RU2358185C1

RU2358185C1 - Device for local pipeline repair

Info

Publication number: RU2358185C1
Application number: RU2008103084/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Азеев (RU); Александр Александрович Азеев; Вячеслав Иванович Емелин (RU); Вячеслав Иванович Емелин
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-06-10

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: device consists of a housing with rolls being installed on it, defect detector, element for damaged area sealing, mechanism for the element expansion comprised of a set of hold-down tools, recoil compression spring, front and rear beveled push rods, and expansion mechanism drive. The device is provided with dielectric tube and rings installed coaxially on the housing. The recoil compression spring, front and rear beveled push rods are mounted on the external surface of dielectric tube. The above mentioned front and rear beveled push rods are represented with grooved shell rings for displacing hold-down mechanism. The tubular electric heaters and flexible heat-resistant curtain are fixed to cones along the perimetre. The holders are implemented with spring-loaded extensible legs. The textile sheet made from strong rot-resistant material impregnated with glue compound and wounded on hold-down tools is used as an element for damaged area sealing. The above-mentioned hold-down tools are lined with plates incapable of sticking. The extension mechanism drive is implemented with power spring made from alloy with revertible elastic recovery effect.

EFFECT: simple design, reduced overall dimensions and weight.

4 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для выполнения ремонтных работ, в частности к устройствам для ремонта трубопроводов и их защиты от образования дефектов.The invention relates to equipment for performing repair work, in particular to devices for repairing pipelines and protecting them from the formation of defects.

Известно устройство для устранения утечки в трубопроводе (А.с. СССР №653480, МПК F16L 55/18, 1979), включающее корпус, на котором смонтирован детектор обнаружения утечки и элемент, герметизирующий повреждение трубопровода, с приводом, причем герметизирующий элемент выполнен в виде плотно навитой на корпус устройства упругой ленты, защемленной по торцам в навитом состоянии подпружиненными тарельчатыми шайбами из магнитомягкого материала, а привод герметизирующего элемента выполнен в виде импульсных кольцевых электромагнитов, размещенных в торцовых полостях корпуса и электрически связанных с детектором обнаружения утечки.A device for eliminating a leak in a pipeline (AS USSR No. 653480, IPC F16L 55/18, 1979), comprising a housing on which a leak detection detector is mounted and an element sealing the damage to the pipeline, with a drive, the sealing element is made in the form tightly wound on the device casing of an elastic tape, pinched at the ends in the wound state by spring-loaded disk washers of magnetically soft material, and the drive of the sealing element is made in the form of pulsed ring electromagnets placed in the end casing cavities and electrically connected to a leak detection detector.

Так же известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для устранения утечки в трубопроводе (Патент США на изобретение №3642032, МПК F16L 55/18, 1972), включающее корпус и установленные на нем держатели с роликами, детектор обнаружения дефекта, элемент для герметизации места повреждения трубопровода, выполненный в виде ремонтных колец, механизм расширения этого элемента, состоящий из прижимов, возвратной пружины сжатия, переднего и заднего конусных толкателей, и привод механизма расширения в виде пневмогидравлической системы.It is also known to be the closest to the proposed technical solution device for eliminating leaks in the pipeline (US Patent for invention No. 3642032, IPC F16L 55/18, 1972), including a housing and holders with rollers mounted on it, a defect detection detector, an element for sealing the place of damage to the pipeline, made in the form of repair rings, an expansion mechanism for this element, consisting of clamps, a return compression spring, front and rear cone pushers, and an extension mechanism drive eniya in the form of the fluid system.

Недостатками известных устройств являются неполное устранение утечки из-за возможного неплотного прилегания к трубопроводу элементов для герметизации места повреждения, невозможность предупреждающего дефект упрочнения, а также сложность конструкции устройства, недостаточно высокая технологичность его изготовления, сравнительно большие габариты и масса, вызванные применением сложного привода в виде электромагнита либо пневмогидравлической системы.The disadvantages of the known devices are the incomplete elimination of leakage due to the possible loose fit to the pipeline of elements to seal the damage site, the impossibility of preventing a defect in hardening, the complexity of the device’s design, the insufficient manufacturability of its manufacture, the relatively large dimensions and weight caused by the use of a complex drive in the form electromagnet or pneumohydraulic system.

Задачей изобретения является полное устранение или предотвращение утечки.The objective of the invention is the complete elimination or prevention of leakage.

Поставленная задача решается таким образом, что устройство для локального ремонта трубопроводов, включающее корпус и установленные на нем держатели с роликами, детектор обнаружения дефекта, элемент для герметизации места повреждения трубопровода, механизм расширения этого элемента, состоящий из прижимов, возвратной пружины сжатия, переднего и заднего конусных толкателей, а также привод механизма расширения, согласно изобретению снабжено диэлектрической трубкой с кольцами, установленной коаксиально на корпусе, на внешней поверхности которой расположены возвратная пружина сжатия, передний и задний конусные толкатели, выполнены в виде обечаек с пазами для перемещения по ним прижимов, по периметру к толкателям прикреплены трубчатые электронагреватели (тэны) и гибкие теплостойкие фартуки, держатели выполнены в виде подпружиненных телескопических лап, в качестве элемента для герметизации места повреждения трубопровода использовано тканевое полотнище из прочного негниющего материала, пропитанного клеевым составом и намотанного на прижимы, которые со стороны трубопровода облицованы неподдающимися приклеиванию пластинами, а привод механизма расширения выполнен в виде силовой пружины из сплава с эффектом обратимой памяти формы.The problem is solved in such a way that a device for local repair of pipelines, including a housing and holders with rollers mounted on it, a defect detection detector, an element for sealing the place of damage to the pipeline, an extension mechanism for this element, consisting of clamps, a return compression spring, front and rear cone pushers, as well as the drive of the expansion mechanism, according to the invention is equipped with a dielectric tube with rings mounted coaxially on the housing, on the outer surface which has a return compression spring, front and rear cone pushers, made in the form of shells with grooves for moving clamps along them, tubular electric heaters (heating elements) and flexible heat-resistant aprons are attached to the pushers, the holders are made in the form of spring-loaded telescopic paws, as an element To seal the place of damage to the pipeline, a cloth made of durable decaying material, impregnated with adhesive and wound on clamps, which are on the side of the pipe intractable lined water adhering plates, and the expansion mechanism drive is configured as a spring force from an alloy with shape memory effect reversible.

Кроме того, длина тканевого полотнища L (м) определяется по формуле L=π·D·n, где D - внутренний диаметр трубопровода, м; n - число слоев ткани.In addition, the length of the fabric cloth L (m) is determined by the formula L = π · D · n, where D is the inner diameter of the pipeline, m; n is the number of tissue layers.

На фиг.1 показано устройство для локального ремонта трубопроводов (продольный разрез); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - конструктивно-технологическая схема локального ремонта трубопровода.Figure 1 shows a device for local repair of pipelines (longitudinal section); figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - structural and technological scheme of local repair of the pipeline.

Устройство для локального ремонта трубопроводов (фиг.1) включает корпус 1 и установленные на нем держатели с роликами 2, выполненные в виде подпружиненных телескопических лап 3, детектор 4 обнаружения дефекта (фиг.1, 2) в виде видеокамеры, закрепленной на корпусе 1, элемент 5 для герметизации (фиг.1) места повреждения трубопровода 6, в качестве которого использовано тканевое полотнище из прочного негниющего материала (например, капрона), пропитанного клеевым составом (например, эпоксидной смолой), механизм расширения элемента 5, состоящий из прижимов 7 с отверстиями 8 под пружину 9 (фиг.3), стягивающую прижимы 7, которые со стороны трубопровода 6 облицованы неподдающимися приклеиванию пластинами 10 (например, из фторопласта). На корпусе 1 установлена коаксиально диэлектрическая трубка 11 с кольцами 12, на внешней поверхности которой расположены возвратная пружина сжатия 13, передний и задний конусные толкатели 14, 15, выполненные в виде обечаек с пазами 16. По периметру конусных толкателей 14, 15 прикреплены подогревающие элемент 5 и зону его приклеивания к трубопроводу тэны 17, 18, а также гибкие теплостойкие фартуки 19, 20 (например, из асбо- или углеткани). Привод механизма расширения выполнен в виде силовой пружины 21 из сплава с эффектом обратимой памяти формы (например, из никелида титана, Ni-50%, Ti-50%), соединен кабелем 22 с электрогенератором 23 (фиг.4). Доставка заявляемого устройства 24 к месту дефекта осуществляется канатом 25, перемещаемым лебедкой 26.A device for local repair of pipelines (Fig. 1) includes a housing 1 and holders mounted on it with rollers 2, made in the form of spring-loaded telescopic legs 3, a defect detection detector 4 (Figs. 1, 2) in the form of a video camera mounted on the housing 1, element 5 for sealing (Fig. 1) the place of damage to the pipeline 6, which is used as a cloth made of durable non-decaying material (for example, nylon), impregnated with an adhesive (for example, epoxy resin), the expansion mechanism of element 5, consisting of a clamp mov 7 with holes 8 under the spring 9 (figure 3), tightening the clamps 7, which on the side of the pipe 6 are lined with non-stickable plates 10 (for example, made of fluoroplastic). A coaxial dielectric tube 11 with rings 12 is installed on the housing 1, on the external surface of which there is a return compression spring 13, front and rear conical pushers 14, 15, made in the form of shells with grooves 16. A heating element 5 is attached along the perimeter of the conical pushers 14, 15 and the zone of its gluing to the tena 17, 18 pipeline, as well as flexible heat-resistant aprons 19, 20 (for example, from asbestos or carbon fabric). The drive of the expansion mechanism is made in the form of a power spring 21 made of an alloy with the effect of a reversible shape memory (for example, titanium nickelide, Ni-50%, Ti-50%), connected by a cable 22 to an electric generator 23 (Fig. 4). The delivery of the inventive device 24 to the place of the defect is carried out by a rope 25, moved by a winch 26.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

После проведения комплекса работ по определению места и характера повреждения трубопровода 6 (фиг.1) с помощью видеокамеры 4 (фиг.1, 2), а также зачистки поверхности в месте дефекта устройство 24 (фиг.4) доставляется к месту ремонта канатом 25, перемещаемым лебедкой 26 (фиг.4). После этого подается ток на силовую пружину 21 и тэны 17, 18 (фиг.1) от электрогенератора 23 по кабелю 22, в результате чего силовая пружина 21 от собственного электросопротивления начинает разогреваться до порога срабатывания эффекта обратимой памяти формы и перевода материала этой пружины в аустенитное состояние. При этом она начинает восстанавливать заданную при термообработке форму, генерируя механические напряжения для преодоления сопротивления пружин 9 и 13 (фиг.1, 3) и, тем самым, сжимать конусные толкатели 14 и 15, а также осуществлять выдавливание набора прижимов 7 с пластинами 10 к стенкам трубопровода 6 и прижатие к ним с заданным усилием тканевого полотнища 5, пропитанного клеевым составом. Причем наличие тэнов 17, 18 и фартуков 19, 20 обеспечивает прогрев элемента 5 и места его приклеивания, уменьшает потери тепла и сокращает время полимеризации клея с одних и более суток, в зависимости от температуры воздуха в трубопроводе, до 1-2 часов. По окончании необходимого времени выдержки прижатого к месту дефекта материала покрытия ток отключается, силовая пружина 21 перестает развивать рабочие напряжения, пружины 9 и 13 возвращают конусные толкатели 14 и 15 в исходное состояние. Далее устройство удаляется из трубопровода.After carrying out a series of works to determine the place and nature of damage to the pipeline 6 (Fig. 1) using a video camera 4 (Figs. 1, 2), as well as cleaning the surface at the place of the defect, the device 24 (Fig. 4) is delivered to the repair site by a rope 25, movable winch 26 (figure 4). After that, current is supplied to the power spring 21 and the electric heating elements 17, 18 (Fig. 1) from the electric generator 23 via cable 22, as a result of which the power spring 21 from its own electrical resistance begins to warm up to the threshold of the effect of the reversible shape memory effect and the material of this spring is converted to austenitic state. At the same time, it starts to restore the shape specified during heat treatment, generating mechanical stresses to overcome the resistance of the springs 9 and 13 (Figs. 1, 3) and, thereby, compress the cone pushers 14 and 15, and also extrude a set of clamps 7 with 10 k plates the walls of the pipeline 6 and pressing against them with a given force of the cloth panel 5, impregnated with an adhesive composition. Moreover, the presence of heating elements 17, 18 and aprons 19, 20 ensures the heating of the element 5 and the place of its gluing, reduces heat loss and reduces the time of adhesive polymerization from one or more days, depending on the air temperature in the pipeline, to 1-2 hours. At the end of the required holding time of the coating material pressed to the defect site, the current is turned off, the power spring 21 ceases to develop operating voltages, the springs 9 and 13 return the cone pushers 14 and 15 to their original state. Next, the device is removed from the pipeline.

Предлагаемое устройство обеспечивает полное устранение или предотвращение утечки, а также упрощение его конструкции, повышение технологичности изготовления, снижение габаритов и массы.The proposed device provides a complete elimination or prevention of leakage, as well as simplifying its design, increasing manufacturability, reducing overall dimensions and weight.

Claims

Устройство для локального ремонта трубопроводов, включающее корпус и установленные на нем держатели с роликами, детектор обнаружения дефекта, элемент для герметизации места повреждения трубопровода, механизм расширения этого элемента, состоящий из прижимов, возвратной пружины сжатия, переднего и заднего конусных толкателей, а также привод механизма расширения, отличающееся тем, что устройство снабжено диэлектрической трубкой с кольцами, установленной коаксиально на корпусе, на внешней поверхности которой расположены возвратная пружина сжатия, передний и задний конусные толкатели, выполненные в виде обечаек с пазами для перемещения по ним прижимов, по периметру к конусам прикреплены трубчатые электронагреватели и гибкие теплостойкие фартуки, держатели выполнены в виде подпружиненных телескопических лап, в качестве элемента для герметизации места повреждения трубопровода использовано тканевое полотнище из прочного негниющего материала, пропитанного клеевым составом и намотанного на прижимы, которые со стороны трубопровода облицованы не поддающимися приклеиванию пластинами, а привод механизма расширения выполнен в виде силовой пружины из сплава с эффектом обратимой памяти формы. A device for local repair of pipelines, including a housing and holders with rollers mounted on it, a defect detection detector, an element for sealing the place of damage to the pipeline, an expansion mechanism for this element, consisting of clamps, a compression return spring, front and rear cone pushers, and a mechanism drive expansion, characterized in that the device is equipped with a dielectric tube with rings mounted coaxially on the housing, on the outer surface of which there is a return spring compression line, front and rear cone pushers made in the form of shells with grooves for moving clamps along them, tubular electric heaters and flexible heat-resistant aprons are attached to the cones, holders are made in the form of spring-loaded telescopic paws, used as an element for sealing the place of damage to the pipeline cloth made of durable decaying material, impregnated with adhesive and wound on clamps, which are lined on the side of the pipeline with no adhesive ju plates, and the drive of the expansion mechanism is made in the form of a power spring of alloy with the effect of a reversible shape memory.