Монтажне пристосування для монтажу-демонтажу запірної арматури типу “батерфляй” на трубопроводі для транспортування нафти і в’язких нафтопродуктів

1 Монтажне пристосування для монтажудемонтажу запірної арматури типу «батерфляй» на трубопроводі для транспортування нафти і в'язких нафтопродуктів, що містить два однакових розсувних елементи, розташованих один над одним і симетрично відносно горизонтальної площини, причому розсувні елементи виконані з можливістю контакту, яке відрізняється тим, що як розсувні елементи використовують верхній і нижній важелі, які мають плечі різної довжини, при цьому ВІДПОВІДНІ ЗОВНІШНІ і внутрішні грані плечей, а також ЗОВНІШНІ грані і грані опорної поверхні коротких плечей кожного з важелів утворюють між собою у вертикальній площині тупий кут, плечі важелів виконані з можливістю одночасного повороту у вертикальній площині відносно нерухомої циліндричної осі, яка розміщена в наскрізних радіальних пазах, виконаних в ТІЛІ КОЖНОГО З ва желів в МІСЦІ перетину їх внутрішніх граней і розташованих перпендикулярно до їх бічних граней, в ТІЛІ довгого плеча кожного важеля з боку торців паралельно бічним граням плечей виконано симетрично відносно вертикальної осі симетрії важелів і на глибину, що не перевищує відстані між торцями і радіальними пазами, наскрізні поздовжні пази прямокутної форми, що закінчуються закруг Винахід відноситься до допоміжного обладнання, а саме до запірної арматури, яка використовується при обслуговуванні трубопроводів, задіяних на технологічні операції по транспортуванню газу, а також при зливі-наливі і перекачуванні наф ленням, радіус якого дорівнює половині ширини паза, в ТІЛІ довгого плеча нижнього важеля між торцем і радіальним пазом виконано наскрізний отвір, вісь якого проходить перпендикулярно до бічних граней важеля і в якому розташована рухома циліндрична вісь, яка проходить також через наскрізний отвір у головці гвинта, що розміщений між пазами важелів і має трапецієподібну нарізку, при цьому гвинт утворює з гайкою, розміщеною на нарізній частині гвинта з боку зовнішньої грані довгого плеча верхнього важеля, гвинтову пару 2 Монтажне пристосування по п 1, яке відрізняється тим, що наскрізні радіальні пази виконані з радіусом, який дорівнює радіусу нерухомої циліндричної осі, і з висотою, яка не перевищує його 3 Монтажне пристосування по п 1, яке відрізняється тим, що головка гвинта, в якій розташований наскрізний отвір, виконана в формі циліндра, висота якого не перевищує ширини паза, розміщеного в довгому плечі нижнього важеля, а ширина циліндричної головки гвинта перевищує його діаметр 4 Монтажне пристосування по п 1, яке відрізняється тим, що ЗОВНІШНІ грані короткого і довгого плечей кожного з важелів утворюють між собою у вертикальній площині тупий кут, значення якого знаходиться в межах від 150 до 170° 5 Монтажне пристосування по п 1, яке відрізняється тим, що наскрізні поздовжні пази прямокутної форми, виконані в ТІЛІ ДОВГОГО плеча кожного важеля з боку торців, мають для кожного важеля різну глибину 6 Монтажне пристосування по п 1, яке відрізняється тим, що співвідношення довжин довгого і короткого плечей для кожного важеля становить не менше двох ти і в'язких нафтопродуктів, і може знайти застосування, наприклад, на магістральних газопроводах, а також на перевалочних нафтобазах Як аналог вибрано монтажне пристосування для монтажу-демонтажу і технічного обслугову о 00 о> (О о ю вання на діючому трубопроводі різноманітної запірної арматури, що містить роз'ємний корпус з двома камерами, механізм роз'єднання болтів і діаметрально розташовані шпинделі із захватами на кінцях арматури, що встановлюється і що знімається Механізм роз'єднання болтів у відомому пристрої складається з торцевих ключів, обладнаних штовхачами [1] Недоліком пристрою-аналога є складність конструкції пристрою і складність створення розсовуючого зусилля при монтажі-демонтажі запірної арматури Як прототип вибрано монтажне пристосування для монтажу-демонтажу запірної арматури типу «батерфляй» на трубопроводі для транспортування нафти і в'язких нафтопродуктів, наприклад, для монтажу-демонтажу прокладок фланцевих з'єднань або запірної арматури типу «батерфляй», що містить роз'ємний корпус з встановленими на ньому двома однаковими розсувними елементами у вигляді клинів Ці КЛИНИ у разі вертикального розташування діючого трубопроводу розташовуються один над одним і симетрично відносно горизонтальної площини Причому розсувні елементи виконані з можливістю контакту і служать для розсування фланців трубопроводу, тим самим звільняючи запірну арматуру від утримуючого зусилля,що створюється торцями технологічних трубопроводів Крім того, пристрій прототипу містить пристосування для установки арматури і механізм для роз'єднання болтів, що складається з торцевих ключів з штовхачем для виведення з отворів фланця [2] Однак такий демонтаж запірної арматури при допомозі розсувних клинів є дуже трудомістким і небезпечним з точки зору охорони праці Недоліком пристрою-прототипу є також складність його конструкції, складність створення дозованого розсовуючого зусилля при монтажі-демонтажі різноманітної запірної арматури типу "батерфляй", а також те, що використання розсувних клинів в пристрої прототипу часто приводить до пошкодження запірної арматури типу «батерфляй» В основу винаходу поставлена задача забезпечення безпечних умов праці, скорочення часу і трудовитрат на монтаж-демонтаж запірної арматури типу «батерфляй», а також запобігання пошкодженням складових частин запірної арматури за рахунок особливостей конструктивного виконання і взаємного розташування елементів монтажного пристосування Поставлена задача досягається тим, що в монтажному пристосуванні, призначеному для монтаж у-демонтажу запірної арматури типу «батерфляй» на трубопроводі для транспортування нафти і в'язких нафтопродуктів, що складається з двох однакових розсувних елементів, розташованих один над одним і симетрично відносно горизонтальної площини, причому розсувні елементи виконані з можливістю контакту, як розсувні елементи використовують верхній і нижній важелі, які мають плечі різної довжини, при цьому ВІДПОВІДНІ ЗОВНІШНІ і внутрішні грані плечей, а також ЗОВНІШНІ грані і грані опорної поверхні коротких плечей кожного з важелів утворюють між собою у вертикальній площині тупий кут, плечі важелів виконані з мож 50698 ливістю одночасного повороту у вертикальній площині відносно нерухомої циліндричної осі, яка розміщена в наскрізних радіальних пазах, виконаних в ТІЛІ кожного з важелів в МІСЦІ перетину їх внутрішніх граней, і розташованих перпендикулярно до їх бічних граней, в ТІЛІ ДОВГОГО плеча кожного важеля з боку торців паралельно бічним граням плечей виконано симетрично відносно вертикальної осі симетрії важелів і на глибину, що не перевищує відстані між торцями і радіальними пазами, наскрізні поздовжні пази прямокутної форми, що закінчуються закругленням, радіус якого дорівнює половині ширини паза, в ТІЛІ ДОВГОГО плеча нижнього важеля між торцем і радіальним пазом виконано наскрізний отвір, вісь якого проходить перпендикулярно до бічних граней важеля і в якому розташована рухома циліндрична вісь, яка проходить також через наскрізний отвір у головці гвинта, розміщеного між пазами важелів, і який має трапецієподібну нарізку, при цьому гвинт утворює з гайкою, розміщеною на нарізній частині гвинта з боку зовнішньої грані довгого плеча верхнього важеля, гвинтову пару Наскрізні радіальні пази виконані з радіусом, який дорівнює радіусу нерухомої циліндричної юсі, і з висотою, яка не перевищує його Головка гвинта, в якій розташований наскрізний отвір, виконана в формі циліндра, висота якого не перевищує ширини паза, розміщеного в довгому плечі нижнього важеля, а ширина циліндричної головки гвинта перевищує його діаметр ЗОВНІШНІ грані короткого і довгого плечей кожного з важелів утворюють між собою у вертикальній площині тупий кут, значення якого знаходиться в межах від 150 до 170° Наскрізні поздовжні пази прямокутної форми, виконані в ТІЛІ довгого плеча кожного важеля з боку торців, мають для кожного важеля різну глибину Співвідношення довжин довгого і короткого плеча для кожного важеля становить не менш двох Перераховані ознаки пристрою складають суть винаходу Наявність причинно-наслідного зв'язку між сукупністю істотних ознак винаходу і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному Однією З важливих складових елементів технологічної схеми сучасного нафтокомплексу є запірна арматура, яка використовується при організації і обслуговуванні технологічних процесів, пов'язаних з транспортуванням нафти і в'язких нафтопродуктів Запірна арматура, що використовується при обслуговуванні технологічних процесів на нафтокомплексах, випускається різних типів і розмірів У цей час на сучасних нафтокомплексах широко використовується запірна арматура типу «батерфляй», яка є малогабаритною, зручною в експлуатації, і яка надійно герметизує стики трубопроводів Однак в процесі експлуатації цієї запірної арматури періодично виникає необхідність її технічного обслуговування, ремонту, або установки глухих касет Для виконання вказаних робіт необхідно 50698 ля, що прикладається до обох фланців трубопродемонтувати встановлену раніше запірну арматуводів, дозування їх взаємного переміщення один ру типу «батерфляй» з подальшим її монтажем відносно одного у вертикальній площині, а також Вказаний вище типовий запірний пристрій типу досягнення СТІЙКОСТІ положення взаємного розта"батерфляй" складається з корпусу з фланцями, в шування елементів пристрою і зниження концентякому на поворотній осі встановлено замикаючий рації напружень в них при роботі пристрою диск поворотного пристрою, що обертається Встановлення запірного пристрою типу "батерфТак, в ТІЛІ кожного довгого плеча верхнього і ляй", а також його демонтаж в трубопровідній сиснижнього важеля з боку торців паралельно бічним темі є вельми трудомісткою операцією, яка часто граням плечей виконані симетрично відносно верприводить до пошкодження цих запірних пристротикальної осі симетрії важелів і на глибину, що не їв перевищує відстані між торцями і радіальними пазами, наскрізні подовжні пази прямокутної форЗвичайно для демонтажу запірної арматури ми, виконані для кожного важеля на різну глибину застосовують спеціальний інструмент - клинові Ці пази закінчуються закругленням, радіус якого розпірки, розсувні клиння тощо, які забиваються дорівнює половині ширини паза, що сприяє також між фланцевими з'єднаннями запірної арматури і зниженню концентрації напружень в цих плечах технологічного трубопроводу, тим самим розсовуважеля, виникаючих при роботі пристрою ючи їх і звільняючи запірну арматуру від утримуючого зусилля, що створюється торцями технологіКрім того, в ТІЛІ довгого плеча нижнього і верхчних трубопроводів нього важеля між торцем і радіальним пазом виконано наскрізний отвір, вісь якого проходить перпеОднак такий спосіб демонтажу запірної армандикулярно до бічних граней Через цей отвір, а тури за допомогою вищезазначених інструментів є також через крізний отвір в головці гвинта, розтадуже трудомістким і небезпечним з точки зору шованого між пазами важелів, І який має трапецієохорони праці До того ж він часто приводить до подібну нарізки, проходить рухома циліндрична пошкодження запірної арматури типу «батерфвісь ляй» Для забезпечення безпечних умов праці, скоРухливість циліндричної осі зумовлена перерочення часу і трудовитрат на монтаж-демонтаж міщенням гайки в гвинтовій парі і подальшим взазапірної арматури типу «батерфляй», яка розтаємним зустрічним переміщенням важелів у вертишована між фланцями технологічних трубопровокальній площині в процесі роботи пристрою, що дів, а також для запобігання пошкодженням склаприводить до нерівномірного переміщення і поводових частин запірної арматури, пропонується до роту елементів гвинтової пари у вертикальній використання розроблене авторами винаходу моПЛОЩИНІ нтажне пристосування, особливості конструкції Гвинт утворює з гайкою, розміщеною на різьякого аналізуються нижче бовій частині гвинта з боку зовнішньої грані довгого плеча верхнього важеля, гвинтову пару, яка Розроблене на базі пристроів-прототипів монграє домінуючу роль в розсуванні фланців труботажне пристосування, що пропонується, призначепроводів Шукане розсування здійснюється при не для монтажу-демонтажу і технічного обслуговуЗМІНІ взаємного розташування елементів гвинтової вання запірної арматури типу «батерфляй» Воно пари і з урахуванням можливих типорозмірів запіскладається з двох однакових розсувних елеменрної арматури типу батерфляй, що звільняється з тів, розташованих при вертикальному розташутрубопроводів (зокрема, діаметрів і висоти армаванні діючого трубопроводу із запірною арматурою тури) Цьому також сприяє геометрія виконання один над одним і симетрично відносно горизонтанаскрізних прямокутних пазів для вільного перельної площини, причому розсувні елементи викоміщення в них елементів гвинтової пари нані з можливістю контакту Особливістю розробленого пристрою є те, що Наявність трапецієподібної нарізі зумовлена як розсувні елементи використовують верхній і як нерівномірністю переміщення і забезпеченням нижній важелі, які мають плечі різної довжини (донадійної фіксації гайки відносно гвинта в процесі вге плече і коротке плече) з метою варіації розпірроботи пристрою, так і необхідністю досягнення ного зусилля, що прикладається до фланців трузначних величин виникаючих в процесі роботи бопроводів При цьому ВІДПОВІДНІ ЗОВНІШНІ і пристрою зусиль, які необхідні для розсування внутрішні грані плечей, а також ЗОВНІШНІ грані і фланців трубопроводів грані опорної поверхні коротких плечей кожного з Виконання умов рівності величини радіуса наважелів утворять між собою тупий кут, що забезскрізних радіальних пазів і величини радіуса нерупечує ефективність дії, компактність і невеликі хомої циліндричної осі, а також не перевищення габарити пристрою висоти цих пазів в порівнянні з ним, необхідно для підвищення СТІЙКОСТІ взаємного розташування Цьому також сприяє і те, що плечі важелів виелементів пристрою в процесі роботи, що досягаконані з можливістю одночасного повороту у верється за рахунок надійного розміщення цієї осі в тикальній площині відносно нерухомої циліндричрадіальних пазах при різних кутах "розкриття" ваної осі, яка розміщена в радіальних пазах, желів виконаних в ТІЛІ кожного з важелів в МІСЦІ перетину їх внутрішніх граней, і розташованих перпендикуЗручності в роботі пристрою сприяє і те, що лярно до їх бічних граней Наслідком такого розголовка гвинта, в якій розташований наскрізний ташування є одночасність прикладення розсувного отвір, виконана в формі циліндра, висота якого не зусилля до обох фланців трубопроводів перевищує ширини паза, розміщеного в нижньому важелі, а також те, що ширина циліндричної голоНаступна група ВІДМІТНИХ ознак пристрою вки гвинта перевищує його діаметр сприяє досягненню дозованого розсувного зусил 50698 Особливістю роботи пристрою є те, що встановлюються одночасно два монтажних пристосування з можливістю контаїсгу опорних поверхонь коротких плечей важелів з фланцями технологічних трубопроводів, причому пристрої встановлюються з діаметрально протилежних боків трубопроводу При рівномірному закручуванні в обох монтажних пристосуваннях гайок, розташованих на гвинтах, на довгих плечах важелів монтажного пристосування створюються зусилля Р-і, направлені у вертикальній площині вниз А на коротких плечах важелів створюються зусилля Рг, які направлені в зворотній бік, тобто вгору Тим самим створюється необхідний розсовуючий момент на фланцях технологічних трубопроводів при співвідношенні довжин довгого і короткого плеча для кожного важеля, яке становить не менш двох Після ЦЬОГО зусилля, що втримують фланці трубопроводів, послаблюють, і шуканий запірний клапан «батерфляй» легко демонтується При цьому за рахунок різної довжини плечей важелів розсовуюче зусилля Рг, що впливає на фланці технологічних трубопроводів, значно перевищує зусилля Рі яке виникає на довгих плечах важелів при закручуванні гайок в гвинтовій парі На фіг 1 показаний монтажний пристрій в робочому положенні, на фіг 2 - вигляд пристрою в зборі, на фіг 3 - вигляд зверху нижнього важеля пристрою, на фіг 4 - фронтальний вигляд гвинта з гвинтової пари, на фіг 5 - вигляд гвинта з гвинтової пари зверху Монтажний пристрій для монтажу-демонтажу і технічного обслуговування запірної арматури типу «батерфляй» складається з двох однакових розсувних елементів, розташованих (у разі вертикального розташування діючого трубопровода) один над одним і симетрично відносно горизонтальної площини, причому розсувні елементи виконані з можливістю контакту Як розсувні елементи використовують верхній 1 і нижній 2 важелі, які мають плечі різної довжини, а саме коротке плече 3 і довге плече 4 Співвідношення довжин довгого 4 і короткого З плеч для кожного важеля 1 і 2 становить не менше двох При цьому ВІДПОВІДНІ ЗОВНІШНІ 5 і внутрішні грані 6 плечей 3 і 4, а також ЗОВНІШНІ грані 5 і грані опорної поверхні 7 коротких плечей 3 важелів 1 і 2 утворять між собою у вертикальній площині тупий кут (ВІДПОВІДНО [ЗІ, р2 і Рз) Значення кута р2 знаходиться в межах від 150 до 170° Плечі 3 і 4 важелів виконані з можливістю одночасного повороту у вертикальній площині відносно нерухомої циліндричної осі 8 Остання розміщена в наскрізних радіальних пазах 9, виконаних в ТІЛІ кожного з важелів 1 і 2 в МІСЦІ перетину їх внутрішніх граней 6, і розташованих перпендикулярно до їх бічних граней 10 Наскрізні радіальні пази 9 виконані з радіусом, рівним радіусу го нерухомої циліндричної осі 8, і на висоту п, яка не перевищує його, тобто h < го У ТІЛІ кожного довгого плеча 4 важеля з боку торців 11 паралельно бічним граням 10 довгих плечей 4 виконано симетрично відносно вертикальної осі симетрії важелів 1 і 2 і на глибину, що не перевищує відстані між торцями 11 і радіальними 8 пазами 9, наскрізні поздовжні пази 12 прямокутної форми, які закінчуються закругленням 13, радіус якого R дорівнює половині ширини Дпаза 12, тобто R = Д / 2 Причому наскрізні пази 12 виконані для кожного важеля 4 на різну глибину (в пристрої, що пропонується, глибина паза в нижньому важелі 2 менше за глибину паза 12 у верхньому важелі 1) У ТІЛІ довгого плеча 4 нижнього важеля 2 між торцем 11 і наскрізним радіальним пазом 9 виконано наскрізний отвір 14, вісь якого проходить перпендикулярно до бічних граней 10 плечей 4 В цьому отворі 14 розташована рухома циліндрична вісь 15, що проходить також через наскрізний отвір 16 в головці 17 гвинта 18, розташованого між пазами 12 важелів 1 і 2, і який має трапецієподібну нарізку Ширина 5 головки 17 гвинта 18, виконаної в формі циліндра, перевищує діаметр de гвинта 18, але не перевищує ширини Д паза 12 Гвинт 18 утворює з гайкою 19, розміщеною на нарізній частині гвинта з боку зовнішньої грані 5 довгих плечей 4 верхнього важеля 1, гвинтову паРУ Між фланцями 20 технологічних трубопроводів 21 розташована шукана запірна арматура (клапан) типу "батерфляй" 22, яка підлягає монтажудемонтажу з використанням пристрою, що пропонується Пристосування працює таким чином Два монтажних пристосування встановлюються опорними поверхнями коротких плечей 3 важелів 1 і 2 на фланці 20 технологічних трубопроводів 21 з діаметрально протилежних боків трубопроводу 21 Потім, при закручуванні рівномірно на обох монтажних пристосуваннях гайки 19 гвинта 18, створюється зусилля Рі на довгих плечах 4 важелів 1 і 2 пристрою, яке направлено до поздовжньої осі пристрою Одночасно на коротких плечах З важелів 1 і 2 створюється зусилля Рг, яке направлено в зворотній від подовжньої осі пристрою бік Тим самим створюється розсовуючий момент на фланцях 20 технологічних трубопроводів 21 При цьому за рахунок різної довжини плечей З і 4 важелів 1 і 2 розсовуюче зусилля Рг, що впливає на фланці 20 технологічних трубопроводів 2 1 , значно перевищує зусилля Рі, яке виникає на довгих плечах важелів 4 при закручуванні гайок 19 Після ЦЬОГО зусилля, що втримує фланці 20 трубопроводів 2 1 , послаблюють, і запірний клапан типу «батерфляй» 22 легко демонтується У таблиці наведено порівняльні результати дослідної експлуатації відомих монтажних пристосувань, і пристосування, що пропонуються, яка була проведена протягом 3-х МІСЯЦІВ Розроблене монтажне пристосування є універсальним і може бути застосовувано для виконання монтажно-демонтажних робіт з клапанами типу «батерфляй», що мають діаметр від 200мм до 500мм • Розроблене монтажне пристосування, яке успішно використовується на Феодосійському підприємстві по забезпеченню нафтопродуктами, дозволяє • значно знизити трудомісткість операцій по 10 9 50698 монтажу-демонтажу і технічному обслуговуванню тивний економічний ефект у зв'язку з тим, що ці клапанів типу «батерфляй», клапани є обладнанням, що дуже дорого коштує, • скоротити майже в три рази час на прове• виключити з операцій по демонтажу клапанів дення монтажно-демонтажних операцій і операцій типу «батерфляй» операції, які є небезпечними по технічному обслуговуванню клапанів типу «бадля обслуговуючого трубопровід персоналу з терфляй», • практично виключити випадки пошкодження складових частин клапанів, що дає істотний пози Таблиця Порівняльні результати дослідної експлуатації відомих монтажних пристосувань, і пристосування, що пропонуються, проведеної протягом 3-х МІСЯЦІВ Середній час, витрачений на монтажно- рацій, виконадемонтаж демонтажн них з клапаоднієї одиниці их операнами типу запірної армацій, усього «батерфляй» тури, годин КІЛЬКІСТЬ Найменування робіт Роботи по демонтажу і технічному обслуговуванню запірної арматури, що були виконані за допомогою клинових розширювачів Роботи по демонтажу і технічному обслуговуванню запірної арматури, що були виконані за допомогою розробленого монтажного пристосування 21 36 КІЛЬКІСТЬ опе 6 36 Примітка 2,3 години При виконанні робіт допущено 3 випадки пошкодження герметизуючих ущільнювачів запірних клапанів типу «батерфляй» 0,8 години Пошкоджених складових частин герметизуючих ущільнювачів запірних клапанів типу «батерфляй» не виявлено Джерела інформації 1 Устройство для замены прокладок фланцевых соединений действующего трубопровода SU №376631, MnKF16L55/10, 1973 2 Устройство для замены прокладок фланцевых соединений действующих трубопроводов SU № 516868, MnKF16L55/10, 1974 11 50698 Фіг. 1 Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12