УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению, в частности, к устройствам для разделения трубопроводов, заполненных жидкостью. Может быть использовано в ракетно-космической, авиационной технике, а также в нефтяной и других отраслях промышленности, где необходимо дистанционное разделение трубопроводов, заполненных жидкостью.
Известен ряд устройств для разделения элементов конструкций, основными элементами которых являются корпус, электродетонатор, детонирующий удлиненный заряд (ДУЗ) [1], стр. 39-40, рис. 3.9, 3.11, [2], стр. 50. Основным недостатком подобных устройств является то, что при срабатывании ДУЗ контакт детонационной волны с жидкостью вызывает гидравлический удар, передающийся по жидкости, который приводит к разрушению элементов конструкции, контактирующих с жидкостью. Для разделения трубопроводов с помощью известных устройств необходимо предварительно удалить жидкость из разделяемого участка трубопровода, а затем продуть его воздухом, что сильно усложняет процесс разделения, делает его трудоемким, а в некоторых случаях и невозможным.
Известно также устройство для разделения элементов конструкций космического аппарата, содержащее корпус, установленный на трубопроводе, электродетонатор, ДУЗ. Это устройство имеет те же недостатки, что и указанные выше технические решения. Кроме этого, данное устройство обладает большими габаритами и массой, а при срабатывании ДУЗ образовываются разлетающиеся осколки, которые могут вызвать разрушение трубопроводов и корпусных элементов объекта [3].
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является устройство для разделения трубопроводов, содержащее электродетонатор, ДУЗ, кольцевой нож, размещенные в гнездах корпуса, установленного на разделяемом трубопроводе, в зоне его разделения, выполненной в виде кольцевого выступа с вертикальными стенками и с установленным в нем кольцевым твердотельным вкладышем, при этом кольцевой нож установлен между ДУЗ и вертикальной стенкой кольцевого выступа трубопровода таким образом, что плоской торцевой поверхностью он контактирует с ДУЗ, а режущей кромкой - с вертикальной стенкой кольцевого выступа разделяемого трубопровода [4]. Данное техническое решение можно использовать для разделения трубопроводов, заполненных жидкостью, однако и оно не лишено недостатков, которые заключаются в следующем:
1) при срабатывании ДУЗ режущая кромка ножа ударяет по твердому вкладышу, не имея возможности проникновения в тело вкладыша, что снижает надежность разреза стенки трубопровода;
2) в зазорах между стенками кольцевого диаметрального выступа трубопровода и расположенного в нем вкладыша имеется жидкость, заполняющая трубопровод, и при ударе ножа о стенку трубопровода и о вкладыш в выступе трубопровода также может возникнуть ударное повышение давления в трубопроводе, способное разрушить элементы конструкции, контактирующие с жидкостью;
3) при срабатывании ДУЗ горячие газы могут прорваться в разделяемый трубопровод и при контакте с жидкостью может произойти возгорание.
Целью предполагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа.
Указанная цель достигается тем, что на торцевой поверхности вкладыша, со стороны ножа, на уровне его режущей кромки, выполнена кольцевая проточка заданной глубины, в теле вкладыша выполнены осевые сквозные отверстия, соединяющие его торцы, кольцевой нож установлен в корпусе с уплотнением, исключающим контакт газов от ДУЗ с жидкостью в трубопроводе.
Техническая сущность предполагаемой полезной модели поясняется рисунком, на котором приведена ее конструктивная схема.
Цифрами на рисунке обозначены:
1 - разделяемый трубопровод;
2 - кольцевой выступ трубопровода;
3 - вертикальная стенка выступа;
4 - твердотельный вкладыш;
5 - корпус;
6 - электродетонатор;
7 - ДУЗ;
8 - кольцевой нож;
9 - кольцевая проточка;
10 - осевое отверстие;
11 - уплотнение кольцевого ножа.
Устройство работает следующим образом.
На разделяемом трубопроводе 1 выполнен Π-образный кольцевой выступ 2 с вертикальными стенками 3. Внутри выступа установлен твердотельный вкладыш 4. На разделяемом трубопроводе, рядом с кольцевым выступом 2, установлен корпус 5, в гнездах которого размещены электродетонатор 6, ДУЗ 7 и кольцевой нож 8. Кольцевой нож 8 установлен в корпусе 5 между ДУЗом 7 и вертикальной стенкой 3 выступа 2 таким образом, что плоской торцевой поверхностью он контактирует с ДУЗом 7, а режущей кромкой - с вертикальной стенкой 3 выступа 2 на уровне кольцевой проточки 9, выполненной на торце вкладыша 4 со стороны ножа 8. В теле вкладыша 4 выполнены сквозные осевые отверстия 10, соединяющие его торцы. Нож 8 установлен в корпусе 5 с уплотнением 11, исключающим контакт газов от ДУЗа 7 с жидкостью в трубопроводе 1.
Для задействования устройства подают электрический сигнал на электродетонатор 6, который срабатывая инициирует ДУЗ 7. Под действием силы давления газов, образующихся при срабатывании ДУЗа 7, кольцевой нож 8 перемещается к вертикальной стенке 3 выступа 2 разделяемого трубопровода 1 и перерезает вертикальную стенку выступа по кольцевому сечению, разделяя трубопровод 1. Детонационная волна ДУЗа 7 и удар ножа 8 направлены при этом вдоль оси трубопровода 1, воспринимаются твердотельным вкладышем 4 и не действуют на жидкость в трубопроводе. Разделение трубопровода происходит без гидравлического удара и образования осколков. Наличие кольцевой проточки 9 на торце вкладыша 4 на уровне острия ножа 8 позволяет ножу углубиться в тело вкладыша и надежно перерезать стенку трубопровода. Сквозные отверстия 10, выполненные в теле вкладыша 4, позволяют перетечь жидкости из-под правого (подударного) торца вкладыша в противоположную полость, исключая ударное повышение давления жидкости в трубе при ударе ножа о вкладыш. Уплотнение 11 ножа 8 в корпусе 5 исключает контакт газов ДУЗа с жидкостью в трубе, исключая возможность возгорания жидкости.
Таким образом, техническим результатом предполагаемой полезной модели является повышение надежности разделения трубопровода, заполненного жидкостью, без гидравлического удара, образования осколков и возгорания жидкости.
Список источников информации
1. Винницкий A.M., Волков В.Т. и др. Конструкция и отработка РДТТ. М.: Машиностроение, 1980.
2. Синюков А.Н., Волков Л.И. и др. Баллистическая ракета на твердом топливе. М.: Воениздат, 1972.
3. Патент SU 1792393. МПК B64G 1/64, оп. 30.01.1993 г.
4. Патент RU 2465182. МПК B64G 1/64, оп. 27.10.2012 г.