заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов
Классы МПК: | F16L55/128 вводимые аксиально в трубу или шланг |
Автор(ы): | Елисеев А.А. |
Патентообладатель(и): | Елисеев Александр Анатольевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-11-25 публикация патента:
20.02.2002 |
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для перекрытия трубопроводов, в частности, на период ремонта и может найти применение для перекрытия трубопроводов, нефтепроводов и в других трубопроводных системах. Техническим результатом изобретения является расширение эксплуатационных возможностей загружающего устройства, т. е. создание устройства для перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них. Устройство включает герметизированную цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых станок которой снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, выполненный из армированного нитями корда прорезиненного материала и охватывающий герметизированную цилиндрическую камеру силовой каркас, включающий цилиндрическую оболочку и соединенные с ней, расположенные на торцевых стенках камеры торцевые стенки силового каркаса, выполненные из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос, и размещенный на силовом каркасе резиновый покровный слой, при этом полосы торцевых стенок силового каркаса расположены группами, при этом в каждой группе полосы расположены с секторообразными промежутками между полосами данной группы и смежно одна с другой по оси устройства. 7 з. п. ф-лы, 8 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8
Формула изобретения
1. Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее герметизированную цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых стенок которой снабжена трубным штуцером, охватывающий герметизированную цилиндрическую камеру, выполненный из армированного нитями корда прорезиненного материала силовой каркас, включающий цилиндрическую оболочку и соединенные с ней, расположенные на торцевых стенках камеры торцевые стенки силового каркаса, выполненные из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос, и размещенный на указанном силовом каркасе резиновый покровный слой, отличающееся тем, что часть полос торцевой стенки силового каркаса расположена группой, при этом полосы указанной группы расположены с секторообразными промежутками между ними и смежно одна с другой по оси устройства, а другая часть полос торцевой стенки силового каркаса расположена в секторообразных промежутках между полосами указанной группы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расположенные в секторообразных промежутках между полосами указанной группы полосы расположены по крайней мере одной дополнительной группой, при этом полосы каждой дополнительной группы расположены с секторообразными промежутками между ними и смежно одна с другой по оси устройства. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что полосы в каждой группе торцевой стенки силового каркаса расположены под углом 90o друг к другу, при этом в каждом секторообразном промежутке между полосами каждой группы расположены соответствующие полосы других групп. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что армирующие цилиндрическую оболочку указанного силового каркаса нити корда параллельны между собой и расположены под углом 0-20o к образующей цилиндрической оболочки, при этом нити корда в полосах направлены вдоль полос. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что на армирующих цилиндрическую оболочку указанных нитях корда расположены в виде слоя дополнительные параллельные между собой армирующие нити корда, при этом они расположены симметрично указанным нитям корда относительно оси устройства, а армирующие цилиндрическую оболочку нити корда расположены под углом 2-20o к образующей цилиндрической оболочки. 6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что цилиндрическая оболочка указанного силового каркаса выполнена с отогнутыми к оси камеры концевыми участками, при этом отогнутые концевые участки цилиндрической оболочки расчленены вдоль нитей корда на полоски, которые частично расположены одна на другой и соединены с торцевыми стенками силового каркаса. 7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что образующие торцевые стенки указанного силового каркаса полосы выполнены с отогнутыми вдоль оси камеры концами, при этом указанные отогнутые концы полос соединены с цилиндрической оболочкой силового каркаса. 8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что между цилиндрической оболочкой и полосами каждой торцевой стенки указанного силового каркаса расположен дополнительный резиновый слой.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к заглушающим резинокордным устройствам для перекрытия трубопроводов, в частности, на период их ремонта и может быть использовано для перекрытия труб водопроводов, нефтепроводов и других трубопроводных систем. Известно заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов (см. патент ФРГ 2748614, кл. F 16 L 55/12, опубл. в 1979 г. или заявку ФРГ 3715645, кл. F 16 L 55/12, опубл. в 1988 г. ), содержащее цилиндрическую резинокордную оболочку и соединенные с ней путем вулканизации две торцевые стенки из прорезиненного материала, образующие внутреннюю камеру. Одна из торцевых стенок снабжена трубным штуцером для подачи сжатого газа внутрь резинокордного устройства. Это устройство вводится внутрь подлежащей перекрытию трубы и в него подается сжатый газ, под давлением которого цилиндрическая резинокордная оболочка перекрывает все внутреннее сечение трубы. Однако из-за недостаточной прочности торцевых стенок устройство не допускает использования большого давления газа особенно при большом диапазоне диаметров перекрываемых труб и, следовательно, устройство не может быть использовано для перекрытия труб, в которых после перекрытия возникают большие давления. Известно также заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов (см. патент РФ 2037729 кл. F 16 L 55/16, заявлен 04.02.92), содержащее армированную нитями корда цилиндрическую оболочку, ограниченную по концам с образованием внутренней камеры армированными торцевыми стенками, одна из которых снабжена трубным штуцером, а концевые участки расположенных в цилиндрической части слоев нитей корда отогнуты в радиальном направлении и сгруппированы в полосы, которые заходят за ось вращения устройства и армируют торцевые стенки устройства. Необходимо отметить, что полосы, идущие от противоположных концов диаметра цилиндрической части устройства, соединены непосредственно внахлест в области оси вращения устройства. Эта конструкция за счет армирования цилиндрической и торцевых частей устройства едиными неразрезанными нитями корда устраняет необходимость соединения указанных частей устройства. Однако она имеет недостаточную прочность торцевых стенок, так как соединение полос, идущих от противоположных концов диаметра цилиндрической части непосредственно внахлест на торцевой стенке в области оси вращения устройства, приводит к значительному увеличению толщины торцевой стенки и сложности ее конструкции, а от действия давления сжатого газа, подаваемого внутрь устройства, происходит изгиб толстостенной торцевой стенки, в которой нити корда в наружных слоях торцевой стенки растягиваются, а во внутренних - сжимаются. Такая большая неравномерность в натяжении нитей может вызвать разрушение торцевой стенки. Стремление уменьшить неравномерность натяжения нитей корда за счет выполнения торцевых стенок торообразной формы, радиус которой определен диаметром перекрываемой трубы, незначительно изменяет положение, так как в процессе эксплуатации давление газа в устройстве изменяют от 0 до максимальной величины, что также приводит к изменению формы торцевой стенки и к неравномерности натяжения нитей корда по толщине торцевой стенки, и значительно ограничивает диапазон диаметров перекрываемых труб. Указанные недостатки также не допускают использования в устройстве большого давления газа, поэтому такая конструкция не может быть использована для перекрытия труб с большим давлением и большим диапазоном их диаметров. Известно также заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов (прототип, см. патент РФ 2037727, МКИ 6 F 16 L 55/12, заявлен 04.02.92), содержащее герметизированную цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых стенок которой снабжена трубным штуцером, охватывающий герметизированную цилиндрическую камеру выполненный из армированного нитями корда прорезиненного материала силовой каркас, включающий цилиндрическую оболочку и соединенные с ней расположенные на торцевых стенках камеры торцевые стенки силового каркаса, выполненные из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос, и размещенный на указанном силовом каркасе резиновый покровный слой. Кроме названных признаков в упомянутом выше патенте РФ 2 037 727 указано, что нити корда в торцевых частях расположены в виде отдельных равнонаклоненных друг к другу полос и образуют между собой в двух смежных (соседних) по оси устройства полосах ткани угол 0 до 60o. Необходимо отметить, что в проекции на перпендикулярную к оси устройства плоскость полосы представляются расположенными веерообразно и равномерно по всей площади торцевой стенки; они как бы нанизаны на ось устройства и каждая повернута на оси по отношению к смежной по оси устройства полосе на одинаковый угол, выбранный в пределах от 0 до 60o. При этом каждая последующая полоса, "нанизанная" на ось устройства, перекрывает предшествующую полосу, т. е. смежную по оси устройства, на торцевой стенке полностью только вблизи оси устройства, а у наружной поверхности цилиндрической оболочки последующая полоса практически перекрывает незначительно предшествующую полосу во избежание пробела между полосами. Однако фактическое расположение полос торцевой стенки, кроме вышеуказанной проекции полос на перпендикулярную к оси устройства плоскость, определяется также расположением полос по толщине торцевой стенки силового каркаса. Недостатком указанной конструкции является то, что полосы по толщине торцевой стенки силового каркаса расположены неравномерно, и, следовательно, нити корда торцевой стенки силового каркаса при работе указанного выше устройства находятся в неодинаковых условиях. Торцевая стенка устройства - толстостенная резинокордная конструкция с увеличивающимися при приближении к оси устройства толщиной и количеством слоев нитей корда, которая в процессе работы под действием подаваемого внутрь устройства давления газа подвергается изгибу. В результате изгиба нити корда в наружных слоях торцевой стенки растягиваются, а во внутренних сжимаются, что приводит к неравномерности в натяжении нитей корда, которая значительно увеличивается из-за неравномерного расположения полос по толщине торцевой стенки силового каркаса и может привести к их разрушению. Поэтому указанное выше устройство не может быть использовано для перекрытия труб с большим давлением и диапазоном диаметров перекрываемых труб, так как не позволяет подавать внутрь него газ с большим давлением из-за недостаточной прочности торцевых стенок силового каркаса. Стремление увеличить прочность торцевых стенок силового каркаса за счет увеличения числа слоев нитей корда в полосах, образующих торцевые стенки силового каркаса, приводит к увеличению толстостенности конструкции и при работе устройства к большей неравномерности в натяжении нитей корда и, следовательно, к снижению работоспособности устройства. Названные недостатки не позволяют использовать указанное устройство для перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. создание заглушающего резинокордного устройства для перекрытия трубопроводов с повышенной прочностью, обеспечивающей возможность увеличения давления сжатого газа, подаваемого внутрь устройства, и возможность перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них. Технический результат достигается тем, что в заглушающем резинокордном устройстве для перекрытия трубопроводов, содержащем герметизированную цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых стенок которой снабжена трубным штуцером, охватывающий герметизированную цилиндрическую камеру выполненный из армированного нитями корда прорезиненного материала силовой каркас, включающий цилиндрическую оболочку и соединенные с ней расположенные на торцевых стенках камеры торцевые стенки силового каркаса, выполненные из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос, и размещенный на указанном силовом каркасе резиновый покровный слой, согласно изобретению часть полос торцевой стенки силового каркаса расположена группой, при этом полосы указанной группы расположены с секторообразными промежутками между ними и смежно одна с другой по оси устройства, а другая часть полос торцевой стенки силового каркаса расположена в секторообразных промежутках между полосами указанной группы. При осуществлении данного изобретения может быть получено заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов с техническим результатом, выражающимся в повышении прочности устройства, обеспечивающей возможность увеличения давления сжатого газа, подаваемого внутрь устройства, и возможность перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них. Дополнительное улучшение обеспечиваемого изобретением технического результата за счет повышения равномерности расположения полос с нитями корда по толщине торцевых стенок силового каркаса, обеспечивающей дополнительное повышение равномерности натяжения нитей корда в процессе работы, достигается тем, что расположенные в секторообразных промежутках между полосами указанной группы полосы расположены, по крайней мере, одной дополнительной группой, при этом полосы каждой дополнительной группы расположены с секторообразными промежутками между ними и смежно одна с другой по оси устройства. Указанное выше дополнительное улучшение технического результата, получаемого при осуществлении изобретения, - обеспечение возможности повышения равномерности натяжения нитей корда в процессе работы, а также упрощение конструкции может быть получено тем, что полосы в каждой группе торцевой стенки силового каркаса расположены под углом 90o друг к другу, при этом в каждом секторообразном промежутке между полосами каждой группы расположены соответствующие полосы других групп. Дополнительное улучшение обеспечиваемого изобретением технического результата за счет уменьшения давления сжатого газа, необходимого для разжима устройства до рабочего положения, достигается тем, что армирующие цилиндрическую оболочку указанного силового каркаса нити корда параллельны между собой и расположены под углом от 0 до 20o к образующей цилиндрической оболочки, при этом нити корда в полосах направлены вдоль полос. Указанная задача также решается достижением улучшенного технического результата: обеспечения возможности увеличения давления сжатого газа, подаваемого внутрь устройства, и перекрытия трубопроводов с большим диапазоном диаметров труб и давлением в них за счет того, что на армирующих цилиндрическую оболочку указанных нитях корда расположены в виде слоя дополнительные параллельные между собой армирующие нити корда, при этом они расположены симметрично указанным нитям корда относительно оси устройства, а армирующие цилиндрическую оболочку нити корда расположены под углом от 2 до 20o к образующей цилиндрической оболочки. Кроме того, дополнительное улучшение технического результата, получаемого при осуществлении изобретения, может быть получено за счет обеспечения повышения равномерности натяжения нитей корда силового каркаса и достигается тем, что цилиндрическая оболочка указанного силового каркаса выполнена с отогнутыми к оси камеры концевыми участками, при этом отогнутые концевые участки цилиндрической оболочки расчленены вдоль нитей корда на полоски, которые частично расположены одна на другой и соединены с торцевыми стенками силового каркаса. Кроме того, дополнительное улучшение технического результата, получаемого при осуществлении изобретения, может быть получено за счет обеспечения повышения равномерности натяжения нитей корда торцевой стенки силового каркаса и повышения прочности соединения цилиндрической оболочки с торцевыми стенками, достигается тем, что образующие торцевые стенки указанного силового каркаса полосы выполнены с отогнутыми вдоль оси камеры концами, при этом указанные отогнутые концы полос соединены с цилиндрической оболочкой силового каркаса. Указанное выше дополнительное улучшение технического результата, получаемого при осуществлении изобретения, - обеспечение возможности повышения равномерности натяжения нитей корда - может быть улучшено тем, что между цилиндрической оболочкой и полосами каждой торцевой стенки силового каркаса расположен дополнительный резиновый слой. Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, не имеется. Таким образом, заявляемое изобретение является новым, так как оно не известно из уровня техники. Вся совокупность существенных признаков изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из последнего не выявляется влияние предписываемых этим изобретением преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками на достижение технического результата, обеспечиваемого изобретением. Устройство иллюстрируется чертежами, где:на фиг. 1 показан общий вид заглушающего устройства с частичным разрезом;
на фиг. 2 - вид на торцевую стенку силового каркаса устройства по стрелке А на фиг. 1;
на фиг. 3 - узел Т, приведенный на фиг. 1;
на фиг. 4 - вид на часть торцевой стенки камеры с расположенными на ней полосками по стрелке В на фиг. 3;
на фиг. 5 - сечение С-С на фиг. 3 стенки цилиндрической оболочки, содержащей слой параллельно расположенных армирующих нитей корда;
на фиг. 6 показано сечение С-С на фиг. 3 стенки цилиндрической оболочки, содержащей два слоя армирующих нитей корда, расположенных симметрично оси устройства;
на фиг. 7 - узел Н, приведенный на фиг. 1, - вид на симметрично расположенные нити корда цилиндрической оболочки;
на фиг. 8 показаны исходное и рабочее положения заглушающего устройства в трубе после подачи в него сжатого газа. Заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов содержит герметизированную цилиндрическую камеру 1 (см. фиг. 1), образованную резиновыми стенками: цилиндрической 2 и торцевыми 3 и 4. Ось 5 камеры 1 является также осью заглушающего резинокордного устройства. Одна торцевая стенка 3 снабжена расположенным по оси 5 камеры 1 трубным штуцером 6, который служит для подачи и выпуска из камеры сжатого газа. Внутри камеры 1 трубный штуцер снабжен фланцем 7, который соединен с торцевой стенкой через резиновую прослойку 8. Устройство может быть снабжено несколькими трубными штуцерами и их конструкция может быть отличной от вышеописанной. Герметизированную камеру 1 охватывает силовой каркас 9, который выполнен из армированного нитями корда прорезиненного материала. Силовой каркас 9 включает в себя три части: цилиндрическую оболочку 10, расположенную на цилиндрической стенке 2 камеры 1, и соединенные с ней расположенные на торцевых стенках 3 и 4 камеры 1 торцевые стенки 11 и 12 силового каркаса 9. Торцевые стенки 11 и 12 силового каркаса 9 аналогичны по конструкции. Торцевая стенка 11 силового каркаса 9 выполнена из отдельных радиально направленных и частично перекрывающих одна другую полос 13 - 18 (см. фиг. 2 и 3). На силовом каркасе 9 размещен резиновый покровный слой 19. Наружная цилиндрическая поверхность покровного слоя 19 устройства может быть снабжена кольцевыми выступами 20 (см. фиг. 1), которые в процессе работы способствуют лучшему уплотнению и сцеплению с перекрываемой трубой. Одними из основных элементов конструкции являются торцевые стенки 11 и 12 силового каркаса 9, от которых в значительной мере зависят прочность и надежность работы устройства. Указанные свойства торцевых стенок 11 и 12 в значительной мере зависят от равномерности расположения полос 13 - 18 по толщине торцевых стенок 11 и 12: чем равномернее расположены полосы, тем равномернее натяжение нитей корда в процессе работы устройства. В устройстве это достигается тем, что часть полос, образующих торцевую стенку 11 (см. фиг. 1 - 3), расположена группой, причем полосы 13 и 14, образующие группу, расположены под углом















Класс F16L55/128 вводимые аксиально в трубу или шланг