RU144442U1 - Устройство для смены задвижек под давлением - Google Patents

Abstract

Устройство для смены задвижек под давлением, содержащее размещенные параллельно раздвижные рамы, связанный с ними узел крепления к трубе, отличающееся тем, что раздвижные рамы соединены гидроцилиндрами; между ними на оси поворотного сектора с каждой стороны от заменяемой задвижки смонтирован поворотный сектор, имеющий полукольцо, разъемно соединенное с другим полукольцом, охватывающим фланец заменяемой задвижки; на другом полукольце поворотного сектора, снабженном временной вставкой разъемным полукольцом, имеется фланец для установки новой задвижки; поворотный сектор оснащен гидроцилиндром, а со стороны, противоположной задвижке, оснащен упором, который выполнен в виде фигурной детали с отверстием в центре, разъемной по оси отверстия, по линии разъема имеющей выступы с двух сторон; выступы соединены между собой крепежными элементами; нижняя часть упора выполнена в виде полуокружности по периметру, верхняя часть выполнена углом по периметру, в вершине которого выполнено отверстие для крепления упора к оси поворотного сектора; боковые вертикальные части раздвижной рамы имеют выступы с отверстиями, в которые вставлены выступы упора; центральное отверстие упора, через которое проходит линия разъема, имеет по окружности расположенные с интервалом выемки под выступающие крепежные элементы; с наружной стороны поворотный сектор оснащен зачищающим ножом.

Description

Полезная модель относится к водоснабжению, в частности к устройствам для ремонта труб под давлением, и может быть использована для замены вышедшей из строя запорной арматуры (задвижки) без отключения давления в магистральной (или разводящей) сети, а также для установки магистральной задвижки на стальной трубе без отключения давления в магистральной (или разводящей) сети.

Известна технология работы Ravetti (замена задвижки в Милане) (http://www.youtube.com/watch?v=QEv810S_uLY), которая заключается в том, что на участке водопровода с неисправной задвижкой 1 (фиг.8) в точках «А» и «Б» делаются монтажные отверстия, присоединяется временная отпайка (труба, отходящая под 90 градусов) и происходит устройство закольцовки, т.е. вода начинает поступать в обход задвижки, при этом наличие временного обходного водопровода дает возможность поменять задвижку. Недостатки: из открытых источников неизвестно устройство, которым перекрывается движение воды через задвижку. Кроме того, неизвестны технология и устройство для присоединения временного водопровода к чугунной (полиэтиленовой) трубе, а также технология и устройство для заглушки временного водопровода после монтажа задвижки, технология требует значительного времени для замены нерабочей задвижки.

Известно техническое решение по патенту RU 2201547 C2 F16K 43/00, опубл. 27.03.2003 г., УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕНЫ ЗАДВИЖЕК ПОД ДАВЛЕНИЕМ которое содержит размещенные параллельно разъемную и неразъемную опорные траверсы с осевыми отверстиями. С траверсами связан направляющими винтами узел крепления к арматуре. В центральном осевом отверстии разъемной траверсы установлен полый шток. Составной приводной вал полого штока размещен в полом штоке и центральном осевом отверстии неразъемной траверсы. На полом штоке на резьбе закреплен пакер. Устройство также содержит механизм герметизации полого штока относительно корпуса задвижки. Этот механизм включает в себя корпус с фланцами, уплотнительный элемент, грундбуксу и нажимную резьбовую крышку. На разъемной траверсе установлена опорная гайка. Дополнительно устройство снабжено герметизирующей катушкой. Катушка включает в себя корпус с фланцем, уплотнительный элемент и нажимную кольцевую гайку. Узел крепления устройства к арматуре выполнен в виде разъемной плиты и снабжен двумя разъемными хомутами. Разъемная плита установлена на трубе. Разъемные хомуты жестко закреплены на трубе зубчатыми сухарями. Недостаток: сложность конструкции, используются сварные работы, что резко нарушает нормы безопасности, кроме того, для применения известной конструкцию по назначению, необходимо демонтировать обратную сторону трубы, что неприменимо для водовода коммунальных сетей.

Техническая задача создания устройства для смены задвижек под давлением: замена вышедшей из стоя запорной арматуры (задвижки) без отключения давления в магистральной (или разводящей) водопроводной сети.

В настоящее время, чтобы поменять вышедшую из строя задвижку надо отключить целый микрорайон от водоснабжения минимум на 8 часов, что создает большие неудобства для пользователей коммунальных сетей. При этом непосредственно работа по замене задвижки занимает значительно меньшее количество времени по сравнению со временем, затраченным на подготовительные работы: слив воды, откачка воды из колодцев и т.д., либо монтаж обходного водопровода.

Заявляемое устройство позволяет менять задвижку прямо в колодце, без устройства временных водопроводов и без отключения водоснабжения. Сущность предлагаемого новшества в следующем: заменяемая задвижка имеет присоединительные фланцы, которые с помощью болтов соединены с ответными фланцами магистральной трубы. С помощью хомутов ставится устройство для замены задвижки к магистральной трубе в зоне близкой к месту крепления заменяемой задвижки. Устройство обеспечивает усилие, с которым надо сжать трубу для демонтажа элементов крепления, т.е. полностью раскрутить и освободить от болтов задвижку, при этом герметичность водопровода не нарушается, т.к. устройство с усилием стягивает фланцы магистральной трубы друг к другу.

Сущность применения устройства для замены задвижки в том, что на специальном посадочном месте закрепляется временная технологическая вставка, повторяющая точный размер задвижки. На вставку прилагается усилие «Р», стремящееся вытолкнуть задвижку в сторону, но т.к. задвижка зажата, то вставка остается в покое. Гидравлическому приводу нужно разжать и сжать фланцы магистральной трубы, в момент разжимания фланцев магистральной трубы усилие давления «Р» посадочного места, где закреплена временная вставка, становится больше и происходит «выталкивание» задвижки в сторону и вместо нее помещается временная вставка, фланцы магистральной трубы снова сжимаются на фланцах временной вставки. Затем вместо заменяемой задвижки на посадочное место разъемного полукольца монтируется новая задвижка и в обратном порядке движения новая задвижка встает на место заменяемой. Между временной вставкой разъемного полукольца и подлежащей замене задвижкой закрепляется специальный зачищающий нож для удаления старой прокладки. Новая прокладка к новой задвижке заранее прочно прикрепляется (например, приклеивается). После того, как новая задвижка встанет на свое место, ее фиксируют болтами и демонтируют устройство из колодца.

Для осуществления указанной процедуры смены задвижки предлагается устройство для смены задвижки под давлением, конструкция которого включает две раздвижные рамы, нижние концы каждой соединены гидроцилиндрами, обеспечивающими разжимание фланцев магистральной трубы; между ними на оси поворотного сектора с каждой стороны от заменяемой задвижки монтируется поворотный сектор, имеющий полукольцо, разъемно соединяемое с другим полукольцом, охватывающим фланец заменяемой задвижки. На другом полукольце поворотного сектора, снабженном разъемным полукольцом (временной вставкой) имеется фланец, к которому монтируется новая задвижка. Поворотный сектор снабжен гидроцилиндром, обеспечивающим усилие сдвига заменяемой задвижки. Поворотный сектор с наружной стороны (со стороны, противоположной задвижке) оснащен специальным упором, который выполнен в виде фигурной детали с отверстием в центре, разъемной по оси отверстия, по линии разъема имеющей выступы с двух сторон; выступы крепятся между собой крепежными элементами, например болтами; нижняя часть специального упора выполнена в виде полуокружности по периметру, верхняя часть выполнена углом по периметру, в вершине которого выполнено отверстие для крепления упора к оси поворотного сектора. Специальный упор ставится на фланцах магистральной трубы. Боковые вертикальные части раздвижной рамы имеют прямоугольные выступы с отверстием, в которые вставляются выступы специального упора. Центральное отверстие специального упора, через которое проходит линия разъема, имеет по окружности расположенные с интервалом выемки под выступающие крепежные элементы. С наружной стороны поворотный сектор оснащен зачищающим ножом для очистки фланца магистральной трубы при сдвиге поворотного сектора.

Заявляемая полезная модель включает в себя как минимум два устройства, описанных выше, каждое из которых смонтировано с двух разных сторон задвижки одновременно: два поворотных сектора, каждый из которых имеет разъемное полукольцо, временную вставку, совпадающую по параметрам с фланцами заменяемой задвижки, к каждому поворотному сектору осью крепится специальный упор, соединенный с раздвижной рамой выступами, в центре каждого поворотного сектора между полукольцами фланцев располагается зачищающий нож. Каждая раздвижная рама соединяется гидроцилиндром, также корпус каждого поворотного сектора оснащен гидроцилиндром, при этом каждый поворотный сектор располагается симметрично по отношению к заменяемой задвижке.

Преимущества использования заявляемого устройства:

1. Возможность монтажа в колодце. Согласно нормативным документам от верха штока штурвала 9 задвижки до верха плиты перекрытия должно быть не менее 0.3-0.5 м. Водопроводные колодцы имеют глубину не менее 1.5 м. Этого пространства достаточно, чтобы разместились рядом задвижка и временная вставка. (Для второй задвижки может места не хватить).

2. Сокращение времени на устранение неисправности: монтаж установки на трубе займет 2-3 часа - замена задвижки не более часа.

3. Замена задвижки происходит без отключения давления в трубе.

4. Ресурсосбережение - быстрое устранение аварийной ситуации в водоводе коммунальных сетей повышает экономию водных ресурсов.

Технический результат заявляемой полезной модели - сокращение времени на смену задвижки и устранение неисправности без отключения давления в сети водоснабжения.

Технический результат достигается за счет конструкции устройства для смены задвижки под давлением, которое содержит размещенные параллельно раздвижные рамы, связанный с ними узел крепления к трубе, отличающееся тем, что раздвижные рамы соединены гидроцилиндрами; между ними на оси поворотного сектора с каждой стороны от заменяемой задвижки смонтирован поворотный сектор, имеющий полукольцо, разъемно соединенное с другим полукольцом, охватывающим фланец заменяемой задвижки; на другом полукольце поворотного сектора, снабженном временной вставкой разъемным полукольцом, имеется фланец для установки новой задвижки; поворотный сектор оснащен гидроцилиндром, а со стороны, противоположной задвижке, оснащен упором, который выполнен в виде фигурной детали с отверстием в центре, разъемной по оси отверстия, по линии разъема имеющей выступы с двух сторон; выступы соединены между собой крепежными элементами; нижняя часть упора выполнена в виде полуокружности по периметру, верхняя часть выполнена углом по периметру, в вершине которого выполнено отверстие для крепления упора к оси поворотного сектора; боковые вертикальные части раздвижной рамы имеют выступы с отверстиями, в которые вставлены выступы упора; центральное отверстие упора, через которое проходит линия разъема, имеет по окружности расположенные с интервалом выемки под выступающие крепежные элементы; с наружной стороны поворотный сектор оснащен зачищающим ножом.

Сущность технического решения поясняют изображения на фиг.1-9, где

Фиг.1 - устройство для замены задвижек под давлением;

Фиг.2 - вид устройства для замены задвижек под давлением в разрезе А-А;

Фиг.3 - вид упора в сборе (вид спереди и вид сбоку)

Фиг.4 - вид упора в разрезе Б-Б;

Фиг.5 - вид упора в разрезе В-В;

Фиг.6 - вид упора в сборе в изометрии;

Фиг.7 - поворотный сектор для установки задвижки на трубе «на ровном месте» (без замены задвижки);

Фиг.8 - магистральная труба с задвижкой до установки устройства для замены задвижек;

Фиг.9. - вид трубы и места установки устройства для замены задвижек, где

1 - нерабочая задвижка (подлежащая замене)

2 - часть магистральной трубы;

3 - часть магистральной трубы;

4 - фланец магистральной трубы;

5 - фланец магистральной трубы;

6 - фланец заменяемой задвижки;

7 - фланец заменяемой задвижки;

8 - место крепления к поворотному сектору

9 - штурвал заменяемой задвижки;

10 - место крепления упоров;

11 - временная вставка разъемного полукольца;

12 - гидравлический цилиндр поворотного сектора;

13 - гидроцилиндр раздвижной рамы;

14 - упоры;

15 - зачищающий нож;

16 - место вставки;

17 - участок трубы между фланцами;

18 - сварочный шов,

19 - наименьшее расстояние надреза (со стороны фланца)

20 - поворотный сектор;

21 - раздвижная рама.

22 - ось поворотного сектора

23 - разъемное полукольцо поворотного сектора;

24 - предполагаемые размеры колодца, в котором происходит замена задвижки.

Пример осуществления. Устройство для смены задвижек под давлением, содержит размещенные параллельно раздвижные рамы 21, связанный с ними узел крепления к трубе; раздвижные рамы 21 соединены гидроцилиндрами 13, обеспечивающими разжимание фланцев 4 и 5 магистральной трубы; между ними на оси поворотного сектора 22 с каждой стороны от заменяемой (нерабочей) задвижки 1 смонтирован поворотный сектор 20, имеющий полукольцо 23, разъемно соединенное с другим полукольцом, охватывающим фланец заменяемой задвижки (6 или 7); на другом полукольце поворотного сектора, снабженном разъемным полукольцом 11 (временной вставкой), имеется фланец для установки новой задвижки; поворотный сектор 20 снабжен гидроцилиндром 12, обеспечивающим усилие сдвига заменяемой задвижки; поворотный сектор 20 со стороны, противоположной задвижке, оснащен упором 14, который выполнен в виде фигурной детали с отверстием в центре, разъемной по оси отверстия, по линии разъема имеющей выступы с двух сторон; выступы соединены между собой крепежными элементами; нижняя часть упора выполнена в виде полуокружности по периметру, верхняя часть выполнена углом по периметру, в вершине которого выполнено отверстие для крепления упора 14 к оси поворотного сектора 22; боковые вертикальные части раздвижной рамы 21 имеют выступы с отверстиями, в которые вставляются выступы упора 14; центральное отверстие упора, через которое проходит линия разъема, имеет по окружности расположенные с интервалом выемки под выступающие крепежные элементы; с наружной стороны поворотный сектор оснащен зачищающим ножом 15; устройство установлено симметрично с каждой из двух сторон задвижки: два поворотных сектора, каждый из которых имеет разъемное полукольцо, временную вставку, совпадающую по параметрам с фланцами заменяемой задвижки, к каждому поворотному сектору осью крепится упор, соединенный с раздвижной рамой выступами, в центре каждого поворотного сектора 14 между полукольцами фланцев располагается зачищающий нож; каждая раздвижная рама соединяется гидроцилиндром 13, также корпус каждого поворотного сектора 14 оснащен гидроцилиндром 12, при этом каждый поворотный сектор 14 располагается симметрично с каждой стороны заменяемой задвижки 1.

Пример применения устройства для смены задвижек под давлением. Задвижка 1 имеет присоединительные фланцы 6 и 7, которые с помощью болтов соединены с ответными фланцами магистральной трубы 4 и 5. С помощью хомутов крепим устройство для замены задвижек под давлением к магистральной трубе в зоне 10. Усилие с которым надо сжать трубу, чтобы болты можно было убрать, т.е. полностью раскрутить и освободить от болтов задвижку, обеспечивают гидроцилиндры 13, при этом герметичность водопровода не нарушается, т.к. устройство с усилием стягивает фланцы 4 и 5 друг к другу. Принцип замены задвижки в том, что на специальном посадочном месте поворотного сектора 20 закрепляется временная технологическая вставка 11, повторяющая точный размер задвижки 1. На вставку прилагается усилие «Р», стремящееся вытолкнуть задвижку в сторону, но т.к. задвижка зажата, поэтому вставка остается в покое. Гидравлическому приводу 13 разжать и сжать фланцы 4 и 5 достаточно 1-2 секунды. В момент расжатия фланцев 4 и 5, усилие давления «Р» посадочного места, где закреплена временная вставка 11, становится больше и происходит «выталкивание» задвижки в сторону и вместо нее встает временная вставка 11, фланцы 4 и 5 опять сжимаются. Вместо неисправной задвижки монтируется новая и в обратном порядке новая задвижка встает на место неисправной. Между вставкой 11 и задвижкой 1 закрепляется зачищающий нож 15, для удаления старой прокладки. Новая прокладка к новой задвижке должна заранее прочно прикрепляться, например, приклеиваться или фиксироваться другим способом. После того как новая задвижка встанет на свое место, останется зафиксировать ее болтами и демонтировать устройство для замены задвижек из колодца.

Преимущества заявляемой конструкции: конструкции позволяет монтаж в колодце, в котором по СНиПу расстояние от верха штока штурвала 9 задвижки до верха плиты перекрытия не менее 0.3-0.5 м. При этом размеры водопроводных колодцев составляют не менее 1.5 м в глубину. Этого пространства достаточно, чтобы разместились рядом задвижка и временная вставка (на случай, если для второй задвижки места не хватит).

Пример применения (1). На нерабочей задвижке 1 устанавливаем устройство для смены задвижек. Нерабочая задвижка прочно закрепляется в поворотном секторе 20. Для возможности монтажа на задвижке сектор 20 имеет разъемное полукольцо 23. С помощью цилиндра 13, через специальные упоры 14, стягиваем два фланца магистральной трубы 4 и 5 между собой. Усилие сжатия фланцев 4 и 5 позволит удерживать герметичным водопровод без крепежных болтов, соединяющих задвижку с магистральной трубой, т.е. фланец 4 с фланцем 6 и соответственно фланец 5 с фланцем 7. Затем откручиваем крепежные болты. На секторе 20 закрепляется временная технологическая вставка 11, повторяющая точный размер (между фланцами) задвижки 1. С помощью гидравлического цилиндра 12, на сектор 20 прилагается усилие «Р», стремящееся вытолкнуть задвижку в сторону. Давление «Р» значительно меньше давления цилиндров 13 (шток стремится втянуться в цилиндр) Т.к. задвижка зажата, сектор 20 остается в покое. В момент разжатия фланцев 4 и 5 с помощью гидроцилиндра, усилие давления «Р» на поворотный сектор 20, где закреплена временная вставка 11, становится больше и происходит «выталкивание» задвижки 1 в сторону, и вместо нее встает временная вставка 11, фланцы 4 и 5 опять сжимаются. Вместо старой неисправной задвижки 1 к поворотному сектору монтируется новая и в обратном порядке новая задвижка встает на место старой. Между вставкой 11 и задвижкой 1 закрепляется специальный зачищающий нож 15, для удаления старой прокладки. Новая прокладка к новой задвижке прочно прикрепляется - механическим путем или приклеивается. После того как новая задвижка встанет на свое место, останется зафиксировать ее болтами и демонтировать устройство из колодца.

Пример применения (2). Для установки задвижки на стальной трубе «на ровном месте» т.е. на месте, где раньше не стояла задвижка, требуется определиться с местом установки и толщиной трубы. Зная присоединительный размер задвижки (расстояния от фланца 6 до фланца 7) см. пример применения (1), привариваем к стальной трубе фланцы 4 и 5. Чтобы фланцы оделись на неразрезанную трубу, они должны состоять из двух полуколец. Следует собрать их на трубе с помощью сварки. Место соединения двух половинок тщательно зачищается, при необходимости дополнительно подваривается, потом еще раз зачищается. Т.е. добиваемся состояния фланцев как до разрезания.

После монтажа фланцев проверяем соответствие присоединительного размера по размеру устанавливаемой задвижки. Можно использовать при сварке калибр, который точно определит расстояние между фланцами и плоскость стыка. Далее определяем толщину трубы. Использование ультразвукового определителя толщины не всегда возможно, как вариант - закручиваем кровельный саморез со сверлом, с металлической и резиновой шайбами в любое место на участке трубы между фланцами 4 и 5. При засверливании саморезом периодически надо замерять глубину сверления. Как только толщина трубы пройдена, в образовавшееся отверстие закручиваем до конца саморез, восстанавливая герметичность трубы. Фиксируем последний замер - это и будет толщина трубы. Если диаметр трубы больше чем 200 мм, то предварительно на глубину 4 мм можно рассверлить сверлом «под саморез» (обычно 3 мм). После того как с толщиной трубы определились, далее перед фланцами 4 и 5, специальным приспособлением делаем кольцевые надрезы, как показано в сноске 16, где: 17 - участок трубы между фланцами, 4 - фланец, 18 - сварочный шов, 19 - наименьшее расстояние надреза (со стороны фланца). Отличие от ранее описанного примера применения (1) в том, что во втором случае поворотный сектор 20 имеет одно присоединительное место под задвижку и зачищающий нож 15. Производится монтаж устройства для замены задвижек под давлением, потом крепление задвижки 1, которую нужно установить. Гидроцилиндр 12 находится в положении «шток внутри». Гидроцилиндры 13 - без давления. Когда подаем давление на цилиндр 12, то происходит выталкивание надрезанной трубы ножом 15. При дальнейшем выдвижении штока из цилиндра 12, вращении поворотного сектора 20, в данном случае против часовой стрелки) задвижка 1 встает между фланцами 4 и 5. Цилиндры 13 в этот момент сжимаются - фланцы 4 и 5 прочно фиксируются между фланцами 6 и 7. Далее действия осуществляются по варианту применения 1. Соосность отверстий задвижки и приваренных фланцев достигается путем изначальной постановки упоров 14 по выверенному калибру.

Технический результат достигается конструкцией заявляемого устройства, которое позволяет осуществить смену неисправной задвижки на рабочую без отключения давления в сети водоснабжения, без отключения водоснабжения в магистральной трубе, без приваривания временного обходного трубопровода, и тем самым сократить время на устранение неисправности, что является важным параметром при ликвидации аварии.

Claims (1)

1. Устройство для смены задвижек под давлением, содержащее размещенные параллельно раздвижные рамы, связанный с ними узел крепления к трубе, отличающееся тем, что раздвижные рамы соединены гидроцилиндрами; между ними на оси поворотного сектора с каждой стороны от заменяемой задвижки смонтирован поворотный сектор, имеющий полукольцо, разъемно соединенное с другим полукольцом, охватывающим фланец заменяемой задвижки; на другом полукольце поворотного сектора, снабженном временной вставкой разъемным полукольцом, имеется фланец для установки новой задвижки; поворотный сектор оснащен гидроцилиндром, а со стороны, противоположной задвижке, оснащен упором, который выполнен в виде фигурной детали с отверстием в центре, разъемной по оси отверстия, по линии разъема имеющей выступы с двух сторон; выступы соединены между собой крепежными элементами; нижняя часть упора выполнена в виде полуокружности по периметру, верхняя часть выполнена углом по периметру, в вершине которого выполнено отверстие для крепления упора к оси поворотного сектора; боковые вертикальные части раздвижной рамы имеют выступы с отверстиями, в которые вставлены выступы упора; центральное отверстие упора, через которое проходит линия разъема, имеет по окружности расположенные с интервалом выемки под выступающие крепежные элементы; с наружной стороны поворотный сектор оснащен зачищающим ножом.