоляции крепят вокруг трубопровода 2 для получения по существу герметичной камеры вокруг участка этого трубопровода, где будет производиться разрезание.
Пример этого устройства 1 изоляции, собранного на трубопроводе, представлен на фиг. 7-9. Оно состоит из первого жесткого зажима 11, называемого в дальнейшем инструментальным зажимом (фиг. 2 и 4), из второго жесткого зажима 12 (фиг. 3 и 5) и из пленки 13 мягкого пластического материала в виде манжеты.
Как показано на фиг. 2а и 3а, каждый зажим содержит концевую стенку 116, 126, которая имеет отверстие, форма и размер которого соответствуют форме и размеру трубопровода 2. В случае необходимости, можно установить прокладку для лучшей адаптации формы и размеров, а также для лучшей герметичности камеры.
Зажимы 11, 12, показанные на фиг. 2-5, содержат, каждый, две половины 110а-b и 120а-b соответственно, предназначенные для соединения между собой вокруг поперечного сечения трубопровода.
Каждая из двух половин 110a-b, 120a-b содержит контактную сторону 130а-b, 140а-b, при этом обе контактные стороны располагают друг против друга, когда зажим собирают на трубопроводе 2.
Сборку каждого зажима 11, 12 можно временно осуществить при помощи лапок 114, 124 временного крепления. Кроме того, предусмотрены отверстия 115, 125 для винтов с целью стягивания двух половин каждого зажима. Для этого можно предусмотреть от двух до четырех стяжных винтов, соответствующих такому же количеству отверстий 115, 125.
Для обеспечения точного позиционирования между двумя половинами 110а-b, 120a-b зажима 11, 12 на трубопроводе на контактной стороне 130а, 140а одной из двух половин 110а, 120а зажима можно предусмотреть ребро 118, 128, выполненное с возможностью взаимодействия с соответствующим пазом 117, 127, выполненным на контактной стороне 130b, 140b другой половины 110b, 120b зажима.
Перед соединением двух половин 110a-b, 120а-b зажима 11, 12 на трубопроводе 2 по меньшей мере на одну из контактных сторон 130a-b, 140а-b этих двух половин наносят клей. Затем обе половины соединяют на трубопроводе 2 (фиг. 2b и 3b), удерживая их при помощи лапок 124, и стягивают их при помощи винтов, вставленных в отверстия 115, 125.
После схватывания клея соединение упрочняют и герметизируют при помощи слоя клея между двумя половинами 110a-b, 120а-b на уровне отверстия концевой стенки 116, 126 между каждой половиной и трубопроводом 2.
Противоположно своей концевой стенке 116, 126 каждый зажим 11, 12 содержит проем 11а, 12а, более широкий, чем трубопровод 2, то есть более широкий, чем отверстия, выполненные в концевых стенках 116, 126.
Инструментальный зажим 11 отличается от второго зажима 12 тем, что содержит боковой вход 111 для режущего инструмента. Этот боковой вход 111 сообщается с камерой, ограниченной инструментальным зажимом 11. Эта камера содержит по меньшей мере одну стенку, которая проходит на расстоянии от продольного участка трубы 2, ограничивая пространство вокруг этого продольного участка трубы 2, причем это пространство открыто со стороны проема 11а зажима 11. В примере, представленном на фигурах, указанная по меньшей мере одна стенка является цилиндрической стенкой с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр трубы 2, и имеет ту же ось симметрии. Изобретение ни в коем случае не ограничивается примером, представленным на фигурах, и, в частности, можно предусмотреть любую форму камеры, например, камеру с четырьмя стенками в виде параллелепипеда, а также некоторое смещение оси симметрии трубы относительно оси симметрии камеры.
Материалы для изготовления зажимов 11, 12 выбирают таким образом, чтобы они выдерживали возможное химическое воздействие со стороны опасного вещества или веществ, содержащихся в трубопроводе, в частности, кислот (азотной кислоты и т.д.) и растворителей (например, ТРН, ТВР и их продуктов разложения).
Как показано, например, на фиг. 8а, пленка 13 из мягкого пластического материала, например, из винила, дополняет герметичность объема, образованного между зажимами 11, 12 вокруг трубопровода 2.
Во время установки зажимов 11, 12 на трубопроводе 2 их соответствующие проемы располагают друг против друга, как показано на фиг. 6. Один конец пленки 13 крепят на проеме 11а инструментального зажима 11, установленного на трубопроводе, а противоположный конец крепят на проеме 12а второго зажима 12, тоже установленного на трубопроводе.
Во время укладки на место пластиковой пленки 13 ее, например, крепят при помощи адгезивной ленты на цилиндрических участках зажимов 11, 12, заканчивающихся проемами 11а, 12а. С другой стороны, ее склеивают параллельно трубопроводу тоже при помощи адгезивной ленты, придавая ей форму манжеты, которая закрывает герметичный объем между зажимами 11, 12 (фиг. 7-9).
Как показано на фиг. 6 и 7, предпочтительно (но не обязательно) зажимы 11, 12 устанавливают на трубопроводе 2 таким образом, чтобы их соответствующие проемы 11а, 12а входили друг с другом в контакт.
При этом манжета, образованная мягкой пленкой 13, сжимается наподобие сильфона, как показано на фиг. 7.
Затем, после разрезания трубопровода 2 два полученных отрезка трубопровода раздвигают в осевом направлении, распрямляя манжету, которая до этого была сжатой. Развернутая пленка 13 показана на фиг. 8 и 9.
Предпочтительно установку и крепление зажимов 11, 12 и пленки 13 может осуществлять один оператор, в случае необходимости, одетый в универсальный комбинезон, при этом ему не обязательно устанавливать для работы изолирующий шлюз.
Доступ к трубе 2 для режущего инструмента обеспечивает боковой вход 111. Он представляет собой входное отверстие, адаптированное для режущего инструмента и оснащенное уплотнительным элементом 131. В случае, когда в режущем инструменте используют плоское лезвие 32 с продольным возвратно-поступательным движением (фиг. 8-10), вход 111 имеет форму вытянутого отверстия для направления лезвия в плоскости, перпендикулярной к трубопроводу 2. Направление обеспечивает безопасную работу, в частности, позволяет свести к минимуму риски случайного повреждения мягкой пленки 13.
Уплотнительный элемент 131, находящийся на боковом входе 111 зажима 11 выполнен, например, в виде уплотнительного сильфона. Сильфон выполнен, например, из ПВХ, и его крепление производят при помощи адгезива.
На фиг. 11а-b представлен второй пример, в котором режущий инструмент является кольцевой пилой. В этом случае уплотнительный элемент может представлять собой сальник 135, установленный на инструментальном зажиме 11. Согласно этому второму примеру, через сальник 135 проходит трансмиссионный вал 31, приводящий во вращение цилиндрическое лезвие 134 кольцевой пилы, находящееся в гнезде, ограниченном наружным кожухом половины 110b, образующим боковое расширение камеры, образованной в инструментальном зажиме 11. Сальник можно затянуть при помощи гайки 136, служащей для зацепления трансмиссионного вала 31. Лезвие 134 остается в зажиме 11 после разъединения между валом 31 и приводом лезвия 134 и образует отход вместе с зажимом 11 и отрезком трубопровода, к которому оно пристало. Тот факт, что разрез является круглым и что кусок трубопровода остается в лезвии кольцевой трубы 134 или в зажиме 11, не является недостатком в случае выбрасывания в отходы обрезков трубопровода.
Представляет интерес вариант, в котором инструментальный зажим 11 оснащают двумя диаметрально противоположными боковыми входами, обозначенными позициями 111 и 111' на фиг. 2а, 4а и 11а. Один из этих входов во время работы герметично закрывают пробкой 132, тогда как второй предназначен для установки уплотнительного элемента 131 или 135 или для введения лезвия 32, 134 режущего инструмента. Этот вариант позволяет выбирать между разрезанием с левой стороны и разрезанием с правой стороны в зависимости от удобства для оператора с учетом внешних элементов, которые могут мешать работе. В случае необходимости, на инструментальном зажиме 11 можно предусмотреть в угловом направлении вокруг оси трубопровода 2 более двух боковых входов.
Как показано на фиг. 8а и 8b, инструментальный зажим 11 может дополнительно содержать отверстие 152 для сбора жидких отходов. Со сборным отверстием 152 можно соединить отсасывающую грушу 4 (трехходовой вентиль) или шприц 5. Предпочтительно сборное отверстие 152 располагают таким образом, чтобы оно находилось в нижней части инструментального зажима 11, когда его крепят на трубе 2.
Как показано на фиг. 2а, 8а и 8b, зажим 11 может дополнительно содержать вентиляционное отверстие 153, в котором можно установить фильтр (не показан).
На каждом отверстии 152, 153 можно установить кран для контроля сбора жидких отходов и вентиляции.
Как можно понять из фиг. 7-9, предпочтительно длина манжеты, образованной пленкой 13 превышает, например, на десяток сантиметров расстояние между проемом 11а инструментального зажима 11 и продольным положением бокового входа 111, когда оба проема 11а, 12а зажимов 11, 12 входят в контакт во время их крепления. Минимальную длину пленки 13 можно увеличить на продольное расстояние между проемами 11а, 12а зажимов 11, 12, если их крепят на трубопроводе 2 с промежутком.
После разрезания трубопровода и раздвигания в осевом направлении двух полученных отрезков с распрямлением пластиковой пленки 13 (фиг. 9) и после сбора жидких отходов и/или вентиляции герметичного объема, в промежуток между двумя отрезками трубопровода вводят запечатывающий инструмент для сварки пластиковой пленки 13. Сварку пленки 13 можно осуществлять по существу перпендикулярно к трубе при помощи относительно протяженного сварного шва на продольном участке пленки или при помощи двух сварных швов, разделенных продольным участком пленки.
Сварной шов пленки 13 изолирует два полученных отрезка. После этого пленку 13 разрезают перпендикулярно к трубопроводу либо между двумя сварными швами, либо вдоль протяженного сварного шва, оставляя сварной шов герметично закрытым с каждой стороны.
Для защиты проемов 11а, 12а зажимов, закрытых сваренными частями пленки 13, на проемы устанавливают пробки 11b, 12b. Кроме того, герметичность всего узла можно обеспечить приклеиванием пробок.
Следует отметить, что количество винила (или другого пластика), используемого для соединения двух зажимов при помощи мягкой пленки, может оставаться ограниченным. После развертывания пленки достаточно иметь место для раздвигания полученных отрезков трубопровода, защемить пленку и выполнить сварной шов, достаточно широкий, чтобы его можно было разрезать.
Изобретение не ограничивается вариантами осуществления, представленными в качестве примеров. Возможны его различные версии. Например, жесткий зажим можно предусмотреть только со стороны режущего инструмента, при этом виниловую пленку приклеивают непосредственно на трубопровод при помощи адгезивной ленты с другой стороны герметичного объема.