Устройство для разъединения фланцев трубопровода

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в различных видах промышленности, в том числе нефтяной, где необходимо устранение течи меж фланцевыми соединениями путем замены прокладки между фланцами трубопроводов. Предложенное техническое решение позволяет открывать фланцы безопасным и экономичным способом без риска образования искр. Благодаря механическому исполнению разработанной полезной модели нет необходимости в применении внешнего источника питания, и, следовательно, его можно использовать в любом месте на рабочей площадке (в полевых условиях). Кроме того, конструкция устройства упростилась и уменьшился ее вес.

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в различных видах промышленности, в том числе нефтяной, где необходимо устранение течи меж фланцевыми соединениями путем замены прокладки между фланцами трубопроводов.

При замене прокладки обслуживающий персонал может столкнуться с трудностями по открытию фланцев трубопроводов, эта проблема может возникнуть из-за некачественно выполненных монтажных работ или просадки грунта, что приводит к зажатию фланцевых соединений. Ранее использованные методы по разгону фланцев путем вбивания клиньев, применение грузоподъемной техники, дополнительной рабочей силы было небезопасным и трудоемким процессом.

Известен, например, разгонщик фланцев марки РФ "ДИНРУС" (см. ресурс Интернета: http://www.dinrus.com/product/pipeline/booster-flanges), который предназначен для разгонки фланцевых соединений трубопроводов при замене уплотнительных прокладок, замене вентилей и т.д. Подключение инструмента должно производиться к ручным гидравлическим насосам серии НРГ "ДИНРУС" или к гидравлическим станциям с рабочим давлением до 700 МПа. Разгонщик фланцев имеет несколько клиньев для захода между фланцами. Один из этих клиньев имеет острый угол атаки, а последующие в усеченном исполнении для больше разгонки фланцев.

Ограничением для применения данного разгонщика фланцев и аналогичных конструкций является необходимость использования гидравлических устройств.

Известен разгонщик фланцев механический SW9TM (см. ресурс Интернета: http://www.inrost.com/index.php?id=25526), обеспечивающий техническое обслуживание, замену задвижек, замену уплотнений. В состав комплекта входит разгонщик, ключ динамометрический, головка накидная, опора предохранительная. Он развивает усилие 9,4 тонны. Стоимость разгонщика фланцев SW9TM может служить фактором, препятствующим его приобретение и использование.

Кроме сложных и дорогостоящих изделий применяют простейший инструмент: клинья, зубила, плоские долота и другие. Их использование неудобно в работе и приводит часто к повреждению поверхности уплотняющих буртов фланцев. Кроме того, такие методы небезопасны и трудоемки.

Как альтернатива, с одной стороны, технически сложным и дорогостоящим разгонщикам фланцев, и, с другой, простейшему инструменту, создаются и патентуются относительно несложные механические ручные устройства для разъема фланцев.

Из уровня техники известен патент РФ RU 2020052 (опубликован 30.09.1994; МПК B25B 27/16). Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации монтажных и ремонтных работ. Между фланцами после снятия болтов вставляются упор и разжимной элемент. Равномерно вращают головку силового винта по часовой стрелке и происходит плавное передвижение толкателя. При этом упор давит своей поверхностью на первый фланец, а разжимной элемент - на смежный фланец. Возникает достаточно разжимающая сила, которая вызывает разъединение фланцев на необходимую величину. При вращении силового винта против часовой стрелки фланцы становятся на прежнее место.

Данное устройство является наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемой полезной модели и принято за прототип.

Признаком прототипа, совпадающим с существенным признаком заявляемой полезной модели, является разжимной элемент, упор, съемный фиксатор и силовой винт.

Недостатком прототипа является то, что изгибающие моменты и усилия, возникающие при разъединении фланцев в устройстве согласно патенту РФ RU 2020052, приводят к его быстрому выходу из строя.

Задачей предложенного технического решения является открытие фланцев безопасным и экономичным способом без риска образования искр и без применения внешнего источника питания.

Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшении веса устройства.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для разъединения фланцев трубопровода, содержит разжимной элемент и упор, размещаемые между фланцами трубопровода, съемный фиксатор, устанавливаемый в отверстия фланцев, и силовой винт, образующий винтовую пару с разжимном элементом, причем упор выполнен с одним отверстием, соосным отверстию на фланце, с возможностью размещения съемного фиксатора, а разжимной элемент выполнен с двумя отверстиями, расположенными на одной радиальной линии, причем одно отверстие разжимного элемента выполнено соосно отверстию на фланце трубопровода и отверстию в упоре с возможностью фиксации разжимного элемента и упора на фланце трубопровода съемным фиксатором, а второе отверстие выполнено с резьбой для силового винта, который проходит над буртиком фланца трубопровода с обеспечением прямого механического воздействия на упор, а грани разжимного элемента и упора, охватывающие плоские поверхности буртиков фланцев трубопровода, имеют круглый вырез, радиус которого соответствуют типоразмеру фланца трубопровода.

Упор конструктивно выполнен так же, как и разжимной элемент, однако в нем отсутствует резьбовое отверстие.

Угол охвата фланцев трубопровода разжимным элементом и упором составляет 45 угловых градусов.

Разжимной элемент и упор изготовлены из стали 09Г2С.

Несмотря на схожесть отдельных элементов предложенного технического решения и запатентованных устройств, а также серийно выпускаемых изделий аналогичного назначения, из уровня техники не выявлено средства, признаки которого полностью совпадают с признаками рассматриваемого объекта. Следовательно, рассматриваемое решение соответствует условию патентоспособности «Новизна», а с учетом того, что изготовлены опытные образцы, оно соответствует условию «Промышленная применимость» и может быть защищено патентом на полезную модель.

Полезная модель поясняется фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 представлен эскиз устройства для разъединения фланцев трубопровода, на фиг.2 показан вид в плане устройства для разъединения фланцев трубопровода со стороны разжимного элемента, а на фиг.3 показан вид в плане устройства для разъединения фланцев трубопровода со стороны упора.

Где:

1 - разжимной элемент;

2 - упор;

3 - съемный фиксатор;

4 - силовой винт;

5 - фланец трубопровода

6 - отверстие, выполненное с резьбой для силового винта;

7 - отверстие разжимного элемента;

- угол охвата фланцев трубопровода разжимным элементом и упором.

Основные составляющие предлагаемого устройства для разъединения фланцев трубопровода: разжимной элемент 1, упор 2, съемный фиксатор 3, устанавливаемый в отверстия фланцев, силовой винт 4 образующий винтовую пару с разжимном элементом 1, упор безопасности (на фигурах не показан).

Разжимной элемент 1 выполнен в виде полой прямой пятиугольной призмы, с возможностью размещения внутри нее буртика фланца трубопровода 5, причем в основании призмы выполнены два отверстия: отверстие, выполненное с резьбой для силового винта 6 и отверстие разжимного элемента 7.

Отверстие разжимного элемента 7 выполнено соосно отверстию на фланце трубопровода 5 и отверстию в упоре 2 с возможностью фиксации разжимного элемента 1 и упора 2 на фланце трубопровода 5 съемным фиксатором 3.

Отверстие, выполненное с резьбой для силового винта 6, расположено на одной радиальной линии с отверстием разжимного элемента 7 и выполнено с возможностью прохождения силового винта 4 над буртиком фланца трубопровода 5 с обеспечением прямого механического воздействия силового винта 4 на упор 2. Грани разжимного элемента 1 и упора 2, охватывающие плоские поверхности буртика фланца трубопровода 5, имеют круглый вырез, радиус которого соответствуют типоразмеру фланца трубопровода 5.

Разжимной элемент и упор изготовлены из стали 09Г2С.

Выбор угол охвата фланцев трубопровода разжимным элементом и упором определяется следующими соображениями:

- при малом угол при открытии фланцев трубопровода 5 может произойти разрушение буртика фланцев трубопровода 5;

- при большом угле увеличивается вес приспособления, что приводит к удорожанию его изготовления и неудобству в эксплуатации (например, трудности транспортировки, особенно вручную);

- опытным путем установлено, что угол , при котором обеспечивается прочность буртика фланца трубопровода 5, составляет 45 угловых градусов и более.

Упор 2 конструктивно выполнен так же, как и разжимной элемент 1, однако в нем отсутствует резьбовое отверстие.

В отличии от прототипа конструкция устройства упростилась и уменьшился ее вес.

Для обеспечения более безопасного и облегченного открытия фланцев трубопровода 5 предлагается установить два устройства, закрепленных друг напротив друга.

Длина силового винта 4 обеспечивает необходимое открытие фланцев трубопровода 5.

Применение устройства.

Между фланцами трубопровода 5 после снятия болтов вставляются упор 2 и разжимной элемент 1.

На фланцы трубопровода устанавливают два комплекта устройства, закрепленные симметрично друг другу.

Равномерно вращая головку силового винта 4 по часовой стрелке, производят плавное передвижение упора 2. При этом упор 2 и разжимной элемент 1 своими поверхностями давят на фланцы трубопровода 5. Возникает достаточно разжимающая сила, которая вызывает разъединение фланцев на необходимую величину. При вращении силового винта против часовой стрелки фланцы становятся на прежнее место.

В отличие от прототипа в предложенном техническом решении осуществляется прямое механическое воздействие на упор торцевой частью силового винта без дополнительных промежуточных элементов, что уменьшает изгибающие моменты и усилия, возникающие при разъединении фланцев трубопровода 5.

Для устранения возможности травматизма обслуживающего персонала, при проведении работ по открытию фланцев трубопровода 5, используют упор безопасности.

Предложенное техническое решение позволяет открывать фланцы безопасным и экономичным способом без риска образования искр. Благодаря механическому исполнению разработанной полезной модели нет необходимости в применении внешнего источника питания, и, следовательно, его можно использовать в любом месте на рабочей площадке (в полевых условиях).

Кроме того, упростилась конструкция устройства и уменьшился ее вес.

1. Устройство для разъединения фланцев трубопровода, содержащее разжимной элемент и упор, размещаемые между фланцами трубопровода, съемный фиксатор, устанавливаемый в отверстия фланцев, и силовой винт, образующий винтовую пару с разжимным элементом, отличающееся тем, что упор выполнен с одним отверстием, соосным отверстию на фланце, с возможностью размещения съемного фиксатора, а разжимной элемент выполнен с двумя отверстиями, расположенными на одной радиальной линии, причем одно отверстие разжимного элемента выполнено соосно отверстию на фланце трубопровода и отверстию в упоре с возможностью фиксации разжимного элемента и упора на фланце трубопровода съемным фиксатором, а второе отверстие выполнено с резьбой для силового винта, который проходит над буртиком фланца трубопровода с обеспечением прямого механического воздействия на упор, а разжимной элемент и упор имеют грани, охватывающие плоские поверхности буртиков фланцев трубопровода и выполненные с круглым вырезом, радиус которого соответствует типоразмеру фланца трубопровода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упор и разжимной элемент выполнены в форме полых прямоугольных призм.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол охвата фланцев трубопровода разжимным элементом и упором составляет 45 угловых градусов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разжимной элемент и упор изготовлены из стали 09Г2С.