УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНТАЖА СБОРНО-РАЗБОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к устройствам для разборки изделий из труб с раструбным соединением и может быть использована для демонтажа раструбного соединения со стальным запорным кольцом полевых магистральных сборно-разборных трубопроводов.
Полевые магистральные сборно-разборные трубопроводы, используемые для перекачки нефтепродуктов на большие расстояния, состоят из труб длиной 6 м. На одном торце трубы имеется раструб, а на другом торце - манжета. Конструкция раструбного соединения не только надежна в эксплуатации, но и исключает расстыковку соединения посторонними лицами без использования специальных устройств. В процессе перекачки нефтепродуктов по трубопроводу имеют место как эксплуатационные, так и диверсионные повреждения отдельных труб и целых участков. В этих случаях поврежденные трубы необходимо заменить на исправные, а для этого необходимо рассоединить раструбное соединение труб с помощью специального устройства. Рассоединение труб производится также при смене направления подачи нефтепродукта.
Перед авторами стояла задача создать надежное и удобное в использовании устройство, с помощью которого можно было бы с минимальным усилием рассоединить раструбное соединение.
При анализе патентной информации были выявлены устройства, которые частично решают поставленную задачу.
Известно устройство для сборки раструбных трубопроводов, содержащее корпус, размещенные на нем гидронасос и два захвата труб, на одном из которых жестко закреплены гидроцилиндры. Устройство снабжено электрической системой сигнализации окончания сборки, чувствительные элементы которой размещены на другом захвате (а.с. СССР №1284309 А, кл. F16L 37/08 от 21.09.1984 г.).
Недостатком указанного устройства является невозможность разборки данным устройством раструбного соединения, а электрическая система сигнализации извещает только об окончании сборки раструбного соединения.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и взятой за прототип является втулка разъемная для демонтажа быстроразъемных раструбных соединений трубопроводов с пружинным стопорным кольцом, содержащая два шарнирно соединенных полукольца с окнами, в каждом из которых с возможностью поворота закреплен кулачек, связанный шарнирно выступом со скобой, и разжимные приспособления, установленные с возможностью взаимодействия с пружинным стопорным кольцом. Разжимное приспособление выполнено в виде ступенчатых зубчатых пластин. На внутренней поверхности полуколец втулки выполнены продольные пазы, в каждом из которых расположена зубчатая пластина с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода. Демонтаж раструбного соединения с использованием разжимной втулки производится с помощью монтажного ключа, состоящего из рычага, переднего и заднего захватов и тяг. Монтажный ключ выполняет функцию ручного реверсивного механизма перемещения разъемной втулки, (а.с. СССР №1369430 A1, кл. F16L 37/08 от 18.03.1986 г.).
Недостатками указанного устройства являются:
- для разборки раструбного соединения с помощью указанной втулки дополнительно требуется монтажный ключ с передним и задним захватами;
- большая трудоемкость разборки раструбного соединения, т.к. первоначально на раструбное соединение необходимо установить втулку разъемную, а затем установить на нее монтажный ключ, что требует дополнительного времени;
- затруднена и требует больших усилий расстыковка раструбного соединения при несоосном расположении труб и при загрязнении стыков труб;
- разжимные приспособления, имеющие форму ступенчатых зубчатых пластин, закрепленных в пазах полуколец втулки с помощью винтов, ненадежны в эксплуатации;
- недостаточное количество ступенчатых зубчатых пластин, что приводит к изменению формы пружинного стопорного кольца при его разжатии и, следовательно, затруднении или невозможности рассоединения труб;
- отсутствует информация о полном разжатии пружинного стопорного кольца, что усложняет разборку трубопровода особенно в темное время суток.
Технический результат полезной модели - повышение надежности и сокращение времени и трудозатрат на демонтаж раструбных соединений трубопроводов.
Этот технический результат достигается тем, что устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов, на одном торце каждого линейного элемента которого имеется манжета с наружными кольцевыми выступами, а на другом торце - раструб с внешней кольцевой проточкой и внутренними кольцевыми проточками для размещения уплотнительного кольцо и микропористой прокладки со стальным запорным кольцом, согласно полезной модели устройство содержит выполненный в виде двух шарнирно соединенных дугообразных секций корпус с наружными ребрами жесткости, на котором размещены полая стойка с гидронасосом и состоящие из двух частей каждый два захвата, на одном из которых жестко закреплены гидроцилиндры, и устройство дополнительно содержит золотник реверсирования поршней гидроцилиндров и размещенную внутри корпуса, жестко связанную со штоками гидроцилиндров разжимную втулку, которая выполнена в виде двух шарнирно соединенных кольцевых секторов с углом обхвата манжеты каждым сектором не менее 160°, один торец каждого сектора разжимной втулки имеет ступенчатую форму с клиновидными выступами для захода под стальное запорное кольцо, на обращенной к раструбу поверхности каждого сектора разжимной втулки выполнено не менее двух радиальных выступов с осевыми каналами, радиальный угол между осями которых равен 90°, внутри которых установлен для взаимодействия с одним из кольцевых выступов манжеты в момент расстыковки подпружиненный стопорный кулачек, у которого один торец скошен в сторону раструба, а на диаметрально противоположном торце стопорного кулачка жестко закреплен хвостовик, на котором размещена пружина, регулируемая цилиндрической насадкой, имеющей наружную резьбу и центральный осевой канал, в котором свободно размещен хвостовик, взаимодействующий с чувствительным элементом дополнительно введенной системы сигнализации момента захода подпружиненных стопорных кулачков за кольцевой выступ манжеты, при этом чувствительные элементы выполнены в виде последовательно соединенных микропереключателей.
На фиг. 1 представлено устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов (общий вид);
фиг. 2 - то же (вид на устройство по А на фиг. 1);
фиг. 3 - разжимная втулка (вид по А на фиг. 1);
фиг. 4 - кольцевой сектор разжимной втулки (вид по Б-Б на фиг. 3);
фиг. 5 - подпружиненный стопорный кулачек (вид по Г-Г на фиг. 3);
фиг. 6 - подпружиненный стопорный кулачек (вид по Д на фиг. 5 в разрезе);
фиг. 7 - гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров (положение золотника и поршней гидроцилиндров в момент начала перемещения штоков поршней гидроцилиндров в сторону раструба):
фиг. 8 - гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров (положение золотника и поршней гидроцилиндров в момент начала расстыковки раструбного соединения);
фиг. 9 - гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров (нейтральное положение золотника, при котором полости гидроцилиндров сообщены с полой стойкой);
фиг. 10 - корпус устройства (общий вид в аксонометрической проекции);
фиг. 11 - схема электрической системы сигнализации;
фиг. 12- раструбное соединение в сборе (в разрезе) и положение разжимной втулки в момент полного захода клиновидных выступов под стальное запорное кольцо:
фиг. 13 - линейный элемент сборно-разборного трубопровода (в разрезе).
Устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов состоит из корпуса 1, который выполнен в виде двух шарнирно соединенных по верхней образующей дугообразных секций (без позиций), усиленных наружными продольными ребрами жесткости 2 (фиг. 1 и 10). На дугообразных секциях выполнены овальные технологические окна 3. На торцах дугообразных секций жестко закреплены захваты 4 и 5. Захваты 4 являются захватами раструба, а захваты 5 используются для обхвата трубы со стороны манжеты и крепления на них гидроцилиндров 6. Гидроцилиндры 6 размещены внутри корпуса 1 (фиг. 1). Штоки 7 поршней гидроцилиндров 6 жестко связаны с соответствующими кольцевыми секторами (без позиций) разжимной втулки 8 (фиг. 1). Каждый кольцевой сектор имеет угол обхвата манжеты трубы не менее 160°. Один торец каждого сектора, обращенный к раструбу, имеет ступенчатую форму с клиновидными выступами 9 для захода под стальное запорное кольцо (фиг. 1 и 4). На обращенной к раструбу поверхности каждого сектора выполнено не менее двух радиальных выступов 10, каждый из которых имеет радиальный канал (без позиции), радиальный угол между которыми равен 90° (фиг. 3).
На одной из дугообразных секции корпуса 1 (фиг. 1, 2, 10) жестко закреплена полая стойка 11, на которой закреплен гидронасос 12 с золотником 13 реверсирования поршней гидроцилиндров.
Полая стойка 11 снабжена заливной горловиной 14 с пробкой (не показана) и ручкой 15 для переноса устройства.
На другой дугообразной секции корпуса 1 (фиг. 1, 2, 10) установлена скоба 16 для разведения дугообразных секций в момент установки устройства на раструбное соединение и в момент снятия устройства с раструбного соединения.
Гидроцилиндры 6 связаны гидропроводами 17 и 18 с золотником 13 (фиг. 1 и 2). При этом гидропроводы 17 выполнены эластичными, а гидропроводы 18 - жесткие.
Кольцевые сектора разжимной втулки 8 соединены между собой в верхней части шарнирно серьгами 19 (фиг. 3), а внутри каждого радиального выступа 10 в осевом канале (фиг. 5 и 6) установлен подпружиненный стопорный кулачек 20 со скошенным в сторону раструба наружным торцом для взаимодействия с одним из кольцевых выступов манжеты в момент расстыковки раструбного соединения. На диаметрально противоположном торце стопорного кулачка 20 жестко закреплен хвостовик (без позиции). Стопорный кулачек 20 поджимается пружиной 21, которая регулируется цилиндрической насадкой 22, имеющей наружную резьбу для взаимодействия с внутренней поверхностью осевого канала в радиальном выступе 10. Цилиндрическая насадка 22 имеет центральный осевой канал, в котором свободно размещен хвостовик стопорного кулачка 20, который взаимодействует с чувствительным элементом дополнительно введенной системы сигнализации момента захода подпружиненных стопорных кулачков 20 за кольцевой выступ манжеты. На верхнем торце цилиндрической насадки 22 выполнены радиальные шлицы (без позиций) для ее вращения плоской отверткой. Положение стопорного кулачка 20 фиксируется винтом 23.
Гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров 6 представлена на фиг. 7, 8 и 9. Для реверсирования поршней гидроцилиндров 6 используется золотник 13 с ручным управлением и ручной гидронасос 12.
Устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов снабжено электрической системой сигнализации момента захода подпружиненных стопорных кулачков 20 за кольцевой выступ манжеты, чувствительные элементы которой размещены над радиальными выступами 10 разжимной втулки 8 (фиг. 3, 5 и 6) и выполнены в виде последовательно соединенных микропереключателей 24, взаимодействующих с хвостовиками подпружиненных стопорных кулачков 20. Микропереключатели 24 закреплены на П-образных скобах 25, которые надеты на радиальные выступы 10 кольцевых секторов разжимной втулки 8. Микропереключатели 24 имеют нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты, которые проводами соединены с элементами питания и сигнализации (фиг. 11). Для визуального наблюдения за моментом захода всех подпружиненных стопорных кулачков 20 за кольцевой выступ манжеты параллельно в цепь микропереключателей 24 включены красные электрические лампочки 26 и последовательно - зеленая электрическая лампочка 27. Для питания электролампочек 26 и 27 используется батарейка 28. Размыкание электроцепей производится выключателем 29. Электролампочки 26 и 27 и батарейка 28 с выключателем 29 размещены на дугообразной секции корпуса 1 устройства (фиг. 10).
Зеленая электролампочка 27 (фиг. 11) соединена с нормально замкнутыми контактами микропереключателей 24, а красные электролампочки 26 соединены с нормально разомкнутыми контактами микропереключателей 24.
Линейный элемент сборно-разборного трубопровода (ПМ №41505, F16L 9/02) состоит из трубы (без позиции), на одном торце которой имеется раструб 30, а на другом - манжета 31. Раструб 30 и манжета 31 жестко приварены к торцам трубы (фиг. 13).
На раструбе 30 имеется внешняя кольцевая проточка 32 для взаимодействия с захватами 4 дугообразных секций корпуса 1 устройства. На внутренней поверхности раструба 30 имеются внутренние кольцевые проточки, в одной из которых размещено уплотнительное кольцо 35, а в другой - микропористая прокладка 33 со стальным запорным кольцом 34.
На манжете 31 имеется наружный кольцевой выступ 36 для взаимодействия с подпружиненными стопорными кулачками 20. За кольцевым выступом 36 на наружной поверхности манжеты имеется впадина 37, которая заканчивается выступом (без позиции) с радиусной поверхностью 38 для взаимодействия со стальным запорным кольцом 34. За выступом имеется заходный участок 39, который используется для разжатия стального запорного кольца 34 при сборке раструбного соединения и для контакта с уплотнительным кольцом 35.
Устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов работает следующим образом.
Устройство, заправленное гидравлической жидкостью, за ручку 15 устанавливают на раструбное соединение так, чтобы торцы захватов 4 совпали с внешней кольцевой проточкой 32 раструба 30. Затем, удерживая устройство за ручку 15 одной рукой, второй рукой за скобу 16 поворачивают дугообразную секцию корпуса 1 вверх до момента захода торцов захватов 4 во внешнюю кольцевую проточку 32 раструба 30. После этого рычаг золотника 13 устанавливают в положение, соответствующее перемещению штоков 7 поршней гидроцилиндров 6 в сторону раструба 30 (фиг. 7) и выключателем 29 замыкают электрическую цепь системы сигнализации, при этом загорается зеленая лампочка 27. Затем, удерживая устройство за ручку 15 с помощью гидронасоса 12, создают давление жидкости в гидроцилиндрах 6. Штоки 7 поршней гидроцилиндров 6 перемещают разжимную втулку 8 в сторону раструба 30. Торец каждого кольцевого сектора разжимной втулки 8 с клиновидными выступами 9 заходит под стальное запорное кольцо 34 и разжимает его, при этом кольцо 34 сжимает микропористую прокладку 33. В момент полного захода торца каждого кольцевого сектора разжимной втулки 8 под стальное запорное кольцо 34 подпружиненные стопорные кулачки 20 заходят за кольцевой выступ 36 манжеты 31, при этом во время нахождения наружного торца подпружиненных стопорных кулачков 20 на кольцевом выступе 36 манжеты 31 выключается зеленая электролампочка 27 и включаются красные лампочки 26. После захода всех подпружиненных стопорных кулачков 20 за кольцевой выступ 36 манжеты 31, выключаются все красные лампочки 26, и вновь включается зеленая лампочка 27.
Если хотя бы один из четырех кулачков 20 не зайдет за кольцевой выступ 36 манжеты 31 его индивидуальная красная лампочка 26 будет продолжать гореть, что свидетельствует о том, что торец одного из кольцевых секторов разжимной втулки 8 с клиновидными выступами 9 не полностью зашел под стальное запорное кольцо 34 и не разжал его. Для полного захода торца разжимной втулки 8 под стальное запорное кольцо 34 необходимо подкачать гидравлическую жидкость в гидроцилиндры 6 до момента выключения всех красных лампочек 26. После этого рычаг золотника 13 переводят в положение обратного перемещения штоков 7 и с помощью гидронасоса 12 перемещают разжимную втулку 8 в противоположную сторону от раструба 30 (фиг. 8). Одновременно с перемещением разжимного приспособления 8 подпружиненные стопорные кулачки 20 за кольцевой выступ 36 выталкивают манжету 31 из раструба 30, при этом запорное кольцо 34 и микропористая прокладка 33 остаются в соответствующей внутренней проточке раструба 30, а уплотнительное кольцо 35 соскальзывает с заходного участка 39 манжеты 31 и остается в соответствующей внутренней проточке раструба 30. После окончания разборки раструбного соединения необходимо рычаг золотника 13 поставить в нейтральное положение (фиг. 9), при котором давление жидкости из гидроцилиндров 6 стравливается в полость стойки 11. После этого, удерживая устройство за ручку 15 одной рукой, второй рукой за скобу 16 поворачивают дугообразную секцию корпуса 1 вверх, размыкают электрическую цепь системы сигнализации выключателем 29, снимают устройство с раструбного соединения и переносят его к месту разборки следующего соединения.
Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность и сократить время и трудозатраты на демонтаж сборно-разборных трубопроводов.