Патент на изобретение №2296264

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ТЕЧЕЙ ТРУБ И ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ИХ СТЫКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при ремонте поврежденных, имеющих течи водопроводных труб, а также при соединении их стыков. Устройство содержит резьбовые стержни с болтовой головкой, втулки, трубки, вкладыш, бандаж, прокладки и гайки с шайбами. В прокладке одна поверхность выполняется в форме замкнутых многоугольных ячеек. Прокладку плотно оборачивают по месту течи трубы или стыка соединяемых труб, располагают на ней свободно или жестко вкладыш, фиксируют его положение липкой лентой, стягивают петли бандажа на трубках, в их отверстия вставляют резьбовые стержни с шайбами и втулками, затягивают гайки. Расширяет арсенал технических средств. 6 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводам и, в частности, может быть использовано для ликвидации течей, например, питьевой воды в водопроводных трубах различных наружных диаметров, а также для соединения стыков труб.

Известен способ ремонта трубы, включающий наложение уплотнительного элемента на поверхность дефекта трубы с его последующим прижатием, при этом уплотнительный элемент выполняют Т-образной формы с выемками на торцах, которые заполняют металлоэпоксидным связующим [1].

Это известное техническое решение имеет узкий ограниченный диапазон практического применения, позволяя ликвидировать течи в трубопроводах лишь при небольших дефектах в них, например при трещинах и разрывах в трубах небольших размеров. Кроме того, с помощью такого способа можно только осуществлять ремонт труб и невозможно обеспечить соединения стыков труб в случаях разрывов их сварных швов.

Известно также устройство для заделки течи в трубопроводе, имеющем, по меньшей мере, одну трещину, содержащее эластомерную пластину, прижимаемую к трещине при помощи силового аппликатора и стяжного механизма, установленного вокруг трубопровода для приложения усилия на силовой аппликатор, имеющий деформирующие элементы, расположенные перпендикулярно поверхности трубопровода и выполненные с возможностью воздействия усилиями деформации сдвига на эластомерную пластину в месте трещины, обеспечивая деформирование эластомера и принятие формы трещины, при этом закрывая трещину [2].

По своей сущности рассматриваемое изобретение подразумевает использование принципа приложения относительно небольших усилий прижима и стяжки пластины для закрытия трещины в трубопроводе; для этой цели применяется несжимаемый эластомер, обладающий высоким сопротивлением текучести, при этом на эластомер воздействуют с максимальным использованием его свойств гибкости, а именно усилиями деформации сдвига посредством силовых аппликатора и распределителя. Однако все это приводит к значительному усложнению и удорожанию такого устройства, что существенно сужает диапазон его промышленного использования (сложность ремонта труб с дефектами больших размеров). Соединения стыков труб также фактически невозможно производить этим устройством из-за высокой цены и дефицитности его составляющих элементов (особый несжимаемый эластомер, сложные по конструкции силовые аппликатор и распределитель).

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является устройство для устранения течей труб и для соединения их стыков, содержащее бандаж, накладываемый на поврежденное место в трубе, прокладку с расположенным на ее поверхности металлическим вкладышем между бандажом и трубой, и зажимное приспособление, выполненное в виде, по меньшей мере, двух болтовых стержней с резьбовой гайкой на конце каждого, установленных во втулке и стягивающих концы бандажа [3].

Однако данное техническое решение имеет существенные недостатки:

– известное устройство выполнено конструктивно достаточно сложно, многоэлементно, требует специальной подготовки, профессиональных знаний и высокой квалификации рабочих-монтажников при его установке на конкретном ремонтируемом объекте;

– поскольку в этом устройстве основной упор делается на его огнеупорность, поэтому в нем предусматриваются защитные средства от воспламенения, оно оказывается очень дорогостоящим и технологически трудно выполнимым;

– устройство предназначено, главным образом, для устранения течей на трубопроводах со стальными или чугунными трубами, используемыми на буровых платформах, на транспортных средствах, и практически непригодно для использования при ремонте и соединении неметаллических труб, например полиэтиленовых труб.

Авторы нового заявляемого технического решения ставили перед собой задачу проектирования устройства, обеспечивающего устранение течей на трубопроводах в случаях: появления поперечных трещин на чугунных трубах с осевым отклонением до 5 градусов; образования крупных свищей на стальных и чугунных трубах; а также обеспечивающего возможность соединений, например, гладких концов стальных, чугунных и полиэтиленовых труб одинакового диаметра, задвижек и полиэтиленовых труб; при этом разрабатываемое устройство должно быть простым по конструктивному исполнению и технологическому процессу изготовления, удобным при монтаже. Положительный технический результат при использовании предложенного устройства, заключающийся в существенном упрощении конструкции и достижении его оптимальных массогабаритных характеристик в сравнении с устройствами аналогичного назначения, достигается за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявляемого технического решения, изложенной в следующей редакции формулы изобретения: «устройство для устранения течей труб и для соединения их стыков, содержащее бандаж, накладываемый на поврежденное место в трубе, прокладку с расположенным на ее поверхности металлическим вкладышем между бандажом и трубой, и зажимное приспособление, выполненное в виде, по меньшей мере, двух болтовых стержней с резьбовой гайкой на конце каждого, установленных во втулке и стягивающих концы бандажа; оно снабжено, по крайней мере, одной трубкой, в боковые отверстия которой вставлены болтовые стержни, при этом каждая трубка устанавливается продольно по длине трубы, концы упомянутого бандажа петлей закреплены на каждой трубке таким образом, что головка и втулка каждого болтового стержня жестко упираются в трубку при затяжке резьбовой гайки, причем одна из поверхностей прокладки, обращенной в сторону поверхности трубы, выполнена ячеистой формы с ячейками по замкнутому многоугольному контуру; прокладка выполнена из профильной резины; металлический вкладыш расположен на прокладке с возможностью свободного перемещения по ее поверхности; металлический вкладыш жестко закреплен в фиксированном месте на поверхности прокладки, например, посредством клея; прокладка обернута вокруг трубы таким образом, чтобы короткий конец прокладки внахлест покрывал ее длинный конец; прокладка расположена симметрично относительно места протечки или стыка трубы; неподвижное положение вкладыша с прокладкой фиксируется липкой лентой, обернутой ею по спирали не менее трех оборотов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 – общий вид устройства для устранения течей труб и для соединения их стыков, выполненного согласно настоящему изобретению, вид спереди; на фиг.2 – то же, что на фиг.1, вид сбоку; на фиг.3 – фотография предложенного устройства, установленного на трубе, имеющей поперечную трещину.

Заявляемое устройство для устранения течей труб 1 и для соединения их стыков, в обиходной практике известное под названием «свертная муфта», состоит из трубок 2, например, их может быть две, с отверстиями 3 на их боковых поверхностях; в отверстия 3 трубок 2 вставляются стержни 4 с болтовой головкой 5, на каждый из которых надевается втулка 6, а на резьбу стержня 4 навертывается гайка 7 с шайбой 8. На трубках 2 своими петлевыми концами 9 закрепляется бандаж 10 (при сборке устройства бандаж 10 охватывает практически по всему диаметру, за исключением места трещины, трубу 1). Кроме того, в комплект устройства входит прокладка 11, сделанная из профильной резины, и вкладыш 12. Вкладыш 12 может свободно лежать на прокладке 11 или жестко закрепляться в определенном месте на ее поверхности с помощью, например, водостойкого клея. Прокладкой 11 труба 1 плотно обматывается с таким расчетом, чтобы короткий конец 13 прокладки 11 внахлест покрывал ее длинный конец 14. При этом одна поверхность прокладки 11 вся выполняется в форме ячеек 15, имеющих замкнутый многоугольный контур (труба 1 плотно охватывается ячейками 15 прокладки 11 так, что контуры их сдерживают протечку жидкости). Трубки 2 с бандажом 10 устанавливаются в продольном положении вдоль трубы 1 над местом ее повреждения и закрепляются через втулку 6 и шайбу 8 посредством затяжки гайки 7 с определенным усилием, например, не менее 17 Нм; при этом втулка 6 и болтовая головка 5 жестко упираются в трубки 2, обеспечивая, таким образом, надежное герметичное уплотнение трещины в трубе 1 или сварного стыка при соединении труб 1.

Устройство монтируется следующим образом.

Для подготовки к работе устройства очищают от ржавчины и грязи место герметизации трубы 1 по ширине устройства. Отворачивают гайки 7, снимают втулки 6 и шайбы 8 со стержней 4. Вынимают прокладку 11 с вкладышем 12 из бандажа 10 (см. фиг.1). Плотно оборачивают трубу 1 по окружности прокладкой 11 с вкладышем 12 так, чтобы короткий конец 13 резиновой прокладки 12 внахлест покрывал ее длинный конец 14. Место протечки или стык труб 1 должны находиться симметрично относительно резиновой прокладки 12. Затем фиксируют положение вкладыша 12 с прокладкой 11 липкой лентой (не показана), обернув ею по спирали не менее трех оборотов. Надевают бандаж 10 с трубками 2 на вкладыш 12 с резиновой прокладкой 11, при этом не допускается выход резиновой прокладки 11 за края бандажа 10. Стягивают петли 9 бандажа 10 сначала вручную, затем вставляют стержни 4 в отверстия 3 трубок 2 бандажа 10, после чего надевают на стержни 4 шайбы 8, втулки 6 и гайки 7 и затягивают поочередно гайки 7 ключом с усилием не менее 17 Нм. При правильном монтаже устройства по вышеописанной технологии протечка жидкости гарантированно будет отсутствовать.

Предложенное устройство, предназначенное для ликвидации течей питьевой воды в водопроводных трубах (с наружным диаметром в пределах, например, от 167 до 177 мм), а также для соединения сварных стыков труб (стальных, чугунных и полиэтиленовых), отличается по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения очень простой и надежной в работе конструкцией; характеризуется оптимальными массогабаритными характеристиками (масса устройства колеблется от 2,5 до 4,3 кг); в нем используются достаточно простые, имеющиеся в наличии или технологически просто изготавливаемые материалы и детали, в результате чего оно доступно по цене на коммерческом рынке; удобно при монтаже, обеспечивая быстрый и надежный ремонт труб практически при любых условиях окружающей среды.

В настоящее время налажено серийное производство таких устройств («свертных муфт»).

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2175419, кл. F 16 L 55/17, Закрытое акционерное общество «Прогресс-Инвест», от 19.07.2000 г., опубл. 27.10.2001 г.

2. Патент Российской Федерации №2225564, кл. F 16 L 55/17, ЗХ ИНЖИНИРИНГ (МС), САБМИН ЛИМИТЕД (IC), от 12.08.1999 г., опубл. 10.03.2001 г.

3. Европейский патент №1278982 В1, кл. F 16 L 55/17, Straub Werke AG 7323 Wangs (CH), от 19.04.2001 г., опубл. 29.09.2004 г.

Формула изобретения

1. Устройство для устранения течей труб и для соединения их стыков, содержащее бандаж, накладываемый на поврежденное место в трубе, прокладку с расположенным на ее поверхности металлическим вкладышем между бандажом и трубой и зажимное приспособление, выполненное в виде, по меньшей мере, двух болтовых стержней с резьбовой гайкой на конце каждого, установленных во втулке и стягивающих концы бандажа, отличающееся тем, что устройство снабжено, по крайней мере, одной трубкой, в боковые отверстия которой вставлены болтовые стержни, при этом каждая трубка устанавливается продольно по длине трубы, концы упомянутого бандажа петлей закреплены на каждой трубке таким образом, что головка и втулка каждого болтового стержня жестко упираются в трубку при затяжке резьбовой гайки, причем одна из поверхностей прокладки, обращенной в сторону поверхности трубы, выполнена ячеистой формы с ячейками по замкнутому многоугольному контуру.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прокладка выполнена из профильной резины.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлический вкладыш расположен на прокладке с возможностью свободного перемещения по ее поверхности.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлический вкладыш жестко закреплен в фиксированном месте на поверхности прокладки, например, посредством клея.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прокладка обернута вокруг трубы таким образом, чтобы короткий конец прокладки внахлест покрывал ее длинный конец.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прокладка расположена симметрично относительно места протечки или стыка трубы.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что неподвижное положение вкладыша с прокладкой фиксируется липкой лентой, обернутой по спирали не менее трех оборотов.

РИСУНКИ