устройство для герметичного крепления, по крайней мере, на одном цилиндрическом элементе

Формула изобретения

1. Устройство для герметичного крепления, по крайней мере, на один цилиндрический элемент (1, 1"), отличающееся тем, что оно содержит первую муфту (2), вторую муфту (3), которая соосна первой муфте (2), имеет деформируемость, превышающую деформируемость первой муфты (2), и которая жестко и герметично закреплена своими двумя концами к первой муфте (2), по крайней мере, два цилиндрических кольца (4, 5), которые соосны второй муфте (3), надеты на эту муфту и каждое из которых жестко закреплено одним из своих краев к одному концу второй муфты (3), по крайней мере, одно средство (6, 6") для введения текучей среды под давлением между первой муфтой (2) и второй муфтой (3).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит, по крайней мере, третье кольцо (7), которое надето на вторую муфту (3) и вставлено между двумя предыдущими кольцами (4, 5).

3. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что на прилегающих ко второй муфте (3) торцах свободных краев колец (4, 5, 7) выполнены фаски.

4. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что муфты (2, 3) и кольца (4, 5, 7) выполнены металлическими.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что жесткое крепление выполнено в виде сварных швов.

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что муфты (2, 3) и кольца (4, 5, 7) выполнены из нержавеющей стали.

7. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средства для введения текучей среды состоят из патрубков (6, 6"), которые выходят в пространство между первой муфтой (2) и второй муфтой (3) и соединены с системой подачи текучей среды под давлением.

8. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что в качестве текучей среды под давлением используется вода под давлением, регулируемым в пределах 1200 - 1600 бар.

9. Устройство по одному из предыдущих пунктов, предназначенное для крепления, по крайней мере, на одну трубу (1, 1"), отличающееся тем, что наружный диаметр первой муфты (2) меньше внутреннего диаметра трубы (1, 1"), внутренний диаметр второй муфты (3) по существу равен наружному диаметру первой муфты (2), а внутренний диаметр колец (4, 5, 7) по существу равен наружному диаметру второй муфты (3).

10. Устройство по одному из пп.1 - 8, предназначенное для крепления, по крайней мере, на одном цилиндрическом элементе (1, 1"), отличающееся тем, что внутренний диаметр первой муфты (2) больше наружного диаметра цилиндрического элемента (1, 1"), наружный диаметр второй муфты (3) по существу равен внутреннему диаметру первой муфты (2), а наружный диаметр колец (4, 5, 7) по существу равен внутреннему диаметру второй муфты (3).

11. Соединительная муфта двух установленных встык труб (1, 1"), состоящая из устройства, выполненного согласно одному из предыдущих пунктов.

12. Устройство для ремонта поврежденной зоны одной трубы (1, 1"), которое состоит из устройства, выполненного согласно одному из пп.1 - 10.

13. Устройство для закрытия одной трубы (1, 1"), которое состоит из устройства, выполненного по одному из пп.1 - 9, первая муфта (2) которого имеет стенку (8) для закрытия внутреннего пространства.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству, предназначенному для крепления, по крайне мере, на одном цилиндрическом элементе с обеспечением герметичности соединения.

Это устройство предпочтительно предназначенное для осуществления ремонтной операции на подающей аргон трубе теплообменника атомного реактора, которая расположена в нескольких метрах от опорной плиты и доступ к которой невозможен.

Уже были предложены способы для ремонта трубы теплообменника атомного реактора рядом с трубной решеткой теплообменника. Согласно аналогам EP-O 271 739 и EP-O 181 250 в ремонтную трубу вводят муфту и там ее развальцовывают, а затем приваривают.

Такие способы требуют обеспечить возможность доступа к зоне, где должна быть выполнена ремонтная операция.

Нестоящее изобретение предлагает устройство, которое может быть легко установлено на расстоянии путем его наведения на цилиндрический элемент, а затем подвергнуто обработке путем его расширения благодаря воздействию текучей среды под давлением.

Это устройство содержит:

- первую муфту,

- вторую муфту, которая соосно с первой муфтой, имеет деформируемость, превышающую деформируемость первой муфты и которая закреплена своими двумя концами с обеспечением герметичности соединения на первой муфте.

- по крайней мере, два цилиндрических кольца, которые соосны со второй муфтой, надеты на эту муфту и каждое из которых жестко закреплено одним из своих краев к одному концу второй муфты,

- по крайне мере, одно средство для введения текучей среды под давлением между первой и второй муфтами.

Согласно предпочтительному варианту устройство содержит, по крайней мере, третье кольцо, надетое на вторую муфту и введенное между двумя предыдущими кольцами.

Согласно предпочтительному варианту выполнения на прилегающих ко второй муфте торцах свободных краев колец выполнены фаски.

Предпочтительно, чтобы муфты и кольца были выполнены из металла.

В этом случае жесткое крепление осуществляется с помощью сварных швов и, предпочтительно, чтобы муфта и кольца были выполнены из нержавеющей стали.

Средства для введения текучей среды состоят из патрубков, введенных между первой муфтой и второй муфтой и соединенных с системой подачи текучей среды под давлением.

В качестве текучей среды под давлением можно использовать воду под регулируемым давлением в пределах от 1200 до 1600 бар.

Согласно первому варианту устройство предназначено для крепления внутри, по крайне мере, одной трубы, причем - наружный диаметр первой муфты меньше внутреннего диаметра трубы;

- внутренний диаметр второй муфты по существу равен наружному диаметру первой муфты;

- внутренний диаметр колец равен по существу наружному диаметру второй муфты.

Согласно второму варианту устройство предназначено для крепления снаружи, по крайне мере, одного цилиндрического элемента, причем

- внутренний диаметр первой муфты больше наружного диаметра цилиндрического элемента,

- наружный диаметр второй муфты по существу равен внутреннему диаметру первой муфты,

- наружный диаметр колец по существу равен внутреннему диаметру второй муфты.

Устройство может быть использовано в качестве устройства для соединения двух состыкованных труб, устройства для ремонта поврежденной зоны одной трубы или устройства для закрытия одной трубы.

В этом последнем случае первая муфта содержит стенку, перерывающую ее внутреннее пространство.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием к чертежам, на которых изображен предпочтительный вариант выполнения изобретения.

На фиг. 1 изображен вид в частичном разрезе, частный вариант применения устройства согласно изобретению.

На фиг. 2 представлен вид в продольном разрезе первого варианта выполнения устройства согласно изобретению перед расширением.

Фиг. 3 изображает вид в продольном разрезе первого вариант выполнения устройства согласно изобретению после расширения.

На фиг. 4 изображен вид в продольном разрезе второго варианта выполнения устройства согласно изобретению до и после расширения.

На фиг. 1 изображена труба 10 теплообменника атомного ректора, снабженная подводящей аргон трубой 11. В зоне 12 этой трубы 11 обнаружено повреждение, которое вызывало утечку газа. Доступ к этой зоне 12 невозможен, так как она расположена в нескольких метрах от опорной плиты. Устройство согласно изобретению 20 вставляют внутрь трубы 11 с помощью гофрированной трубы 13, которая его толкает, и снабжено дефектоскопом, например волоконным световодом 14, соединенным с фиброскопом или же с камерой, которая позволяет определить дефект зоны 12 и установить устройство 20 в этой зоне 12.

Фиг. 2 и 3 изображают в общем виде устройство 20 согласно изобретению. Здесь оно предназначено для соединения двух установленных встык труб 1, 1" или для ремонта поврежденной зоны 1"" с помощью сварного шва, выполненного между этими двумя трубами 1, 1".

В первоначальном виде устройство содержит перед расширением:

- первую муфту 2,

- вторую муфту 3, которая соосна первой муфте 2, деформируемость которой превышает деформируемость второй муфты 2, согласно представленному примеру, толщина меньше толщины первой муфты 2 и жестко и герметично соединена своими двумя концами с первой муфтой 2,

- два цилиндрических кольца 4, 5, которые предпочтительно идентичны друг другу, соосны второй муфте, надеты на эту муфту и каждый из которых жестко закреплен одним из своих краев к одному концу второй муфты 3,

- третье кольцо 7, надетое на вторую муфту 3 и введенное между предыдущими кольцами 4, 5.

Можно также распределить несколько колец, таких как кольцо 7, по длине второй муфты 3.

Первая муфта 2, вторая муфта 3 и кольца 4, 5, 7 надеты друг на друга, т. е. согласно этому варианту выполнения;

- наружный диаметр первой муфты 2 меньше внутреннего диаметра трубы 1,1";

- внутренний диаметр второй муфты 3 по существу равен наружному диаметру первой муфты 2;

- внутренний диаметр колец 4, 5, 7 по существу равен наружному диаметру второй муфты 3.

На свободных краях колец 4, 5,7, торцы которых примыкают ко второй муфте 3, выполнены фаски.

Патрубки 6, 6", образующие средства для введения текучей среды под давлением, выходят в пространство между первой муфтой 2 и второй муфтой 3 и соединены с системой подачи текучей среды под давлением.

Согласно частному варианту выполнения, который описан в дальнейшем, муфты 2, 3 и кольца 4, 5, 7 выполнены металлическими, предпочтительно из нержавеющей стали, а жесткие соединения выполнены посредством сварных швов. В качестве текучей среды использована вода под давлением в пределах от 1200 до 1600 бар.

Регулирование этого давления осуществляется посредством наблюдения за кривой изменения давления в зависимости от времени, начала этапов плакирования на трубах 1, 1", за упругой деформацией и пластической деформацией материала устройства. Таким образом обеспечивают оптимальное крепление на трубах, которое является остаточно надежным для обеспечения надежной герметичности, сохраняя при этом механическую прочность устройства в установленных пределах.

В результате введения текучей среды под давлением, вторая муфта деформируется так, как изображено на фиг. 3, и прижимается к внутренней стенке труб 1, 1". Кольца 4, 5, 7 имеют свободные края, на которых выполнены фаски. Эти края внедряются плотно в стенку труб и обеспечивают, таким образом, герметичность соединения и механическую прочность крепления устройства 20 на трубах 1, 1".

Согласно предпочтительному варианту устройство 20 было подвергнуто предварительному расширению перед его установкой в трубчатый инструмент для создания напряжения, диаметр которого меньше диаметра труб 1, 1" и который обеспечивает блокировку центрального кольца 7 в его положении. Оно подвергается также термической обработке, которая улучшает их свойства деформируемости. Поверхность колец 4, 5, 7 может быть подвергнута обработке, например, на нее может быть нанесено покрытие из чистого никеля, которое улучшает их деформируемость и способность перекрывать и закупоривать места нарушения герметичности и утечки, причем покрытие заполняет плотно любой промежуток между кольцами и прилегает плотно к любому рельефу на стенке труб 1, 1". На вторую муфту 3 может быть также нанесено между кольцами упругое покрытие, например из эластомера, полиуретана или же тетрафторэтилена, например, улучшающее контакт с трубами 1, 1".

Давление текучей среды может быть снято или сохранено после того, как устройство установлено посредством его расширения согласно изобретению.

В случае, когда первая муфта 2 снабжена стенкой 8, перекрывающей ее внутреннее пространство, устройство может быть использовано в качестве устройства для закрытия труб 1, 1".

Устройство, выполненное согласно изобретению, может быть использовано в качестве соединительной муфты или устройства для ремонта труб, которое расположено снаружи этих труб так, как это представлено на фиг. 4.

В этом случае

- внутренний диаметр первой муфты 2 превышает наружный диаметр цилиндрического элемента 8,8";

- наружный диаметр второй муфты 3 по существу равен внутреннему диаметру первой муфты 2;

- наружный диаметр колец 4, 5, 7 по существу равен внутреннему диаметру второй муфты 3.

Подача текучей среды под давлением осуществляется в этом случае снаружи труб 1, 1" по патрубкам 6, 6".

Исходное состояние устройства изображено на левой стороне фиг. 4, а расширенное состояние представлено на правой стороне фиг. 4.

Все другие технические характеристики устройства, а также выполнение устройства аналогичны характеристикам предыдущего варианта.

Согласно способу выполнения различные элементы устройства выполняются металлическими, предпочтительно из нержавеющей стали. Однако для вариантов систем, которые подвержены воздействию меньших нагрузок или в случае применения металлических труб, их можно выполнить из других материалов, например из пластмассы.