CZ293142B6 - Zařízení pro uzavírání potrubí - Google Patents

Abstract

Zařízení pro uzavírání potrubí, určené pro spolupůsobení s trubicovitým prvkem (2), upevněným kolmo na potrubí, obsahuje odnímatelnou trubici (15), v níž je posuvně uložena dutá tyč (9), k níž je upevněno poddajné táhlo (10), okolo něhož je uložen nafukovatelný balonek (4). Na konci poddajného táhla (10) je upevněn nástavec (6), a balonek (4) je ve spojení s vnitřkem duté tyče (9) pro nafukování přes tuto tyč. Nástavec (6) má asymetrický tvar způsobilý podporovat vychýlení balonku (4) ve velmi přesném směru při jeho vkládání do potrubí.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení umožňujícího uzavírat potrubí pro dopravu tekutin.

Dosavadní stav techniky

V rozsáhlé síti potrubí, jako je městská plynovodní nebo vodovodní síť, je často zapotřebí provádět opravy, změny nebo rozšíření. Je však žádoucí tyto práce provádět při přerušení co možná nejmenší části této sítě, a izolovat pouze část sítě, na níž se mají práce provádět. Pro izolování potrubí nebo jeho dané části, spočívá dobře známé řešení v použití jednoho nebo více šoupat. S tímto řešením však lze počítat pouze tehdy, jestliže byla tato šoupata předem osazena na přiměřených místech potrubní sítě.

Jiné řešení, které nevyžaduje přítomnost šoupat, spočívá v tom, že se na vhodném bodě potrubí zavádí otvorem vyvrtaným do stěny potrubí nafukovatelný balónek, který se nafoukne tak, že zcela uzavře (ucpe) potrubí. Je-li balónek vložen do potrubí bez obzvláštních opatření, bude umístěn proti vyvrtanému otvoru ve stěně potrubí, na kterém je zejména na vnitřní straně potrubí obvykle otřep, který může vyvolat prasknutí balónku. Kromě toho je při tomto řešení důležité, aby byl balónek uložen na protiproudové straně otvoru, tj. na straně otvoru, kde bude během prací udržován tlak. V této poloze totiž nejlépe vzdoruje tlaku tekutiny, který přispívá k tomu, aby byl přitlačován ještě více proti stěně potrubí. Je-li naproti tomu balónek uložen v opačném směru (po proudu od otvoru), deformace vyvolávané tlakem vedou k riziku, že umožní průnik tekutiny mezi balónkem a stěnami potrubí, takže dojde k úniku směrem k části potrubí, která se má izolovat.

Již navržené řešení tohoto problému uložení balónku na protiproudové straně otvoru spočívá v tom, že se do potrubí zavede kolmo k jeho ose trubice, jejíž dolní konec je opatřen postranním otvorem, přičemž tento konec dosáhne přibližně stěnu potrubí ležící proti otvoru. Tento konec trubice je uvnitř opatřen zaoblením, které vede balónek, zpočátku uložený uvnitř trubice, aby z ní vystupoval v přesně určeném směru. Obr. 4 popisuje schematicky zařízení tohoto typu.

Toto řešení má však řadu nevýhod. S ohledem na jeho složitost je tento systém nákladný na provedení. Dále, což je vážnější, vyvolává netěsnosti a úniky tekutiny pod tlakem při jeho vkládání do potrubí a jeho vytahování, a to v důsledku značné výšky postranního otvoru, který je vytvořen ve stěně trubice pro umožňování výstupu balónku směrem do strany. Použití trubicovitého prvku, opatřeného těsnicími ústrojími, jako těsnicími vložkami, nebo odbočné trubice, jak je popsáno zejména v Evropském patentovém spisu EP 580 222, by umožnilo zabránit jakýmkoli únikům, když je tato trubice ve funkční poloze (zavedené do potrubí) nebo je zcela zatažena. Když se však boční otvor trubice nachází dočasně ve výšce těsnění uložených v trubicovitém prvku, vnikla by tekutina pod tlakem, přítomná v potrubí, do trubice pod úrovní těchto těsnění a vystupovala by vzhůru a volně by tak unikala směrem ven. Při vsouvání a vytahování trubice by okraje jejího postranního otvoru konečně přinášely nebezpečí poškození nebo dokonce vytažení těsnění z jejich uložení.

Z těchto důvodů je obecně žádoucí mít k dispozici jednoduché zařízení, umožňující selektivně uzavřít jednu nebo druhou část potrubí uložených na jedné a druhé straně otvoru, přičemž by se zabránilo riziku úniku a jakémukoli poškození eventuálních těsnění. Dále je vhodné, aby se toto zařízení dalo snadno instalovat a vyjímat, a aby bylo cenově nenákladné.

-1 CZ 293142 B6

Podstata vynálezu

Z tímto účelem přináší vynález zařízení pro uzavírání potrubí, určené pro spolupůsobení s trubicovitým prvkem, upevněným kolmo na potrubí, přičemž zařízení obsahuje odnímatelnou trubici, v níž je posuvně uložena dutá tyč, k níž je upevněno poddajné táhlo, okolo něhož je uložen nafúkovatelný balónek, přičemž na konci poddajného táhla je upevněn nástavec, a balónek je ve spojení s vnitřkem duté tyče pro nafukování přes tuto tyč, přičemž podstata řešení spočívá v tom, 10 že nástavec má asymetrický tvar způsobilý podporovat vychýlení balónku ve velmi přesném směru při jeho vkládání do potrubí.

Pod pojmem nafúkovatelný balónek se rozumí jakékoli deformovatelné těleso, opatřené úzkým otvorem, jehož objem je způsobilý se silně zvětšovat působením tekutiny pod tlakem, která se 15 vhání uvedeným otvorem. Balónek může být vytvořen zjakéhokoli materiálu používaného pro výrobu nafúkovatelných předmětů, jako balonů, vzduchových komor atd., například z elastomerního plastu, jako z pryže. Tvar a rozměry tohoto balónku musí být takové, aby mohl být ve splasklém stavu vsunut bez obtíží do potrubí a opět vytažen, a to otvorem vyvrtaným ve stěně potrubí, a aby se v nafouklém stavu těsně přimykal k vnitřní stěně potrubí a toto potrubí tak těsně 20 ucpal. Je výhodné, aby balónek mohl být opatřen uzavíracím ústrojím, umožňujícím v něm těsně uzavřít tekutinu pod tlakem, která je do něj vehnána. Je rovněž výhodné, aby balónek mohl být snadno připojen ke zdroji tekutiny pod tlakem, například prostřednictvím závitované koncovky, a aby na kanálu, spojujícím tento balónek s koncovkou, bylo uloženo uzavírací šoupátko. S výhodou se balónek nafukuje pomocí stlačeného vzduchu.

Podle varianty provedení může být balónek povlečen nebo obklopen materiálem s malým součinitelem tření, aby se usnadnilo jeho vkládání do potrubí a jeho vytahování.

Podle podstatného znaku vynálezu je k tomuto balónku upevněn asymetrický nástavec. Pod 30 pojmem asymetrický se rozumí, že nástavec má tvar uzpůsobený pro vyvolávání vychylování balónku ve vymezeném směru při jeho vsouvání do potrubí. Jedním typem asymetrického nástavce, poskytujícím dobré výsledky, je ten, definuje-li se osa balónku jako přímka spojující střed jeho otvoru s opačným bodem, v němžexistuje nejméně jedna rovina obsahující tuto osu, kde průsečnice nástavce a této roviny vymezuje obrazec, jehož vrchol (opačný od otvoru 35 balónku) je excentrický vzhledem k této ose, přičemž strana tohoto obrazce, mající průsečík s uvedenou osou, má konvexní tvar způsobilý podporovat vychylování balónku na stranu tohoto vrcholu při vsouvání do potrubí. Typ nástavce, kteiý poskytuje velmi dobré výsledky, je balónek, jehož řez má přibližně tvar čtvrtelipsy. S výhodou nemá nástavec ostré hrany.

S výhodou je nástavec upevněn k balónku v oblasti opačné jeho otvoru, která zde bude označována jako vrchol balónku. Tento nástavec hraje zásadní roli při zavádění balónku do potrubí. Když nástavec vstupuje do styku s vnitřní stěnou potrubí, vychyluje v bodě, ležícím přibližně na opačné straně vůči otvoru, jeho asymetrický tvar balónek na vymezenou stranu otvoru, kterým se balónek vkládá. Tento nástavec tedy dovoluje osazovat balónek na velmi přesné místo potrubí 45 a izolovat tak dobře vymezenou část tohoto potrubí. Uhlová orientace, která bude dodána balónku vzhledem kjeho ose při vsouvání do potrubí, bude určovat, která zobou částí ležících po obou stranách vstupního otvoru balónku bude izolována.

Nástavec balónku je vytvořen z jednoho nebo více libovolných materiálů. Je však zapotřebí, aby 50 měl dostatečnou tuhost, která by nástavci dovolovala v podstatě zachovávat jeho tvar, když vstupuje do styku s vnitřní stěnou potrubí. Je-li nástavec příliš měkký, nehraje žádnou roli a balónek zaujímá polohu náhodně, což může nakonec vést k riziku nedokonalé těsnosti. Je kromě toho užitečné, aby vnější povrch nástavce, určený vejít do styku s vnitřní stěnou potrubí, měl součinitel tření, který je co možná nejmenší, a to ze stejných důvodů.

-2 CZ 293142 B6

Nástavec může být upevněn k balónku jakýmkoli známým a přiměřeným upevňovacím prostředkem, který neškodí těsnosti balónku, například lepením, sevřením nebo svařováním.

Nástavec je upevněn na konci poddajného táhla, procházejícího balónkem zjedné strany na druhou. Toto táhlo musí být dostatečně poddajné, aby dovolilo, že se jeho konec a tedy nástavec uložený na vrcholu balónku, bude po vsunutí do potrubí kolmo na jeho osu orientovat ve směru v podstatě rovnoběžném s touto osou. Je dále žádoucí, aby toto táhlo bylo relativně tuhé v kroucení, aby nesymetrický nástavec zůstával během vsouvání balónku správně orientován. Toto táhlo může být vyrobeno z jakéhokoli známého poddajného materiálu. Může kupříkladu sestávat z relativně tuhé spirálové pružiny, nebo i z tyčinky z plastu. Úkolem tohoto táhla, jehož jeden konec je s výhodou přístupný a manipulovatelný, přímo nebo nepřímo a zevně, je usnadňovat vkládání balónku do potrubí a zejména vyloučit jakoukoli nežádoucí změnu orientace nástavce.

Znaku, že poddajné táhlo prochází balónkem zjedné strany na druhou, je třeba rozumět v širokém slova smyslu. Táhlo tak může nejen skutečně procházet vnitřkem balónku, ale ekvivalentně může mít také balónek v podstatě prstencovitý tvar a obklopovat toto táhlo.

Balónek se používá v kombinaci s trubicovitým prvkem, upevněným kolmo k potrubí. Tento trubicovitý prvek může zejména tvořit celistvou část potrubí, být k ní přivařen, nebo být k ní pevně a těsně upevněn, například prostřednictvím dvou prvků ve tvaru půlválcových sedel. Je výhodné, aby tento trubicovitý prvek obsahoval jedno nebo více těsnicích ústrojí, vylučujících jakékoli netěsnosti, když se do něj dočasně nebo definitivně osazuje například odbočné potrubí, uzávěr nebo jakýkoli jiný typ nástroje. Tento trubicovitý prvek může zejména tvořit část odbočky

T. Pod pojmem odbočka T se rozumí jakákoli odbočka, obsahující trubicovitý prvek, v podstatě kolmý na potrubí, na němž je instalován, opatřený na svém konci pohyblivým uzavíracím ústrojím a opatřený postranním nátrubkem, na kteiý může být napojeno odbočné potrubí, které se má napájet tekutinou pocházející z hlavního potrubí, na němž je odbočka osazena. Příklady takových odboček ve tvaru písmene T jsou popsány v Evropském patentovém spisu EP 580 222 stejného přihlašovatele, na který se zde odvoláváme jako na součást popisu.

Konec odnímatelné trubice zařízení podle vynálezu musí mít průměr dovolující zavádění do trubicovitého prvku, takže může přibližně dosáhnout úroveň otvoru vyvrtaného ve stěně potrubí. Aby se toto polohové ustavení usnadnilo, je kromě toho žádoucí, aby pohyblivá trubice obsahovala na svém konci nebo v blízkosti tohoto konce prostředek pro axiální polohování. Tento prostředek pro axiální polohování může být tvořen dosedacím osazením v konci odnímatelné trubice nebo prstencem.

Poddajné táhlo je upevněno k duté tyči tak, aby se zabránilo jakémukoli vzájemnému pootočení. Kromě toho je dávána přednost tomu, aby poddajné táhlo bylo upevněno k duté tyči v blízkosti jejího konce.

Odnímatelná trubice má s výhodou délku takovou, že umožňuje zcela obklopovat poddajné táhlo a balónek a nástavec, které jsou kněmu upevněny. Když není odnímatelná trubice instalována v trubicovitém prvku, například při její dopravě, je jí balónek dokonale chráněn proti poškození.

Podle výhodné varianty vynálezu, aby se zabránilo jakémukoli unikání tlakové tekutiny z potrubí při instalaci balónku, má odnímatelná trubice vnější průměr o něco menší, než je vnitřní průměr trubicovitého prvku, což dovoluje těsnicím ústrojím, jimiž je obvykle opatřen trubicovitý prvek, vykonávat svoji funkci, tj. bránit jakémukoli průchodu tlakové tekutiny mezi vnější stěnou odnímatelné trubice a vnitřní stěnou trubicovitého prvku před nafouknutím balónku nebo po jeho vyfouknutí.

-3 CZ 293142 B6 ♦

• Odníiriatelná trubice a dutá tyč, ktéřá se v ní posouvá, mají s výhodou zvýšenou tuhost, a mohou být vytvořeny z jakéhokoli obvyklého materiálu, například z nerezavějící oceli nebo z vhodného plastu. Tyč má umožnit posun balónku zevně potrubí, například působením ruční síly. Aby se umožnilo plnění balónku tlakovou tekutinou za účelem jeho nafouknutí, je vnitřek duté tyče 5 těsně připojen na jedné straně k balónku a na druhé straně ke zdroji tekutiny pod tlakem, vnějším vzhledem k vlastnímu zařízení. Kromě toho se může tato tyč otáčet okolo své osy, což dovoluje orientovat balónek v požadované poloze, aby se umístil na požadované straně otvoru. Horní konec duté tyče je s výhodou opatřen značkou, nebo má tvar dovolující snadno určit její orientaci, která odpovídá orientaci nástavce upevněného na konci poddajného táhla. S výhodou 10 má horní konec duté tyče kromě toho ergonomický tvar, umožňující, aby se jím mohlo snadno otáčet a posouvat.

Konečně je žádoucí, aby dutá tyč obsahovala na svém konci nebo v jeho blízkosti přídržný prvek, umožňující její přesně usazeni v axiálním směru, například osazení nebo prstenec, který 15 umožňuje zabraňovat, aby se tato tyč mohla nahodile zcela vytáhnout z odnímatelné trubice, což by vyvolalo únik tekutiny pod tlakem, přítomné v potrubí. S výhodou mohou tyto přídržné prvky pro axiální přidržování rovněž sloužit k postrannímu vedení duté tyče při jejím posunu v odnímatelné trubici.

Je třeba poznamenat, že o horním a dolním konci určitých prvků se zde hovoří pouze pro jednoduchost a nemají omezovači povahu. Jinak řečeno není nezbytné používat zařízení podle vynálezu ve svislé poloze.

Za účelem zaručení těsnosti je žádoucí, aby zařízení obsahovalo dále nejméně jedno těsnicí 25 ústrojí mezi dutou tyčí a odnímatelnou trubicí. K tomuto účelu může být použito jakékoli známé těsnicí ústrojí, dovolující posun a otáčení, například plochý kroužek z pryže, jehož vnitřní průměr je o něco větší, než je vnější průměr duté tyče.

Jak bylo vysvětleno výše, balónek je uložen okolo poddajného táhla. Tento znak je třeba 30 interpretovat nejširším možným způsobem. Balónek tak může být jak prostupován poddajným táhlem, tak i může mít v podstatě prstencovitý tvar a toto poddajné táhlo obklopovat. Taktéž může být na svém vrcholu balónek upevněn k poddajnému táhlu nebo k nástavci, který je zde upevněn. Otvor balónku samotný musí být ve spojení s vnitřkem dutě tyče, kterou může být vháněna nafukovací tekutina.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na 40 připojené výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 podélný schematický řez potrubím opatřeným odbočkou ve tvaru písmene T, do níž byl částečně vsunut balónek podle vynálezu, který však není nafouknut, obr. 2 situaci po nafouknutí balónku, obr. 3 řez zařízením podle vynálezu, obsahující nafukovatelný balónek opatřený asymetrickým nástavcem a odnímatelnou trubici, dovolující jeho vsouvání bez úniku tlakové tekutiny, a obr. 4 schematický řez zařízením podle 45 známého stavu techniky.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je patrné potrubí 1, opatřené odbočkovou tvarovkou ve tvaru písmene T, obsahující trubicovitý prvek 2 s postranním nátrubkem 3, na který může být napojeno neznázoměné odbočné potrubí. Zaváděcí konec 7 trubkovitého prvku 2 a konec 8 postranního nátrubku 3 mohou být oba těsně uzavřeny prostřednictvím pohyblivých uzavíracích zátek, jako

-4CZ 293142 B6 neznázoměných závitovaných klóbóučků. Z důvodu názornosti nejsou uzavírací zátky, jimiž jsou tyto dva konce opatřeny, na obrázku zobrazeny.

Trubicovitým prvkem 2 je zaveden balónek 4 podle vynálezu, opatřený nesymetrickým nástavcem 6, upevněným na oblast balónku 4 opačnou vůči jeho otvoru 5.

Na obr. 3 je patrné potrubí 1 opatřené trubicovitým prvkem 2, kolmým na toto potrubí. Tento trubicovitý prvek je opatřen na svém konci těsnicím ústrojím, obsahujícím plochý prstenec 13 z pryže, zajišťující těsnění, když je do něj vložena trubice vhodného průměru. Jeho těsnicí ústrojí rovněž obsahuje pod tímto prstencem ventil, vytvořený z elastomemího materiálu, obsahující kruhovou střední část, připojenou k obvodovému prstenci kloubovým závěsem. Tento ventil zajišťuje těsnost, když není do trubicovitého prvku 2 vložena žádná trubice a jeho odnímatelná uzavírací zátka byla sejmuta. Tyto dvě části těsnicího ústrojí trubicovitého prvku 2 jsou obě přidržovány závitovaným prstencem.

Do trubicovitého prvku 2 je vložena odnímatelná trubice 15, jejíž dolní konec má osazení 15a, dovolující omezovat jeho zasunutí do potrubí L Homí konec této odnímatelné trubice 15 je opatřen těsnicím ústrojím 14, bránícím jakémukoli úniku mezi vnitřkem této trubice a vnějškem tuhé duté tyče 9, která se zde může posouvat a otáčet se okolo své osy. Na dolní konec 5 této duté tyče 9 je upevněno poddajné táhlo 10, na jehož konci je upevněn asymetrický nástavec 6. Okolo tohoto poddajného táhla 10 je uložen nafukovatelný balónek 4, utěsněný vzhledem k potrubí a připojený pouze na dolním konci duté tyče 9, jejíž homí konec je opatřen nátrubkem 11 dovolujícím připojení k neznázoměnému zdroji tekutiny pod tlakem. Homí konec dutě tyče 9 je kromě toho opatřen schematicky vyznačeným šoupátkem 12, a jeho tvar usnadňuje manipulaci (klouzání a otáčení) tyče. Jeho orientace kromě toho odpovídá orientaci nástavce 6, což umožňuje snadno určovat podle potřeby otáčení dutě tyče 9 za účelem osazení balónku 4 na požadované místo.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující. Nejprve se sejme odnímatelné uzavírací ústrojí, které zpravidla uzavírá konec trubicovitého prvku 2, což nevyvolá v podstatě žádný únik vzhledem k těsnicím prostředkům, kterými je nejčastěji opatřen. Poté se vsune do tohoto trubicovitého prvku 2 výše popsané zařízení podle vynálezu, tj. vsune se do něj odnímatelná trubice 15. až prostředek pro axiální polohování ve formě dosedacího osazení 15a přemší její zasouvání. Nyní se otočí dutá tyč 9, jejíž homí konec je přístupný, aby se orientoval nástavec 6, upevněný ke konci poddajného táhla 10, které samo je zpravidla upevněno v blízkosti konce duté tyče 9, směrem k části potrubí, v níž se má instalovat balónek 4 (zpravidla protiproudové, jak je uvedeno výše), při použití značky nebo tvaru, kterým je opatřen homí konec duté tyče 9.

Poté se dutá tyč 9 zasune do odnímatelné trubice 15, což vyvolá vstup balónku 4 do potrubí 1, a to konkrétně do požadovaného úseku potrubí. Jakmile je dutá tyč 9 zasunuta do odnímatelné trubice 15, balónek 4 se nachází v místě, kde má být instalován. Může tak být nafouknut, například v daném případě otevřením šoupátka 12. čímž se spojí zdroj tlakové tekutiny a dutá tyč 9, která sama je těsně spojena s nafukovatelným balónkem 4. Jakmile je jednou balónek 4 nafouknut, stačí ho uzavřít, například v daném případě opětovným uzavřením uvedeného šoupátka 12. Potrubí 1 je v tomto okamžiku rozděleno na sekce a bez nebezpečí tak mohou být prováděny práce na takto izolované sekci.

Po dokončení prací stačí vyfouknout balónek 4 a opětovně ho zatáhnout do odnímatelné trubice 15 tahem vyvíjeným na dutou tyč 9, a odnímatelná trubice 15 se zatáhne do trubicovitého prvku

2.

Na obr. 4, který znázorňuje velmi schematicky zařízení podle známého stavu techniky, je patrné vodorovné potrubí, do jehož stěny byl vyvrtán otvor, kterým byla vsunuta trubice, jejíž konec je opatřen postranním otvorem, jakož i vnitřním zaoblením. Tím se nutí neznázoměný balónek,

-5CZ 293142 B6

I zpočátku uložený uvnitř této trubice, vystupovat dobře určeným směrem, vyznačeným šipkou. Na tomto obrázku bylo vypuštěno znázornění trubicovitého prvku kolmého na potrubí, a jeho těsnicí ústrojí.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro uzavírání potrubí, určené pro spolupůsobení s trubicovitým prvkem (2), upevněným kolmo na potrubí, přičemž zařízení obsahuje odnímatelnou trubici (15), v níž je posuvně uložena dutá tyč (9), kníž je upevněno poddajné táhlo (10), okolo něhož je uložen nafukovatelný balónek (4), přičemž na konci poddajného táhla (10) je upevněn nástavec (6), a

   15 balónek (4) je ve spojení s vnitřkem duté tyče (9) pro nafukování přes tuto tyč, vyznačené tím, že nástavec (6) má asymetrický tvar způsobilý podporovat vychýlení balónku (4) v přesném směru při jeho vkládání do potrubí.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že odnímatelná trubice (15) má vnější 20 průměr o něco menší, než je vnitřní průměr trubicovitého prvku (2).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že obsahuje nejméně jedno těsnicí ústrojí (14) mezi dutou tyčí (9) a odnímatelnou trubicí (15).

   25
4. 4. Zařízení podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačené tím, že odnímatelná trubice (15) obsahuje na svém konci nebo v jeho blízkosti prostředek pro axiální polohování.
5. 5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačené tím, že prostředek pro axialní polohování je tvořen dosedacím osazením (15a) v konci odnímatelné trubice (15).