Фланец нефтепроводного вантуза для фиксации герметизирующей пробки и герметизирующая пробка фланца

Полезные модели относятся к средствам для герметичного запирания нефтепроводного вантуза и могут быть использованы в трубопроводном транспорте нефти. Фланец (1) нефтепроводного вантуза для фиксации герметизирующей пробки (2) снабжен канавкой (4), напротив которой располагают выемку (3) пробки (2). В канавке (4) установлен воротник (5). В радиальном отверстии (6) фланца (1) размещена передача «винт - гайка» для перемещения воротника (5). Воротник (5) из канавки (4) входит в выемку (3) и запирает пробку (2) во фланце (1). Винт (7) передачи неподвижно присоединен к воротнику (5). Гайка (8) передачи имеет глухое отверстие (10) с противоположной от воротника (5) стороны и установлена без возможности перемещения вдоль своей продольной оси, но может вращаться вокруг нее. Герметичное уплотнение (9) размещено между гайкой (8) и стенкой радиального отверстия (6). В результате, уплотнение (9) не перемещается вдоль радиального отверстия (6) при движении воротника (5) и меньше изнашивается. Под давлением нефтепровода пробка (2) упирается в воротник (5). Одновременно воротник (5) опирается частью своего верхнего торца во фланец (1), поэтому нагрузка от пробки (2) приходится не на винт (7) передачи, а на фланец (1). Винт (7) освобожден от нагрузки со стороны пробки (2), что снижает износ винта (7) и продлевает время его использования без замены. Выемка (3) пробки (2) выполнена открытой с торца пробки (2), противоположного нефтепроводу, при установке пробки (2) во фланце (1). Такая конструкция не требует точного размещения выемки (3) напротив канавки (4), что упрощает фиксацию пробки (2) и сокращает процесс ее установки, а также позволяет осмотреть состояние воротника (5) и его расположение, 2 н.з. и 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

Полезные модели относятся к средствам для герметичного запирания нефтепроводного вантуза и могут быть использованы в трубопроводном транспорте нефти.

Известна система герметичного запирания пробки в вантузе трубопровода, описанная в материалах патента США 4513788, F16L 55/10, публ. 30.04.1985. Согласно описанию и обозначениям позиций на фигурах к патенту США 4513788 вантуз включает патрубок 18, снабженный фланцем 22. Система запирания содержит пробку 50 с выемкой 54, которая при установке пробки 50 во фланце 22 располагается напротив кольцевой канавки 86 в проеме 25 фланца 22. Воротник 70 установлен в кольцевой канавке 86 фланца 22 и может частично выходить из канавки 86 на фланце 22 и входить в выемку 54 на пробке 50. Для перемещения воротника 70 предусмотрена соединенная с ним передача типа «винт-гайка», расположенная в радиальном отверстии 59 фланца 22 и образованная винтом 66 и неподвижной гайкой 60 (фиг.7 в патенте США 4513788). Соединение передачи с воротником 70 осуществлено следующим образом. В радиальном отверстии 59 установлена шпилька 64, один конец которой соединен по резьбе с воротником 70. Другой конец шпильки 64 снабжен бобышкой 76 с внешней резьбовой частью 78. В центре винта 66 находится сквозное отверстие для установки винта 66 на бобышке 76. Между винтом 66 и бобышкой 76 имеется зазор. Винт 66 закрепляется на бобышке 76 с помощью гайки 68, навинченной на резьбовую часть 78 бобышки 76. В то же время винт 66 соединен по резьбе с гайкой 60. Для сборки описанной выше системы резьбовую часть шпильки 64 вкручивают в отверстие 82 на воротнике 70. Затем шпильку 64 вставляют из проема 25 фланца 22 в радиальное отверстие 59 на фланце 22 (конкретно в отверстие 58 для этой шпильки) так, что внешняя резьбовая часть 78 шпильки 64 входит внутрь гайки 60. Винт 66 вкручивают по гайке 60, устанавливают на бобышке 76 шпильки 64 и закрепляют на ней с помощью гайки 68. Так как диаметр бобышки 76 немного меньше, чем внутренний диаметр сквозного осевого отверстия в винте 66, то бобышка 76 и винт 66 могут слегка перемещаться относительно друг друга. Винт 66 снабжен гнездом для его зацепления со средством для вращения (ключом). При вращении винт 66 движется по резьбе гайки 60 и передвигает закрепленную на нем шпильку 64 в сторону проема 25 во фланце 22 и наоборот. Неподвижное соединение одного конца шпильки 64 с воротником 70, который, находясь в канавке 86 на фланце (и в выемке 54 на пробке), не позволяет шпильке вращаться, и свободная посадка винта 66 на бобышке 76 с другого конца шпильки 64 обеспечивают осевое перемещение шпильки 64 без ее вращения вокруг своей продольной оси. В результате, воротник 70 входит в выемку 54 на пробке 50 и запирает пробку 50 в проеме 25 фланца 22.

Когда воротник 70 одной своей частью входит в выемку 54 на пробке 50, то другая его часть остается в канавке 86 фланца 22 (фиг.4, 5). При этом нагрузка от давления среды трубопровода на пробку 50, установленную в вантузе, через воротник 70 передается на сечение шпильки 64 (фиг.5), что приводит к возникновению в шпильке 64 изгибающих напряжений, нежелательных с точки зрения ее износа.

Уплотнение 72 шпильки 64 перемещается вместе со шпилькой 64 вдоль радиального отверстия 59 (то же, что вдоль отверстия 58). При таком перемещении в уплотнение 72 возможно попадание грязи и механических частиц, что ускоряет износ уплотнения 72, а кромка уплотнения 72 может быть вывернута с нарушением герметичности.

Выемка 54, выполненная в виде канавки на пробке 50, требует точной установки воротника 70 напротив нее.

В конструкции по патенту США 4513788 отсутствуют средства против несанкционированного высвобождения пробки 50, находящейся под давлением нефтепровода, что допускает выведение воротника 70 из выемки 54 на пробке 50 без использования специального приспособления для установки и извлечения пробки (это приспособление создает давление, противоположное давлению на пробку со стороны нефтепровода).

Кроме того, если указанное выше приспособление используется, то при отсутствии давления (разряжении) в нефтепроводе возможно падение пробки на дно трубы из-за ее случайного отцепления от этого приспособления.

Фланец вантуза для фиксации в его проеме герметизирующей пробки и герметизирующая пробка, описанные в материалах патента США 4513788, приняты соответственно за наиболее близкие аналоги (прототипы) заявляемых фланца и пробки.

Задачей полезных моделей «Фланец нефтепроводного вантуза для фиксации герметизирующей пробки» и «Герметизирующая пробка фланца» является повышение надежности фиксации герметизирующей пробки во фланце.

Технический результат для полезной модели «Фланец нефтепроводного вантуза для фиксации герметизирующей пробки» заключается в снижении износа элементов, участвующих в фиксации пробки во фланце, в процессе эксплуатации.

Технический результат для полезной модели «Герметизирующая пробка фланца» заключается в упрощении фиксации пробки и сокращении времени на это.

Как и в прототипе, фланец нефтепроводного вантуза, предназначенный для фиксации в его проеме герметизирующей пробки с выемкой, устанавливаемой напротив стенок проема, и содержащий в проеме канавку, по меньшей мере один размещенный в канавке воротник, сквозное радиальное отверстие, в котором расположена передача «винт - гайка» для частичного выхода воротника из канавки в выемку на пробке, при этом винт передачи соединен с воротником, а гайка установлена без возможности перемещения вдоль своей продольной оси, и герметизирующее уплотнение в радиальном отверстии для предотвращения утечки среды из нефтепровода.

В отличие от прототипа винт соединен с воротником неподвижно, гайка установлена с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, отверстие в гайке выполнено глухим с противоположной от воротника стороны, герметизирующее уплотнение размещено между гайкой и стенкой радиального отверстия, воротник выполнен с возможностью опоры на фланец при упоре в него пробки под давлением нефтепровода.

Для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод на торце воротника, устанавливаемом напротив нефтепровода, выполнена проточка с возможностью образования выступа, входящего в проточку, выполненную в выемке на пробке, причем выемка выполнена открытой с торца установленной во фланце пробки, противоположного к нефтепроводу.

Кроме того, для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод воротник соединен с винтом с помощью штифта.

Для предотвращения падения пробки в нефтепровод при отсутствии давления (разряжении) в нефтепроводе из-за случайного отцепления пробки от приспособления для ее установки и извлечения в проеме фланца выполнен буртик.

Как и в прототипе, герметизирующая пробка имеет выемку, расположенную при установке пробки в нефтепроводном вантузном фланце напротив стенок его проема.

В отличие от прототипа выемка выполнена открытой с торца пробки, противоположного нефтепроводу.

Для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод в выемке пробки выполнена проточка с возможностью вмещения выступа, образованного проточкой на устанавливаемом напротив нефтепровода торце воротника.

Для предотвращения падения пробки в нефтепровод при отсутствии давления (разряжении) в нефтепроводе из-за случайного отцепления пробки от приспособления для ее установки и извлечения на ней выполнен буртик для опоры на буртик в проеме фланца.

Устройство изображено на фигурах 1-3 со следующими обозначениями:

1 - фланец (фиг.1-3),

2 - пробка (фиг.1-3),

3 - выемка на пробке (фиг.3),

4 - канавка в проеме фланца (фиг.3),

5 - воротник (фиг.1-3),

6 - сквозное радиальное отверстие фланца (фиг.3),

7 - винт (фиг.1-3),

8 - гайка (фиг.1 -3),

9 - уплотнение (фиг.3),

10 - отверстие в гайке (фиг.3),

11 - торец гайки, выполненный для вращения гайки с помощью ключа (фиг.3),

12 - выступ в радиальном отверстии фланца для ограничения осевого перемещения гайки (фиг.3),

13 - выступ на гайке для ограничения ее осевого перемещения (фиг.3),

14 - резьбовая втулка для ограничения осевого перемещения гайки (фиг.3),

15 - проточка, выполненная в выемке пробки (фиг.3),

16 - выступ от проточки на торце воротника (фиг.3),

17 - штифт, соединяющий воротник и винт (фиг.3),

18 - буртик на фланце 1 для предотвращения падения пробки в нефтепровод (фиг.3),

19 - буртик на пробке 2 для предотвращения ее падения в нефтепровод (фиг.3)

Заявлен фланец 1 нефтепроводного вантуза. Фланец 1 предназначен для фиксации в его продольно-осевом проеме герметизирующей пробки 2 с выемкой 3.

При установке пробки 2 во фланце 1 выемка 3 располагается напротив стенок проема фланца 1. В проеме фланца 1 выполнена канавка 4, в которой установлен по меньшей мере один воротник 5.

В сквозном радиальном отверстии 6 фланца 1 расположена передача «винт - гайка», предназначенная для частичного выхода воротника 5 из канавки 4 в выемку 3 на пробке 2. Винт 7 этой передачи неподвижно соединен с воротником 5, например, с помощью штифта 17 или резьбовым соединением и т.п., а гайка 8 установлена без возможности перемещения вдоль своей продольной оси. Для этого в конкретном исполнении торец гайки 8 со стороны воротника 5 упирается в выступ 12, выполненный в радиальном отверстии 6 фланца 1. С противоположной стороны на гайке 8 имеется выступ 13, в который упирается резьбовая втулка 14, ввинченная в радиальное отверстие 6.

Гайка 8 может вращаться вокруг своей продольной оси, что обеспечивается свободной посадкой гайки 8 в радиальном отверстии 6 и тем, что между гайкой 8 и втулкой 14 имеется зазор. Торец 11 гайки 8 выполнен таким образом, чтобы его можно было зацепить ключом.

Частичный выход воротника 5 из канавки 4 обеспечивается за счет размеров и расположения элементов передачи.

Для того чтобы предотвратить утечку среды из нефтепровода через радиальное отверстие 6, отверстие 10 в гайке 8 заглушено с противоположной от воротника 5 стороны, а герметизирующее уплотнение 9 размещено между гайкой 8 и стенкой радиального отверстия 6.

Конфигурацию и размеры воротника 5 выбирают в зависимости от размеров фланца 1 и пробки 2 таким образом, чтобы воротник 5 своим верхним торцом опирался бы на фланец 1, при этом пробка 2 своим выступом, образованным нижней частью выемки 3, упиралась бы в воротник 5 под давлением нефтепровода. Ширина воротника 5 должна обеспечивать его надежный упор в канавку 4 фланца 1, а пробки 2 - в воротник 5. Высота воротника 5 равна высоте канавки 4 фланца 1 за вычетом зазора, обеспечивающего перемещение воротника 5 в канавке 4 и в выемке 3 пробки 2.

В конкретном исполнении по кольцевой канавке 4 равномерно размещены четыре воротника 5, которые соединены с соответствующими им передачами «винт-гайка», расположенными в четырех радиальных отверстиях 6 (фиг.2).

Для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод на торце воротника 5, обращенном к нефтепроводу (на фигурах не показан) при расположении фланца 1 на патрубке вантуза, выполнена проточка, образующая такой выступ 16, чтобы он мог войти в проточку 15 на выемке 3 пробки 2. Выемка 3 является открытой с торца пробки 2, противоположного нефтепроводу при установке пробки 2 во фланце 1.

Кроме того, для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод воротник 5 неподвижно соединен с винтом 7 с помощью штифта 17 (фиг.3), который разрушится при вращении гайки 8, если не использовать специальное приспособление, предназначенное для установки и извлечения пробки (приспособление на фигурах не показано).

В проеме фланца 1 выполнен буртик 18 для предотвращения падения пробки 2 в нефтепровод при отсутствии давления (разряжении) в нефтепроводе из-за случайного отцепления пробки от вышеуказанного приспособления

В заявляемой герметизирующей пробке 2 выемка 3 выполнена открытой с торца пробки 2, противоположного нефтепроводу, при установке пробки 2 во фланце 1. Такая конструкция не требует точного позиционирования выемки 3 напротив канавки 4, что упрощает фиксацию пробки 2 и сокращает процесс ее установки, а также позволяет осмотреть состояние воротника 5 и его расположение.

Для ограничения несанкционированного доступа в нефтепровод в выемке 3 пробки 2 выполнена проточка 15 таких размеров, что она может вместить выступ 16, образованный проточкой на обращенном к нефтепроводу торце воротника 5. В результате, проточка 15 и выступ 16 создают замок, не позволяющий отвести воротник 5, если не использовать приспособление для установки и извлечения пробки 2.

На пробке 2 выполнен буртик 19, который может опереться на буртик 18 в проеме фланца 1, для предотвращения падения пробки 2 в нефтепровод при отсутствии давления (разряжении) в нефтепроводе из-за случайного отцепления пробки от приспособления для ее установки и извлечения.

Заявленные полезные модели работают следующим образом.

Для установки пробки во фланце 1 используют приспособление (на фигурах не показано), располагаемое на фланце 1 и создающее давление, противоположное давлению на пробку со стороны нефтепровода (на фигурах не показан). С помощью вышеуказанного приспособления закрепленную на нем пробку 2 проталкивают в проем фланца 1 так, чтобы выступ, образованный нижней частью выемки 3 пробки 2, оказался ниже канавки 4 фланца 1. В конкретном исполнении это положение пробки 2 определяют по упору буртика 19 пробки 2 в буртик 18 на фланце 1.

Для фиксации пробки 2 во фланце 1 вращают гайку 8 с помощью ключа в направлении, обеспечивающем передвижение воротника 5 в сторону выемки 3 на пробке 2. Так как гайка 8 не может перемещаться вдоль своей продольной оси, а воротник 5, находясь в канавке 4 (и далее в выемке 3 на пробке 2), не позволяет винту 7 вращаться, то винт 7 передвигается вместе с воротником 5 без вращения. Воротник 5 входит в выемку 3 на пробке 2. Поскольку в заявленном устройстве уплотнение 9, размещенное между гайкой 8 и радиальным отверстием 6, не перемещается, как в прототипе, вдоль отверстия 6, то уплотнение 9 меньше изнашивается, в частности, потому что не подвержено наносу грязи и механических частиц в место уплотнения. Приспособление для установки и извлечения пробки демонтируют с фланца 1. Пробка 2 поднимается под давлением нефтепровода в проеме фланца 1. Нижний выступ выемки 3 пробки 2 упирается в воротник 5. Происходит фиксация (запирание) пробки 2 во фланце 1.

Воротник 5 упирается частью своего верхнего торца во фланец 1, поэтому нагрузка от пробки 2 приходится не на винт 7, а на фланец 1. Винт 7, соединенный с воротником 5, освобожден от нагрузки со стороны находящейся под давлением нефтепровода пробки 2, что снижает износ винта 7 и продлевает время его использования без замены.

Таким образом, по сравнению с прототипом в заявленной полезной модели «Фланец нефтепроводного вантуза для фиксации герметизирующей пробки» снижается износ элементов (износ винта 7 и уплотнения 9), участвующих в фиксации пробки 2 во фланце 1, в процессе эксплуатации. А в полезной модели «Герметизирующая пробка фланца» за счет ее открытой выемки 3 упрощается фиксация пробки 2 и сокращается время фиксации, что приводит к повышению надежности фиксации герметизирующей пробки во фланце.

Когда пробка 2 под давлением нефтепровода упирается в воротник 5, то одновременно выступ 16 от проточки на нижнем торце воротника 5 входит в проточку 15, выполненную в выемке 3 на пробке 2 (фиг.3). Если при несанкционированном доступе в нефтепровод не использовать приспособление для установки и извлечения пробки, создающее давление, противоположное давлению на пробку со стороны нефтепровода, то пробку 2 невозможно «отжать» вниз. Замок, образованный выступом 16 и проточкой 15, сцеплен, а сила трения между воротником 5 и канавкой 4 фланца 1 остается под давлением нефтепровода высокой, поэтому при несанкционированном вращении гайки 8 произойдет разрушение штифта 17 и отсоединение винта 7 от воротника 5.

1. Фланец нефтепроводного вантуза, предназначенный для фиксации в его проеме герметизирующей пробки с выемкой, устанавливаемой напротив стенок проема, и содержащий в проеме канавку, по меньшей мере, один размещенный в канавке воротник, сквозное радиальное отверстие, в котором расположена передача «винт-гайка» для частичного выхода воротника из канавки в выемку на пробке, при этом винт передачи соединен с воротником, а гайка установлена без возможности перемещения вдоль своей продольной оси, и герметизирующее уплотнение в радиальном отверстии для предотвращения утечки среды из нефтепровода, отличающийся тем, что винт соединен с воротником неподвижно, гайка установлена с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, отверстие в гайке выполнено глухим с противоположной от воротника стороны, герметизирующее уплотнение размещено между гайкой и стенкой радиального отверстия, воротник выполнен с возможностью опоры на фланец при упоре в него пробки под давлением нефтепровода.

2. Фланец по п.1, отличающийся тем, что на торце воротника, устанавливаемом напротив нефтепровода, выполнена проточка с возможностью образования выступа, входящего в проточку, выполненную в выемке на пробке, причем выемка выполнена открытой с торца установленной во фланце пробки, противоположного к нефтепроводу.

3. Фланец по п.1, отличающийся тем, что воротник соединен с винтом с помощью штифта.

4. Фланец по п.1, отличающийся тем, что в проеме фланца выполнен буртик.

5. Герметизирующая пробка фланца нефтепроводного вантуза, имеющая выемку, расположенную при установке пробки во фланце напротив стенок его проема, отличающаяся тем, что выемка выполнена открытой с торца пробки, противоположного нефтепроводу.

6. Пробка по п.5, отличающаяся тем, что в выемке пробки выполнена проточка с возможностью вмещения выступа, образованного проточкой на устанавливаемом напротив нефтепровода торце воротника.

7. Пробка по п.5, отличающаяся тем, что на ней выполнен буртик для опоры на буртик в проеме фланца.