устройство для перекрытия трубы

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБЫ, включающее металлическую арматуру с наружной цилиндрической поверхностью и установленную на наружной цилиндрической поверхности герметичную снабженную ниппелем торообразную резинокордную оболочку, выполненную в виде двух цилиндров, расположенных один внутри другого с зазором, края которых соединены образующими боковые стенки торообразными частями, отличающееся тем, что одна из боковых стенок резинокордной оболочки снабжена содержащим металлическое кольцо фланцем, внутренний диаметр которого меньше внутреннего диаметра внутреннего цилиндра средней части резинокордной оболочки, при этом на металлической арматуре у одного ее края цилиндрической поверхности выполнен уступ, с которым взаимодействует боковая поверхность фланца, а металлическая арматура снабжена примыкающей к уступу дополнительной цилиндрической поверхностью, на которой расположен фланец резинокордной оболочки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность цилиндрической части резинокордной оболочки снабжена кольцевыми выступами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для перекрытия канализационных труб, в частности на период ремонта, а также может быть использовано для перекрытия труб и в других трубопроводных системах.

Известно устройство для перекрытия трубы, выполненное в виде цилиндрической резинокордной оболочки с двумя торцевыми стенками, в одной из которых смонтирован ниппель для подачи внутрь оболочки сжатого газа.

Такое устройство вводится внутрь трубы и в оболочку подается сжатый газ. Однако это устройство не допускает использования большого давления газа, особенно при больших диаметрах труб, и, следовательно, не может быть использовано для перекрытия труб, в которых после перекрытия возникают большие давления.

Известно также устройство для перекрытия канализационной трубы (прототип), включающее металлическую арматуру с наружной цилиндрической поверхностью и установленную на наружной цилиндрической поверхности герметичную снабженную ниппелем торообразную резинокордную оболочку, выполненную в виде двух цилиндров, расположенных один внутри другого с зазором, края которых соединены образующими боковые стенки торообразными частями.

В этом устройстве торообразная оболочка взаимодействует боковой стенкой с диском, который препятствует перекатыванию оболочки под воздействием давления в перекрытом участке трубопровода и, следовательно, удерживает устройство от смещения вдоль оси трубы.

Однако такая конструкция не может быть использована для перекрытия труб с большим давлением, так как не позволяет подавать внутрь оболочки большое давление сжатого газа из-за того, что оболочка при большом давлении защемляется и даже выдавливается через зазор между диском и стенкой перекрытой трубы. Стремление уменьшить этот зазор приводит к уменьшению диапазона диаметров перекрываемых труб.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. расширение эксплуатационных характеристик за счет увеличения диапазона диаметров перекрываемых труб и давления в них.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перекрытия трубы, включающем металлическую арматуру с наружной цилиндрической поверхностью и установленную на наружной цилиндрической поверхности герметичную снабженную ниппелем торообразную резинокордную оболочку, выполненную в виде двух цилиндров, расположенных один внутри другого с зазором, края которых соединены образующими боковые стенки торообразными частями, согласно изобретению одна из боковых стенок резинокордной оболочки снабжена содержащим металлическое кольцо фланцем, внутренний диаметр которого меньше внутреннего диаметра внутреннего цилиндра средней части резинокордной оболочки, при этом на металлической арматуре у одного ее края цилиндрической поверхности выполнен уступ, с которым взаимодействует боковая поверхность фланца, а металлическая арматура снабжена примыкающей к уступу дополнительной цилиндрической поверхностью, на которой расположен фланец резинокордной оболочки.

Кроме того, наружная поверхность цилиндрической части резинокордной оболочки снабжена кольцевыми выступами.

На фиг. 1 показан общий вид устройства с частичным разрезом; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 устройство в рабочем положении в трубе (разрез) и эпюра нагрузок на оболочку.

Устройство для перекрытия трубы включает металлическую арматуру 1, которая выполнена полой в виде обечайки с днищем 2 и наружной цилиндрической поверхностью 3. На наружной цилиндрической поверхности 3 арматуры 1 установлена герметичная торообразная резинокордная оболочка 4. Оболочка 4 выполнена в виде резиновой герметизированной камеры 5, которая снабжена ниппелем 6 для подачи и выпуска из камеры 5 оболочки 4 сжатого газа.

Резиновую камеру 5 охватывает силовой каркас 7, выполненный из двух и более слоев корда, обрезиненных резиной. Нити корда каркаса 7 расположены под углом к образующей (фиг. 1). Угол выбирается в пределах от 2 до 40^о, предпочтительнее от 5 до 15^о, т.к. при этом стенка оболочки обладает достаточной эластичностью, что облегчает монтаж ее на арматуру, а также снижает величину давления, потребного для раздутия до диаметра заглушаемой трубы.

На силовом каркасе 7 расположен выполненный из резины покровный слой 8.

Торообразная резинокордная оболочка внешне представляет из себя внутренний 9 и наружный 10 цилиндры, расположенные один внутри другого с зазором, края которых соединены образующими боковые стенки 11 и 12 торообразными частями. Боковая стенка 11 торообразной резинокордной оболочки 4 снабжена содержащим металлическое кольцо 13 фланцем 14. У фланца 14 внутренний диаметр d выполнен меньше внутреннего диаметра D внутреннего цилиндра 9 средней части оболочки 4.

Металлическое кольцо 13 для прочного соединения с боковой стенкой 11 торообразной резинокордной оболочки 4 охватывается нитями корда силового каркаса 7. На металлической арматуре 1 у одного ее края выполнен уступ 15, с которым взаимодействует боковая поверхность 16 фланца 14.

На арматуре 1 выполнена примыкающая к уступу 15 дополнительная цилиндрическая поверхность 17, на которой расположен фланец 14 оболочки 4.

Наружная поверхность цилиндрической части оболочки 4, т.е. цилиндра 10, снабжена кольцевыми выступами 18, которые в процессе перекрытия трубы 19 способствуют лучшему уплотнению и сцеплению с ней.

Оболочка 4 фиксируется на арматуре 1 разрезным пружинным кольцом 20.

Металлическая арматура 1 и металлическое кольцо 13 могут быть и неметаллическими. Однако при изготовлении из других материалов они должны обладать необходимой жесткостью и прочностью для осуществления своих функций и, следовательно, для обеспечения работоспособности устройства в целом.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

К ниппелю 6 подключается шланг (не показан) для подачи сжатого газа или другого энергоносителя внутрь оболочки 4. Устройство устанавливается внутрь перекрываемой трубы 19 и в оболочку 4 подается сжатый газ под давлением Р_с. В процессе увеличения наружного диаметра цилиндрической части оболочки 4 нити корда силового каркаса 7 поворачиваются, увеличивая угол , при этом сохраняется цилиндричность средней части оболочки 4 при одновременном сокращении ее длины. При этом оболочка 4, исходное положение которой на арматуре 1 показано на фиг. 3 пукнтиром, своей внутренней цилиндрической частью (цилиндром 9) плотно охватывает цилиндрическую поверхность 3 арматуры 1, а наружной цилиндрической частью (цилиндром 10) плотно прижимается к внутренней поверхности перекрываемой трубы 19. Кольцевые выступы 18 способствуют плотному перекрытию трубы 19, особенно в тех случаях, когда на внутренней поверхности трубы 19 имеются неровности.

При возникновении в перекрытой части трубы 19 давления Р₁ оно воспринимается оболочкой 4 (ее боковой стенкой 12) и арматурой 1 (в основном ее днищем 2). При этом арматура 1 несколько перемещается вдоль оси трубы 19 под действием давления Р₁, а часть оболочки 4 (боковая стенка 12) незначительно перекатывается между внутренней поверхностью трубы 19 и наружной цилиндрической поверхностью 3 арматуры 1. Боковая стенка 11 оболочки 4 не может перекатываться, т.к. ее удерживает металлическое кольцо 13. Однако под воздействием осевого усилия, которое воспринимает арматура 1 от давления в перекрытом участке трубы 19 и передается через уступ 15 и фланец 14 боковой стенке 11, последняя несколько изменяет свое очертание. Боковая стенка 11 передает это усилие наружной цилиндрической части оболочки 4, но переместиться под воздействием этого усилия оболочка 4 и, следовательно, все устройство не могут, т. к. между трубой 19 и прижатой давлением Р_с газа к трубе цилиндрической частью оболочки 4 возникает усилие трения, величина которого определяется давлением Р_с газа. Величина эта может быть достаточно большой, т.к. конструкция устройства позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства стенки 11 оболочки 4, т.е. ее силового каркаса (см. эпюру усилий N₁, N₂ в нитях корда на фиг. 3).

Следовательно, изобретение позволяет расширить эксплуатационные характеристики устройства: увеличить диапазон диаметров перекрываемых труб одним устройством и давление в них.