HU197790B

HU197790B - Device for closing and sealing the ends of tube section exposed to internal pressure

Info

Publication number: HU197790B
Application number: HU862291A
Authority: HU
Inventors: Wieslaw Placzek; Leszek Mynarz; Krzysztof Karpinski; Jerzy Gaszewsky; Tadeusz Tarasiuk
Original assignee: Inst Chemii Przemyslowej
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1989-05-29
Also published as: US4838075A; HUT43691A; EP0204270A3; EP0204270A2; CS393086A2; EP0204270B1; CS266587B2; DE3665094D1

Description

A találmány tárgya szerkezet belső nyomásnak kitett csövek, például mintegy 150°C hőmérsékletű vízzel töltött és fokozatosan növelt belső nyomással végrehajtott nyomásvizsgálatnak alávetett műanyag csőszakaszok csővégeinek lezárására.

Csővégek lezárására és tömítéséreszolgáló elzárások és szerkezetek ismertek. Az ismert szerkezetek általában négy fő alkatelemből, zárókupakból, leszorítógyűrűből, kúpos végződésű rugós gyűrűből és rugalmas tömítőelemből épülnek fel. A kúpos végződésű gyűrű nyomóhatást gyakorol a csőre, amely nyomóhatás a zárókupaknak a leszorítógyűrűre történő rácsavarozásából származik. A zárókupak leszorítógyűrűhöz vizsonyított relatív elmozdulása ugyanakkor a rugalmas tömítőelem csővégen való tömített felfekvését eredményezi.

Az igen széles körben elterjedt megoldás hátránya mindazonáltal, hogy alkalmazása a zárókúpak felcsavarása következtében —- lezáróelemként többnyire tíznél is több fordulat szükséges — hosszadalmas. Hiányosság továbbá, hogy a lezárószerkezetet a csővégre szorító erő a cső belsejében lévő nyomóközeg — folyadék — belső nyomásától független, aminek következeiében a'cső falára ható, a vizsgálatot zavaró járulékos hatások léphetnek fel. Ugyancsak ebből kifolyólag a csővégek megsérülhetnek. A megoldás hátránya végül, hogy a lezárószerkezet súlya és méretei viszonylag nagyok.

A találmánnyal célunk belső nyomásnak alávetett csőszakaszok végeinek lezárására és tömítésére olyan szerkezet kifejlesztése, amelynek segítségével a csövek lezárásának művelete jelentősen meggyorsítható, és amely a csőszakasz belsejében levő nyomóközeg nyomásával arányos lezáróerőt biztosít.

A kitűzött feladatot a találmány szerint azáltal oldottuk meg, hogy a lezárandó cső csővégein rugalmas tömítőelemmel ellátott lezáróelemeket rendeztünk el, amelyeket a csövön kúpos végződésű gyűrűszerű elem segítségével rögzítettük úgy, hogy a lezáróelemeket a csővégekre a nyomóközeg, előnyösen folyadék által kifejtett nyomóerő préseli.

A találmány szerint a lezáróelemeket a csővégekre préselő nyomóerőt célszerűen a vizsgált csőbe benyomott nyomóközeg fejti ki.

A belső nyomásnak alávetett csőszakasz csővégeinek lezárására és tömítésére szolgáló találmány szerinti szerkezetnek két lezáróeleme van, amelyek lényegében zárókupakból, leszorítógyürűből és közöttük elrendezett kúpos végződésű gyűrűből és rugalmas tömítőelemekből, előnyösen tömítőgyűrűkből épülnek fel, ahol az egyik lezáróelem nyomóközegbevezető és légtelenítő furattal van ellátva, amelyen keresztül a csőszakasz külső hidraulikus rendszerrel van kapcsolatban. A találmány szerint a lezáróelemeknek továbbá a nyomóközeg, például folyadék bevezetésére szolgáló lezárószelepük van, amely előnyösen a zárókupakban van elrendezve, a leszorítógyű2 rű belsejében a zárókupak és a kúpos végződésű gyűrű között eltolható betétként kialakított gyűrűs mozgóelem van eltolhatóan elrendezve. A rugalmas tömítőelemek a gyűrűs mozgóelem és a szakasz cső homlokfelülete között vannak elrendezve. A zárókupak a leszorítógyűrűn előnyösen csavarkötéssel van rögzítve.

A lezárólemezhez célszerűen a zárókupakban elrendezett nyomáskompenzátor kapcsolódik, amely a lezáróelembe juttatott nyomóközeg nyomásának szabályozására szolgál. A nyomáskompenzátor gyűrű-keresztmetszetű hengeres részből és abban mozgathatóan elrendezett gyűrű-keresztmetszetű dugattyúból épül fel, ahol a dugattyú külső homlokfelülete a lezáróelemet a csővégre rápréselő nyomóközeggel, belső homlokfelülete pedig a cső belsejébe juttatott nyomóközeggel érintkezik. A nyomáskondenzátor a zárókupakban előnyösen axiális helyzetben van elrendezve.

Szükség esetén a nyomáskompenzátor dugattyúja eltérő felszínü munkafelületekkel (homlokfelületekket) alakítható ki, így a nyomáskompenzátor nyomásközvetítő funkciót tud ellátni.

Különösen hosszú időtartamú és nagy nyomású vizsgálatok esetén célszerű a zárókupak és a gyűrűs mozgóelem között lapos gyűrűs membrán alakú tömítőelemet alkalmazni.

A gyűrűs mozgóelem és a nyomáskompenzátor, illetve a leszorítógyűrű hengeres illeszkedő felületei között, továbbá a zárókupak, és a nyomáskompenzátor, illetve a leszorítógyűrü sík illeszkedő felületei között előnyösen „O -típusú rugalmas tömítések vannak elrendezve.

A találmány szerinti szerkezet másik változatánál a zárókupak alsó részén és a kúpos végződésű gyűrű peremén egymáshoz képest meghatározott konstans szögben eltoltan radiális irányú kivágások vannak kialakítva úgy hogy a kúpos végződésű gyűrű a zárókupakba becsúsztatható. A gyűrűs mozgóelem sík felülete és a csőszakasz homlokfelülete között van elrendezve. A gyűrűs mozgóelem külső hengeres felülete és a zárókupak belső hengeres felülete között, illetve a gyűrűs mozgóelem belső hengeres felülete és a zárókupak középső hengeres részének felülete között további tömítőgyűrűk vannak elhelyezve.

A találmány szerinti szerkezet egy további változatánál a kúpos végződésű gyűrű legalább két gyűrűszegmensből van kialakítva úgy, hogy a zárókupak belsejébe becsúsztatható. A tömítőgyűrűk és a tömítőelemek itt is az előző változathoz hasonlóan vannak elrendezve.

A kúpos végződésű gyűrű kialakítható szabályos gyűrűformában vagy — nagyobb rugalmasság elérése érdekében — átlóirányú vágattal ellátva.

Több szegmensből — előnyösen két szegmensből — kialakított kúpos végződésű gyűrű esetén a szegmenseket rugalmas elem segít-2197790 ségével szétfeszítjük. A rugalmas elem például bevágott hüvelyként, körkeresztmetszetü bevágott gyűrűként vagy hengeres rugóként alakítható ki.

A találmány szerinti szerkezetnél célszerűen az alsó lezáróelemben leeresztőszelepet elrendezni, amely biztosítja a betöltött nyomóközeg vizsgálat befejezése utáni gyors eltávolítását.

A találmány szerinti szerkezet alkalmazásával az említett ismert megoldások hiányosságai kiküszöbölhetők. A lezárószerkezet csővégekre történő felszerelése egyszerűen és gyorsan végrehajtható, a folyamat időigénye az ismert eljárásokhoz képest jelentősen csökken. A rögzítés gyakorlatilag csupán a záróelemek felhelyezéséből és a kívánt nyomóhatás biztosításából áll.

A találmány jelentős előnyös hatása továbbá, hogy a vizsgálat során alkalmazott mérőnyomás és a lezárást biztosító, a lezáróelemeket préselő nyomás egymással arányos, ezáltal a vizsgálandó csőben esetleg károsodást okozó hatások kiküszöbölhetők.

A találmány szerinti lezárószerkezet méretei kedvezőek, súlya a jelenleg alkalmazott lezárószerkezetek súlyának csupán mintegy fele. Mindezek az előnyök főként a csavarok alkalmazásának kiküszöbölésére vezethetők viszsza.

A lezárószerkezet találmány szerinti második ismertetett változatának külön előnye, hogy a zárókupak és a leszorítógyűrű közötti csavarkötés kiküszöbölésével a szerkezet eltávolításakor fellépő nehézségek megelőzhetők. A zárókupak-leszorítógyűrű kapcsolat helyett itt csupán egy speciális kialakítású zárókupakot alkalmazunk, amelynek alsó része úgy van kiképzeve, hogy a csővégen rögzített, leszorító alkatelemként működő kúpos végződésű gyűrű befogadására alkalmas. Ily módon egyúttal a lezárószerkezet előállítása is egyserűsödik, a szükséges ráfordítások alacsonyabbak lesznek, ugyanakkor a szerkezet rögzítése és leszerelése egyszerűbbé válik. Egy lezáróelem felszerelése ebben az esetben csupán egy axiális irányú feltolásból és azt követő tengely el fordításból áll.

A lezárószerkezet kúpos végződésű gyűrűjének szegmensekből történő kialakítása azáltal biztosít különösen egyszerű konstrukciót, hogy sem a zárókupakban, sem a kúpos végződésű gyűrű peremén nem szükséges kivágásokat kiképezni. Ez a változat ily módon különösen egyszerűen és olcsón állítható elő.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

Az 1. ábrán a lezárószerkezet találmány szerinti első változatának példakénti kiviteli alakját tüntettük fel hosszmetszetben;

A 2. ábrán az 1. ábra szerinti szerkezet részletét ábrázoltuk, nagyított léptékben;

A 3. a-b ábrán a találmány szerinti szerkezetben alkalmazott kúpos végződésű gyűrű példakénti kiviteli alakját tüntettük fel, felülnézetben és A-A metszetben;

A 4. ábrán az első változat szerint kialakított találmány szerinti lezárószerkezet példakénti kiviteli alakjának részletét ábrázoltuk, „Ο''-típusú rugalmas tömítések feltüntetésével, nagyított léptékben;

Az 5. ábrán a lezárószerkezet találmány szerinti második változatának példakénti kiviteli alakját tüntettük fel, hosszmetszetben;

A 6. és 7. ábrákon a csővégeken rögzített kúpos ' végződésű gyűrű példakénti kiviteli alakjait ábrázoltuk, felülnézetben;

A 8., 9 és 10. ábrákon a találmány szerinti lezárószerkezetben előnyösen alkalmazott, több szegmensből kialakított kúpos végződésű gyűrű példakénti kiviteli alakját ábrázoltuk hosszmetszetben, különböző szétfeszítő elemek feltüntetésével.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a leszorítószerkezet találmány szerinti első változatának 8 csőszakasz végein rögzített alsó és felső lezáróelemei vannak. A lezáróelemek 1 zárókupakból, 2 leszorítógyűrűből, 3 kúpos végződésű gyűrűből, 4 gyűrűs mozgóelemből és 5 rugalmas tömítőelemből épülnek fel. A felső lezáróelem 1 zárókupakjában 6 lezárószelep van elrendezve. Az 1 zárókupak és a 4 gyűrűs mozgóelem között 7 gyűrűs membrán helyezkedik el. Az 1 zárókupak a 2 leszorítógyűrüre csavarkötéssel van felerősítve. A 4 gyűrűs mozgóelem a 2 leszorítógyűrű belsejében eitólhatóan van elrendezve. A 7 gyűrűs membrán a 4 gyűrűs mozgóelem felületére rátapad.

Az 1 zárókupakban a vizsgált 8 csőszakasz forgástengelyével koaxiálisán 9 nyomáskompenzátor van rögzítve. A 9 nyomáskompenzátor gyürű-keresztmetszetü 10 hengeres részből és gyürű-keresztmetszetü 11 dugattyúból van kialakítva.

A felső lezáróelem 1 zárókupakjában a nyomóközeg, célszerűen víz 8 csőszakasz belsejébe juttatására szolgáló 12 beeresztőfurat van kiképezve. Az alsó lezáróelem 1 zárókupakjában ugyanakkor 13 leeresztőszelep van elrendezve.

Az 1. ábrán feltüntetett példakénti kiviteli alakban a 9 nyomáskompenzátor gyűrű-keresztmetszetű 11 dugattyújának homlokfelületei — munkafelületei — azonos felszínnel vannak kialakítva. Amint a 2. ábrán látható, a gyürű-keresztmetszetü 11 dugattyú munkafelületeinek felszíne eltérő is lehet.

Az 1. ábra szerinti változatban alkalmazott 3 kúpos végződésű gyűrű, amely a 8 csőszakasz végén van rögzítve, egy darabként van kialakítva, és rugalmassága növelése céljából keresztirányú bevágással van ellátva. A 3. a-b ábrán feltüntetett példakénti 3 kúpos végződésű gyűrű ugyanakkor két egybevágó szegmensből áll.

-3197790

Amint a 4. ábrán feltüntettük, a 4 gyűrűs mozgóelem és a 9 nyomáskompenzátor, illetve a 4 gyűrűs mozgóelem és a 2 leszorítógyűrű hengeres (függőleges) illeszkedő felületei között, valamint az 1 zárókupak és a 9 nyomáskompenzátor, illetve az 1 zárókupak és a 2 leszorítógyűrű sík (vízszintes) illeszkedő felületei között „O”-típusú rugalmas tömítések rendezhetők el.

Amint az 5. ábrán látható, a lezárószerkezet találmány szerinti második változatának ugyancsak alsó és felső lezáróelemei vannak. A lezáróelemek lényegében speciálisan kialakított 19 zárókupakból, 18 gyűrűs mozgóelemből és 3’ kúpos végződésű gyűrűből épülnek fel. A 19 zárókupakba 14 lezárószelep van menetesen behajtva. A 14 lezárószelep a nyomóközeg bevezetését teszi lehetővé. A 18 gyűrűs mozgóelem a 19 zárókupak belsejében, a 19 zárókupak feneke és 3’ kúpos végződésű gyűrű között eltólhatóan van elrendezve.

A 18 gyűrűs mozgóelem sík felülete és a 8 csőszakasz végződő homlokfelülete között 15 tömítőgyűrű van elrendezve.

A 18 gyűrűs mozgóelem külső hengeres felülete és a 19 zárókupak belső hengeres felülete között, valamint a^sl8 gyűrűs mozgóelem belső hengeres felülete és a 19 zárókupak hengeres középső részének felülete között további két, 16 és 17 tömítőgyűrű helyezkedik el.

Amint a 6. és 7. ábrákon látható, a 19 zárókupakban és a 18 gyűrűs mozgóelemben egyaránt három-három radiális irányú bevágás van kiképezve, egyenletes kerületmenti szögelosztásban.

A 8., 9. és 10. ábrákból kitűnik, hogy a lezárószerkezet találmány szerinti harmadik változatában alkalmazott 3 kúpos végződésű gyűrűk két gyűrűszegmensből épülnek fel, amelyeket feszítőelem kapcsol össze. A feszítőelem a gyürűszegmensek egymás felé néző belső palástfelületében kiképzett gyűrűalakú bemetszésbe fekszik be. A 8. ábrán feltüntetett feszítöelem 20 bevágott hüvelyként, a 9. ábrán feltüntetett feszítőelem 21 bevágott gyűrűként, a 10. ábrán feltüntetett feszítőelem pedig 22 hengeres rugóként van kialakítva.

A találmány szerinti lezárószerkezet működését példaképpen az 1. ábrán feltüntetett változatra hivatkozva ismertetjük.

Miután az alsó és felső lezáróelemeket a 8 csőszakasz végein elhelyeztük, a lezáróelemekbe a 6 lezárószelepen keresztül nagy nyomású vizet préselünk. A víz, mint nyomóközeg, a 4 gyűrűs mozgóelemet a 7 gyűrűs membránon keresztül a 2 leszorítógyűrű belsejében eltolja, és a 3 kúpos végződésű gyűrűt a 8 csőszakasz falának préseli. A 4 gyűrűs mozgóelem ugyanakkor az 5 rugalmas tömítőelemet a 8 csőszakasz végének homlokfelületére préseli, ezáltal tömített lezárást hozva létre. Ezt követően a 8 csőszakasz belsejét a 12 beeresztőfuraton keresztül vízzel töltjük fel. A 9 nyomáskompenzátor gyűrű-keresztmetszetű 11 dugattyúja ebben a pillanatban a 8 csővezeték 4 belseje felé eső szélső helyzetébe eltoltan helyezkedik el. Abban a pillanatban, hogy a lezáróelemet a 8 csőszakaszra préselő erők eredője csökken — ami szivárgással fenyeget —, a gyűrű-keresztmetszetű 11 dugattyú a 10 hengeres rész belsejében ellenkező szélső helyzete felé mozdul el, ily módon növelve a lezáróerőt létrehozó nyomást és biztosítva a kívánt rögzítőerőt.

A másik változat szerint kialakított találmány szerinti szerkezetek működése lényegében a fentiekkel megegyezik.

A találmány szerinti szerkezetekkel a vizsgálandó csövek a vizsgálat teljes időtartamára egyszerűen, és megbízhatóan tömítve lezárhatók.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Szerkezet belső nyomásnak kitett csőszakasz végeinek lezárására és tömítésére, amelynek a csőszakasz végein elrendezett két lezáróeleme van, melyek közül legalább az egyik nyomóközegbevezető és légtelenítő furattal van ellátva, ez utóbbin keresztül a csőszakasz külső hidraulikus szabályozórendszerrel van összekötve, továbbá mindkét lezáróelem zárókupakból, leszorítógyűrüből és ezek között elrendezett kúpos végződésű gyűrűből és rugalmas tömítőelemből épül fel, azzal jellemezve, hogy a lezáróelemeknek legalább egy lezárószelepük (6) van, továbbá a leszorítógyűrű (2) belsejében a zárókupak (1) és a kúpos végződésű gyűrű (3) között eltolható betétként kialakított gyűrűs mozgóelem (4) van elrendezve, míg a rugalmas tömítőelem (5) a gyűrűs mozgóelem (4) és a csőszakasz (8) homlokfelülete között van elhelyezve, és a zárókupak (1) a leszorítógyürűn (2) csavarkötés által van rögzítve.

(Elsőbbsége: 1985.05.31.)
2. Az 1. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a zárókupakhoz (1) kapcsolódó nyomáskompenzátora (9) van, amely gyürű-keresztmetszetű hengeres részből (10) és abban mozgathatóan elrendezett gyürű-keresztmetszetü dugattyúból (11) épül tei, ahol a dugattyú (11) kifelé néző homlokfelülete a lezáróelemet leszorító nyomóközeggel, befelé néző homlokfelülete pedig a csőszakasz (8) belsejében lévő nyomóközeggel érintkezik. (Elsőbbsége: 1985.05.31.)
3. Az 1. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a zárókupak (1) és a gyűrűs mozgóelem (4) között lapos gyűrűs membrán (7) van elrendezve.

(Elsőbbsége: 1985.05.31.)
4. A 2. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a gyűrű-keresztmetszetű dugattyú (11) befelé néző homlokfelületének és kifelé néző homlokfelületének felszíne különböző.

(Elsőbbsége: 1985.05.31.)
5. Az 1. igénypont szerinti szerkezet; azzal jellemezve, hogy a gyűrűs mozgóelem (4) és a nyomáskompenzátor (9), valamint a győ-4197790 rüs mozgóelem (4) és a leszorítógyűrű (2) hengeres illeszkedő felületei között, továbbá a zárókupak (1) és a nyomáskompenzátor (9), valamint a zárókupak (1) és a leszorítógyűrű (2) sík illeszkedő felületei között „O-típusú rugalmas tömítések vannak elrendezve. (Elsőbbsége: 1985.05.31.)
6. Szerkezet belső nyomásnak kitett csőszakasz végeinek lezárására és tömítésére, amelynek a csőszakasz végeihez kapcsolódó két lezáróeleme van, melyek közül legalább az egyik nyomóközegbevezető és légtelenítő furattal van ellátva, ez utóbbin keresztül a cső külső hidraulikus szabályozórendszerrel van összekötve, ahol a lezáróelemek zárókupakból, kúpos végződésű gyűrűből és rugalmas tömítésekből épülnek fel, azzal jellemezve, hogy a lezáróelemeknek továbbá a zárókupakban (19) elrendezett lezárószelepük (14) van, a zárókupakon (19) belül, a zárókupak (19) feneke és kúpos végződésű gyűrű (3’) között eltolható betétként kialakított gyűrűs mozgóelem (18) van elhelyezve, és a zárókupak (19) alsó részén és a kúpos végződésű gyűrű (3’) peremén egymáshoz képest konstans szögben eltoltan elrendezve radiális kivágások vannak kialakítva, ahol a zárókupak (19) alsó részén kialakított kivágások szélessége a kúpos végződésű gyűrű (3’) peremén kialakított kinyúló részek, szélességénél nagyobb, továbbá a gyűrűs mozgóelem (18) sík homlokfelülete és a csőszakasz (8) homlokfelülete között, valamint a gyűrűs mozgóelem (18) külső hengeres felülete és a zárókupak (19) belső hengeres felülete között, illetve a gyűrűs mozgóelem (18) belső hengeres felülete és a zárókupak (19) hengeres középső részének külső hengeres felülete között tömítőgyűrűk (15, 16, 17) vannak elrendezve.

(Elsőbbsége: 1986.04.04.)
7. Az 1. vagy 6. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű (3, 3’) teljes szélességében radiális feresztirányú bevágás van kiképezve.

5 (Elsőbbsége; 1986.05.30.)
8. Az 1. vagy 6. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű (3, 3’) legalább két szegmensből épül fel.

10 lElsőbbsége: 1986.05.30.)
9. Az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a másik leeresztőszeleppel (13) van ellátva.

Elsőbbsége: 1986.05.30.)
10. A 8. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű (3) szegmensei a gyűrű (3,3’) belsejében központosán elrendezett rugalmas elem által szét van

20 nak feszítve.

Elsőbbsége: 1986.05.30.)
11. A 10. igénypont szerinti szerkezet, azzal .ellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű ;3, 3’) szegmenseit szétfeszítő elem bevágott

25 hüvelyként (20) van kialakítva.

(Elsőbbsége: 1986.05.30.)
12. A 1Ö. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű (3)

3Q szegmenseit Szétfeszítő elem körkeresztmetszetű bevágott gyűrűként (21) van kialakítva.

(Elsőbbsége: 1986.05.30.)

35 13. A 10. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kúpos végződésű gyűrű (3) szegmenseit szétfeszítő elem hengeres rugóként (22) van kialakítva.