устройство для герметизации полых изделий типа труб

Формула изобретения

Устройство для герметизации полых изделий типа труб, содержащее эластомерную армированную цилиндрическую оболочку, сообщенную с источником давления рабочее среды, в торцевых частях которой расположены кольцевые фланцы с прижимными крышками и крепежными элементами, отличающееся тем, что эластомерная армированная цилиндрическая оболочка выполнена с торцевыми утолщениями, направленными к ее оси, снабженными с внутренней стороны каждое кольцевыми буртами, один из которых, расположенный ближе к оси, выполнен полукруглой в сечении формы, а удаленные от нее прямоугольной формы, причем в кольцевых фланцах выполнены кольцевые пазы под бурты торцевых утолщений соответственно полукруглой и трапециевидной формы, а на прижимных крышках выполнены соосные с буртами и пазами кольцевые выступы, между которыми расположены крепежные элементы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вспомогательного оборудования для ремонта, испытаний и монтажа трубопроводной сети, а более конкретно к устройствам для перекрытия выходных отверстий полых изделий типа труб. Оно может быть использовано в различных областях техники для перекрытия потока среды из изделий.

Известно устройство для заглушки труб, состоящее из упругой втулки, размещенной между двумя упорами, один из которых выполнен подвижным и связан при помощи штока с эксцентричным подвижным фиксирующим элементом, выполненным в виде круглой пластинчатой поворотной шайбы и храпового механизма (см. а.с. СССР N 1099176 по кл. F16L 55/10 за 1982 г.).

Данное устройство позволяет заглушать трубы различного внутреннего диаметра. Однако из-за ограниченного хода подвижного штока диапазон перекрываемых диаметров не велик. Кроме того, оно не может быть использовано для перекрытия изделий с высоким давлением текучей среды, так как необходимо вручную прикладывать большие усилия для фиксации штока.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство, принятое за прототип и содержащее как и заявляемое эластомерную армированную цилиндрическую оболочку, сообщенную с источником давления рабочей среды, в торцевых частях которой расположены кольцевые фланцы с прижимными крышками и крепежными элементами (см. патент Франции N 2517017 по кл. F16L 55/12 за 1981 г.).

Это устройство может быть использовано для перекрытия полых изделий типа труб в широком диапазоне диаметров. Однако известное устройство, также как и аналог, не может быть применено для перекрытия полых изделий с высоким давлением текучей среды из-за необходимости создания внутри эластомерной армированной оболочки более высокого, до 0,8 МПа, по отношению к текучей среде давления для предотвращения выталкивания устройства из трубы, приводящего к прорыву уплотнения в месте соединения оболочки с кольцевыми фланцами.

В устройстве, взятом в качестве прототипа, не решен полностью вопрос надежного соединения цилиндрической оболочки и торцевых фланцев, так как механическое крепление корда цилиндрической оболочки и кольцевых фланцев приводит в результате циклических переменных нагрузок к прорезу резиновой оболочки самим кордом из-за различия их коэффициентов упругости и к нарушению герметичности всего устройства.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности устройства, используемого для герметизации полых изделий типа труб в широком диапазоне диаметров и высоком давлении текучей среды.

Техническим результатом от использования предлагаемого технического решения является снижение вероятности прорыва рабочего тела в наиболее уязвимом месте на стыке цилиндрической и торцевой части устройства при значительных изменениях геометрических размеров эластомерной армированной цилиндрической оболочки и высоком внутреннем давлении.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем эластомерную цилиндрическую оболочку, сообщенную с источником давлении рабочей среды, в торцевой части которой расположены кольцевые фланцы с прижимными крышками и крепежными элементами, эластомерная цилиндрическая оболочка выполнена с торцевыми утолщениями, направленными к ее оси, снабженными с внутренней стороны каждого кольцевыми буртами, один из которых, расположенный ближе к оси, полукруглой в сечении формы, а удаленный от нее прямоугольной формы, причем в кольцевых фланцах выполнены кольцевые пазы под бурты торцевых утолщений, соответственно полукруглой и трапециевидной формы, а на прижимных крышках выполнены соосные буртам и пазам кольцевые выступы, между которыми расположены крепежные элементы.

Выполнение эластомерной цилиндрической оболочки с торцевыми утолщениями, на внутренней стороне которых имеются бурты разной формы, заполняющие соответствующие кольцевые пазы на кольцевых фланцах, а также расположение крепежных элементов между кольцевыми выступами, позволяет снизить вероятность разгерметизации устройства при давлении внутри оболочки до 0,8 МПа.

Таким образом, достижение технического результата происходит за счет особого взаимного расположения элементов конструкции и их определенной формы.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для герметизации полых изделий типа труб; на фиг. 2 показано устройство в рабочем положении; на фиг. 3 изображен стык цилиндрической оболочки и торцевой части устройства в момент его сборки.

Устройство для герметизации полых изделий типа труб состоит из эластомерной цилиндрической оболочки 1, кольцевых фланцев 2, прижимных крышек 3 и крепежных элементов в виде винтов 4. Эластомерная цилиндрическая оболочка 1 армирована кордом 5 и имеет по краям торцевые утолщения 6, на внутренней стороне которых выполнены кольцевые бурты прямоугольной 7 и полукруглой 8 в сечении формы. В кольцевых фланцах 2 под бурты выполнены кольцевые пазы 9 и 10 соответственно трапециевидной и полукруглой в сечении формы. При этом в кольцевых пазах 9, удаленных от оси, расположены бурты прямоугольной 7 формы, а в кольцевых пазах 10 полукруглой 8 формы. Прижимные крышки 3 снабжены на внутренней стороне кольцевыми выступами 11 полукруглой формы, которые расположены соосно буртам 7, 8 и пазам 9, 10.

В одной из прижимных крышек 3 выполнено отверстие для подачи в устройство рабочей среды, например сжатого воздуха, после его установки в трубу 13 и равномерно расположенные по окружности отверстия 14 для крепежных винтов 4, расположенных между указанными выступами 11. В кольцевых фланцах 2 между кольцевыми пазами 9 и 10 выполнены резьбовые гнезда 15 под винты 4.

Работает устройство следующим образом.

В трубу 13, которую требуется заглушить, устанавливают собранное и подсоединенное к источнику сжатого воздуха устройство для герметизации. Сжатый воздух, поступая под большим давлением через отверстие 12 внутрь эластичной цилиндрической оболочки 1, армированной кордом 5, изменяет ее геометрическую форму и прижимает к внутренней поверхности трубы 13, перекрывая движение текучей среды. При этом стянутые при сборке винтами 4, расположенными между кольцевыми выступами 11 и соответственно между кольцевыми буртами 7 и 8, фланцы 2 и прижимные крышки 3 с расположенными между ними утолщениями 6 обеспечивают надежную герметизацию устройства. Это происходит за счет выполнения кольцевых буртов 7 и 8 прямоугольной и полукруглой формы, которые под действием выступов 11 на прижимных крышках 3 плотно заходят в кольцевые пазы 9 и 10 трапециевидной и полукруглой формы и полностью заполняют их, так как объем кольцевых буртов 7 и 8 выбран равным объему кольцевых пазов 9 и 10.

Кольцевые бурты 7 прямоугольной формы, заполнив полностью кольцевые пазы 9 трапециевидной формы, препятствуют смещению утолщения 6 эластомерной цилиндрической оболочки 1 относительно кольцевых фланцев 2 и раскрытию стыка со стороны их внешнего диаметра. В то же время кольцевые бурты 8 прямоугольной формы препятствуют нарушению герметичности со стороны внутреннего диаметра фланцев 2. Концы армирующего корда 5, расположенные в утолщениях 6, плотно зажаты и в то же время имеют возможность смещаться вместе с материалом оболочки при действии переменных циклических нагрузок.