ЭЛАСТИЧНАЯ ОБОЛОЧКА И СПОСОБ ЕЕ УСТАНОВКИ В ТРУБОПРОВОДЕ
ELASTIC SHELL AND THE METHOD OF ITS INSTALLATION IN THE PIPELINE

Изобретение относится к конструкциям эластичных оболочек, предназначенных для перекрытия трубопроводов для последующего ремонта с целью предотвращения утечек, разлива, и может быть использовано в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на магистральных и технологических нефтепроводах, водопроводах и канализационных сетях.
Известно заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов, включающее герметизирующую цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых стенок которой снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, выполненный из армированного нитями корда, прорезиненного материала и охватывающий герметизирующую цилиндрическую камеру силовой каркас (патент RU 2179682, 2002).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции устройства, наличие трубного штуцера, расположенного в одной из торцевых стенок, что не обеспечивает достаточную производительность, удобство в работе и безопасность обслуживания.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является эластичная оболочка для перекрытия трубопроводов, содержащая цилиндрическую, две торцевые части и штуцер для накачивания сжатым воздухом, в стенке цилиндрической части эластичной оболочки жестко закреплена втулка, в которую вставлен штуцер, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами и разрезным стопорным кольцом, фиксирующим штуцер во втулке, на штуцере перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава, другой конец которого закреплен на угловом штуцере, имеющем наружную резьбу для крепления гайкой на трубопроводе через отверстие в стенке трубопровода, при этом жесткость гибкого рукава выбирается такой, что его рабочее сечение не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке. (прототип - RU 2285191, 2006).
Из патента  RU 2179682, 2002 также известен способ установки эластичной оболочки в трубопроводе,  заключающийся во введении эластичной оболочки в трубопровод и ее накачивании через гибкий  рукав, закрепленный в штуцерах, сжатым воздухом, после установки эластичной оболочки в трубопровод угловой штуцер вводится в отверстие в стенке трубопровода и фиксируется гайкой, накручиваемой на наружную резьбу углового штуцера с внешней стороны  трубопровода.
Недостатком известного прототипа является:
- недостаточная прочность цилиндрической и торцевых частях эластичной оболочки, что не позволяет использовать ее при повышенном внутреннем давлении среды в трубопроводах, приводит к возникновению больших напряжений при раздувании эластичной оболочки в трубопроводе и влечет за собой расслаивание и разрушение эластичной оболочки;
- невысокая прочность и надежность крепления втулки с фланцем в стенке цилиндрической части эластичной оболочки, что создает опасность получения травмы при установке и извлечении после ремонта эластичной оболочки с открытого конца трубопровода, т.к. при превышении давления в процессе ремонта и после его окончания втулку может выдавить из цилиндрической части эластичной оболочки и нанести увечье работнику.
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности, долговечности устройства и обеспечение возможности его использования для трубопроводов в широком диапазоне диаметров труб и давления подаваемого внутрь устройства сжатого газа, повышение безопасности работы при установке эластичной оболочки в трубопровод, последующем ремонте и извлечении оболочки, ликвидация пожароопасности.
,
Для достижения указанного технического результата эластичная оболочка, содержащая цилиндрическую, две торцевые части и штуцер для накачивания сжатым воздухом, в стенке цилиндрической части эластичной оболочки жестко закреплена втулка, в которую вставлен штуцер, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами и разрезным стопорным кольцом, фиксирующим штуцер во втулке, на штуцере перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава, другой конец которого закреплен на угловом штуцере, имеющем наружную резьбу для крепления гайкой на трубопроводе через отверстие в стенке трубопровода, при этом жесткость гибкого рукава выбирается такой, что его рабочее сечение не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке, оболочка снабжена однослойным или многослойным силовым каркасом,  втулка выполнена с фланцем, который установлен внутри оболочки под или над однослойным или многослойным силовым каркасом или между слоями многослойного силового каркаса. Торцевая часть и до 1/3 цилиндрической части эластичной оболочки покрыты негорючим эластичным составом.
Стенка цилиндрической части эластичной оболочки включает покровную резину, в которую заглублен штуцер таким образом, что он не выступает над цилиндрической частью эластичной оболочки, а в месте закрепления конца гибкого рукава к штуцеру выполнена выборка в покровной резине стенки эластичной оболочки.
Способ установки эластичной оболочки в трубопровод заключается во введении эластичной оболочки в трубопровод и ее накачивании через гибкий рукав, закрепленный в штуцерах, сжатым воздухом, после установки эластичной оболочки в трубопровод угловой штуцер вводится в отверстие в стенке трубопровода и фиксируется гайкой, накручиваемой на наружную резьбу углового штуцера с внешней стороны трубопровода.
При установке эластичной оболочки в трубопроводе штуцер, закрепленный на цилиндрической части эластичной оболочки, смещается относительно углового штуцера, закрепленного на трубопроводе, на 10°-180°.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг.1 - общий вид в начальном положении эластичной оболочки, установленной в трубопроводе;
на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1 эластичной оболочки в трубопроводе;
на фиг.3 - поперечный разрез втулки с фланцем, под силовым каркасом в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);
на фиг.4 - поперечный разрез втулки с фланцем, над силовым каркасом в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);
на фиг.5 - поперечный разрез втулки с фланцем, между слоями многослойного силового каркаса в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);
на фиг.6 - общий вид накачанной эластичной оболочки в трубопроводе;
на фиг.7 - поперечный разрез В-В на фиг.6 накачанной эластичной оболочки, установленной в трубопроводе.
Эластичная оболочка 1 (фиг.1) содержит в цилиндрической 2 и торцевых частях 3 однослойный или многослойный силовой каркас 4 из корда, жестко закрепленную в стенке цилиндрической части 2 втулку 5 с фланцем, который установлен под (фиг.3) или над однослойным или многослойным силовым каркасом 4 (фиг.4) или между слоями многослойного силового каркаса 4 (фиг.5), в которую вставлен штуцер 6, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами 7 и разрезным стопорным кольцом 8, фиксирующим штуцер 5 во втулке 4. На штуцере 5 перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава 9, другой конец гибкого рукава 9 закреплен на угловом штуцере 10 (фиг.2), имеющем наружную резьбу для крепления гайкой 11 на трубопроводе 12 через отверстие в стенке трубопровода 13. Торцевая часть 3 и до 1/3 цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1 покрыта негорючим эластичным составом 14 (фиг.1).
Покрытие негорючим эластичным составом до 1/3 цилиндрической части эластичной оболочки обеспечит пожарную безопасность при попадании искр или огня на эластичную оболочку во время проведения сварочных и ремонтных работ.
В покровной резине стенки цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1 выполнена выборка 15 (фиг.1) за счет чего повышается герметичность трубопроводов.
Гибкий рукав выполнен из резины или в виде тонкостенной металлической трубки, при этом жесткость гибкого рукава 9 выбирается такой, что его рабочее сечение для подачи сжатого воздуха не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке.  Длина гибкого рукава выбирается в зависимости от диаметра трубопровода и размеров применяемой эластичной оболочки.
Способ установки эластичной оболочки, усиленной однослойным или многослойным каркасом, в трубопроводе осуществляется следующим образом.
Эластичную оболочку 1 заводят в трубопровод 12, причем часть эластичной оболочки 1, покрытая негорючим эластичным составом 14, должна находиться с открытого конца трубопровода 12, через отверстие в стенке трубопровода 13 вводят угловой штуцер 10, который закрепляют на трубопроводе 12 гайкой 11.
,
После чего штуцер 6, вставленный в жестко закрепленную в стенке цилиндрической части эластичной оболочки втулку с фланцем, установленным внутри оболочки над или под однослойным или многослойным каркасом или между слоями многослойного каркаса, вместе с эластичной оболочкой 1 смещают в трубопроводе 12 относительно углового штуцера 10 на 10°-180° (фиг.2) для равномерного расположения гибкого рукава 9 на цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1.
Штуцер закрепляют в стенке цилиндрической части эластичной оболочки для того, чтобы работник, производящий установку эластичной оболочки в трубопровод, не имел доступа к эластичной оболочке во время накачивания, монтажа и извлечения оболочки после ремонта, во избежание несчастного случая.
Для того чтобы штуцер не выступал над цилиндрической частью эластичной оболочки, в покровной резине стенки цилиндрической части эластичной стенки сделана выборка, за счет чего повышается герметичность перекрытия трубопровода.
Смещение штуцера, закрепленного в эластичной оболочке, на 10°-180°, относительно углового штуцера, закрепленного на трубопроводе, позволяет качественно равномерно расположить раздутую эластичную оболочку по всей внутренней полости трубопровода.
Если смещение штуцера сделать менее 10°, то появляется возможность накладывания штуцера на угловой штуцер, что увеличивает просвет при накачивании между эластичной оболочкой и стенкой трубопровода и может привести к нарушению герметичности перекрытия эластичной оболочкой трубопровода.
Если же смещение штуцера сделать более 180°, то необходимо будет увеличить значительно длину гибкого рукава, что также может нарушить герметичность перекрытия и в последующим возникновение опасных ситуаций.
Кроме того, если закрепить гибкий рукав в штуцере вертикально, то при накачивании эластичной оболочки от давления, создаваемого сжатым воздухом, гибкий рукав может упереться в стенку трубопровода, переломиться и его рабочее сечение перекрывается, при закреплении гибкого рукава перпендикулярно оси штуцера он свободно располагается на цилиндрической части эластичной оболочки.
Затем угловой штуцер 10 подсоединяют к системе накачивания и производят подачу сжатого воздуха до полной герметизации и перекрытия эластичной оболочкой 1 полости трубопровода 12 без участия работника.
После этого производятся ремонтные работы.
Использование предлагаемого изобретения позволит повысить прочность и надежность устройства, повысить безопасность, исключить несчастные случаи во время ремонта.