герметизирующая манжета на переходах трубопроводов в защитном кожухе под препятствием

Формула изобретения

1. Герметизирующая манжета на переходах трубопроводов в защитном кожухе под препятствием, выполненная с переменным сечением и охватывающая одним концом с большим диаметром наружную поверхность конца защитного кожуха, а другим концом с меньшим диаметром - наружную поверхность трубопровода и внутри которой располагается переменного сечения обечайка, охватывающая наружную поверхность конца защитного кожуха и не выступающая из манжеты, причем манжета и обечайка имеют коническую форму, выполнены из эластичного многослойного технического материала и закреплены на охватываемом конце кожуха стяжным хомутом, а другой конец манжеты закреплен вторым стяжным хомутом на трубопроводе, при этом манжета и обечайка выполнены разъемными или неразъемными.

2. Манжета по п.1, в которой обечайка и манжета выполнены из полимерно-тканевого материала с двусторонним полимерным покрытием.

3. Манжета по п.1 или 2, в которой полимерное покрытие выполнено из поливинилхлорида.

4. Манжета по любому из предыдущих пунктов, в которой меньший диаметр обечайки меньше наружного диаметра защитного кожуха, а больший диаметр обечайки больше наружного диаметра защитного кожуха.

5. Манжета по любому из предыдущих пунктов, в которой меньший диаметр манжеты не больше наружного диаметра трубопровода, а больший диаметр манжеты больше наружного диаметра защитного кожуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов в защитных кожухах под препятствиями. Из уровня техники известна прокладка подземного трубопровода в защитном кожухе под препятствием, например автомобильной или железной дорогой. При этом трубопровод в защитном кожухе располагается центрированно на опорных элементах или же не центрированно. Из опыта строительства таких переходов известно, что грунтовые воды проникают в защитный кожух, в результате чего в межтрубном пространстве интенсивно протекают коррозионные процессы, приводящие к разрушению изоляции трубопровода, самого трубопровода и защитного кожуха. Таким образом, существует задача герметизации межтрубного пространства трубопроводного перехода под препятствием, которая в известных различных решениях реализуется с помощью различных средств. Так в трубопроводе, проложенном в защитном кожухе центрированно, по концам перехода устанавливают сальниковые уплотнения, а межтрубное пространство заполняют смесью минерального масла с песком (см. SU 1448157 А1, 30.12.88, F 16 L 1/12). Недостатком известного решения является постепенное разрушение сальникового уплотнения под воздействием эксплуатационных нагрузок на трубопровод и внешних воздействий, например транспортных, на защитный кожух. Такое конструктивное решение не применимо на переходах, когда оси защитного кожуха и трубопровода не совпадают, а трубопровод опирается на нижнюю часть внутренней поверхности защитного кожуха. Поскольку внутренний диаметр защитного кожуха по СНиП должен превышать наружный диметр снаряженного трубопровода на менее чем на 200 мм, то при не центрированном расположении трубопровода в защитном кожухе невозможно качественно выполнить сальниковое уплотнение в зазоре переменного сечения.

Известен подземный переход трубопровода под дорогой, в котором трубопровод на опорных элементах располагается центрированно в защитном кожухе, выполненном из металлической трубы. Защитный кожух из трубы с внутренним диаметром большим наружного диаметра трубопровода соединен с обеих сторон с трубопроводом с помощью податливой тонкостенной трубы переменного сечения, которая одним концом соединяется с торцом кожуха, а другой ее конец охватывает трубопровод. В этом случае значительно легче осуществить герметизацию монтажных зазоров и уменьшить до допустимых пределов нагрузку на трубопровод при смещении защитного кожуха в результате воздействия на него внешней нагрузки. Податливая тонкостенная труба при динамическом воздействии играет роль пластической опоры, ограничивающей передаваемую на трубопровод нагрузку до величины усилия пластической деформации. Недостатком известного решения является необходимость выполнения герметичного сварного соединения торцов защитного кожуха и трубы переменного сечения, что сложно ввиду различной толщины их стенок, а также возможность потери герметичности в указанных соединениях при деформации тонкостенных труб переменного сечения. При не центрированном расположении трубопровода и защитного кожуха указанная выше герметизация межтрубного пространства становится проблематичной.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известный метод защиты подземного трубопровода, проложенного центрированно в защитном кожухе (см. US 4469469 А, 04.09.1984, F 16 L 58/12). В известном решении межтрубное пространство герметизируют посредством металлических труб переменного сечения, каждая из которых одним раструбным концом охватывает конец защитного кожуха, а другим - наружную поверхность трубопровода. Недостатком известного решения является невозможность выполнения полной герметизации торцов защитного кожуха, что приводит к проникновению грунтовых вод внутрь защитного кожуха. Для нейтрализации коррозионного воздействия грунтовых вод в известном решении в межтрубное пространство закачивают антикоррозионные добавки, вводят "раскислитель кислорода", создают в межтрубном пространстве щелочную среду с высоким показателем рН, наконец, полностью заполняют межтрубное пространство битуминозным материалом, который в процессе эксплуатации периодически добавляют для восполнения его утечек через монтажные зазоры.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего надежную герметизацию торцов защитного кожуха при центрированном и наиболее сложном для герметизации не центрированном расположении трубопровода в защитном кожухе. Указанная задача решается тем, что герметизирующая манжета на переходах трубопроводов в защитном кожухе под препятствием выполнена с переменным сечением и охватывает одним концом с большим диаметром наружную поверхность конца защитного кожуха. Другим концом с меньшим диаметром манжета охватывает наружную поверхность трубопровода. Внутри манжеты располагается переменного сечения обечайка, охватывающая наружную поверхность конца защитного кожуха и не выступающая из манжеты. Манжета и обечайка имеют коническую форму, выполнены из эластичного многослойного технического материала и закреплены на охватываемом конце кожуха стяжным хомутом. Другой конец манжеты закреплен вторым стяжным хомутом на трубопроводе. Манжета и обечайка выполнены разъемными или неразъемными, причем длина манжеты составляет 3,0-5,0 длин обечайки. Длина манжеты обеспечивает герметичность соединения при относительных осевых перемещениях трубопровода и кожуха в пределах 150 - 200 мм.

Меньший диаметр обечайки меньше наружного диаметра защитного кожуха, а больший диаметр обечайки больше наружного диаметра защитного кожуха. Соответственно меньший диаметр манжеты не больше наружного диаметра трубопровода, а больший диаметр манжеты больше наружного диаметра защитного кожуха.

В частном случае изготовления обечайка и манжета выполнены из полимерно-тканевого материала с двусторонним полимерным покрытием из поливинилхлорида. Манжета и обечайка выполнены из материала не подверженного гниению, непроницаемого для грунтовых вод и способного хорошо свариваться в заводских и полевых условиях. Выполнение манжеты и обечайки разъемными позволяет герметизировать переход трубопровода при ремонтных работах, когда отсутствует свободный конец трубопровода, через который можно завести неразъемные обечайку манжету. Обечайка защищает манжету от повреждений на торце защитного кожуха и повышает герметичность соединения со стороны большего диаметра манжеты. Форма и размеры обечайки и манжеты обеспечивают переход от большего диаметра защитного кожуха к меньшему диаметру трубопровода с минимальными монтажными зазорами. Эластичность материала обеспечивает надежную герметизацию защитного кожуха при не центрированном расположении трубопровода в защитном кожухе и удобство монтажа на трубопровод неразъемных обечайки и манжеты. Длина манжеты обеспечивает герметичность соединения при относительных осевых перемещениях трубопровода и кожуха в пределах 150 - 200 мм.

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на чертеже представлен продольный разрез трубопровода, проложенного в защитном кожухе, при незатянутых хомутах.

При сооружении трубопровода 1 через его свободный торец заводят неразъемные обечайку 2 и манжету 3 на торцевой конец защитного кожуха 4 с перекрытием его наружной поверхности на 150 - 200 мм обечайкой и манжетой, при этом конец обечайки 2 не выступает из под манжеты 3. На расстоянии не менее 100 мм от конца манжеты ее и расположенную под ней обечайку 2 закрепляют на защитном кожухе 4 стяжным хомутом 5. Меньший диаметр манжеты меньше или равен наружному диаметру трубопровода и при необходимости легко растягивается в силу эластичности материала. Меньшего диаметра конец манжеты 3 также закрепляют стяжным хомутом 6 на наружной поверхности трубопровода 1. Наилучшим является стяжной хомут, выполненный из сдвоенных тросов диаметром 4 мм, обеспечивающий необходимое для герметизации обжатие.

В случае выполнения ремонтных работ без разрезания трубопровода, когда отсутствует свободный его торец, используют разъемные обечайку и манжету. Последние в развертке имеют форму усеченных конусов с необходимым технологическим припуском на сварку. Сварка в полевых условиях технического материала с поливинилхлоридным покрытием хорошо освоена, выполняется при температурах от минус 40 до плюс 40 град. С и выше, обеспечивает необходимую герметичность соединения. Монтаж обечайки и манжеты осуществляют по указанной выше технологии с предварительным выполнением сварочных работ по формированию на трубопроводе обечайки и манжеты из заготовок.

Таким образом, благодаря использованию не гниющего эластичного материала и конической формы манжеты с дополнительным элементом - обечайкой - обеспечивается необходимая герметизация торцов защитного кожуха перехода подземного трубопровода под препятствием.