一种自锁式管道端口应急封堵装置的制作方法

本发明属于管道工程的技术领域，具体涉及一种自锁式管道端口应急封堵装置。

背景技术：

随着化工生产规模发展和不断扩大，反应设备、储存设备及管道压力不断提高，泄漏事故时有发生，造成人员伤亡和环境污染及能源浪费，因此反应设备、储存设备及管道的应急封堵工作成为了现代石油化工生产和储运过程中非常重要的环节，迫切需要能够快速有效安全的封堵设备的来实施对事故管道进行封堵作业，从而有效的对危险源进行控制尽量减小其泄漏打来的人员伤亡和环境污染及能源浪费。

国外封堵抢修技术发展较早，但是随着社会发展及技术进步，我国许多专业化管道封堵公司应运而生，达到了国际先进水平，但与国外相比，我国在海底管道维修、高温高压封堵、管线断裂抢修，以及特殊介质抢修等技术上还存在较大差距。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、封堵效果好、封堵装置不会脱落，安全可靠的一种自锁式管道端口应急封堵装置。本发明主要针对真对危险介质管道在自然灾害或施工过程中的人为失误导致的破裂断裂情况，为防止介质大面积泄露进行应急封堵或导流处理。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种自锁式管道端口应急封堵装置，其中，包括封堵组件、对拉螺杆组件和摩擦自锁组件，封堵组件为一能套在破裂断裂管道外的管体，封堵组件的内腔中设置有至少一个环状气囊，破裂断裂管道能从环状气囊的内环中穿过，环状气囊连接有一伸出至封堵组件外的进气通道，摩擦自锁组件包括若干组第一半圆卡具和第二半圆卡具，每组第一半圆卡具和第二半圆卡具均能对接成卡环抱紧在破裂断裂管道上，卡环通过对拉螺杆组件与封堵组件的一端固定连接，封堵组件的另一端连接阀门或封板。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的第一半圆卡具的一端和第二半圆卡具的一端通过铰链铰接，第一半圆卡具的另一端和第二半圆卡具的另一端均设置有连接法兰，两个连接法兰通过螺栓互锁固定，使第一半圆卡具和第二半圆卡具固定连接。

上述的对拉螺杆组件包括数量与卡环数量相同的拉力螺杆，每个所述的拉力螺杆的中心轴线均与管道中心轴线平行。

上述的每个卡环上均设置有一拉力螺杆安装支架，封堵组件与卡环对接的一端固定有固定法兰，拉力螺杆一端与相应的拉力螺杆安装支架通过拉杆螺母固定连接，另一端穿过固定法兰后，通过法兰螺母与固定法兰锁定。

上述的封堵组件的内壁上设置有数量与环状气囊数量相同的环状槽，环状气囊充气后，环状气囊的外环部贴于环状槽中。

上述的环状气囊有三个，轴向间隔排列于封堵组件中，相应地，环状槽有三道。

上述的摩擦自锁组件包括三个轴向间隔排列的卡环，相应地，拉力螺杆有三个，拉力螺杆之间等弧度配合。

上述的封堵组件背对摩擦自锁组件的一端设置有扩展法兰，封堵组件通过扩展法兰连接阀门或封板。

本发明的摩擦自锁组件的卡环由两个半圆形卡具利用螺栓连接固定在管道外表面，在卡环上设置有一个中心轴线与管道中心轴线平行，用与拉力螺杆连接的安装孔。当拉力螺杆通卡环上的过安装孔对其施加管道轴线方向的载荷时，使卡环产生绕垂直于管道轴线方向旋转的趋势，将拉力螺杆的轴向载荷转化为卡环对对管道外表面的压力，形成摩擦自锁，阻止卡环沿管道表滑动。密封组件由壳体和环状气囊构成，三个环状气囊依次安装在壳体内部（气囊间有一定距离），当密封组件套在管道破裂断裂处时，破裂位置穿过环状气囊至环状气囊与扩展法兰之间的位置，环状气囊充气后，环状气囊内环与破裂断裂管道抱紧密封，外环与壳体内表面贴紧，从而使壳体内表面和管道外表面形成的空间密封并分隔，可对泄露的液体进行截流处理，阻止介质流出；封堵组件的内壁上设置环状槽，使气囊固定更牢靠，能抵御更高的压力。壳体上设置有前后两个安装法兰，分别与环状摩擦自锁机构的拉力螺杆和导流管道或封堵的盲板或阀门连接。当危险源介质管道需要进行端口封堵或导流处理时，首先将封堵组件与导流管道或封堵的盲板或阀门连接，将环状摩擦自锁机构安装在管道上；然后再安装拉力螺杆，使整个装置固定在破裂断裂管道上，最后，将气囊充气使封堵组件抱紧破裂断裂管道，关闭扩展法兰上安装的阀门完成封堵，或通过导流管道对介质进行倒流处理。

本发明的优点和积极效果：

（1）本装置安装速度快，可对流体介质管道在自然灾害或施工过程中的人为失误导致的破裂断裂情况，进行应急封堵或导流处理防止介质大面积泄露。

（2）本装置采用组合环状摩擦自锁机构将封堵组件安装固定管道端部开口处，在压力较高的管道封堵过程中不会脱落，安全可靠。

（3）封堵组件利用其内部多层的密封气囊将管道抱紧，并在管道外壁与密封组件可以构成的环状空间内形成节流腔体适应压力较高的管道封堵。

（4）壳体端部设有标准法兰扩展接口，与阀门或者导流管道连接对管道内部的流体进行封堵或导流。

附图说明

图1为本发明整体组合状态示意图一。

图2为本发明整体组合状态示意图二。

图3为本发明的摩擦自锁组件与拉力螺杆组合状态示意图一。

图4为本发明的摩擦自锁组件与拉力螺杆组合状态示意图二。

图5为本发明的封堵组件结构示意图。

图6为本发明的封堵组件的剖视图。

图7为本发明的环状气囊的示意图；

图8是本发明的环状气囊的剖视图。

图中：1是封堵组件，2是拉杆螺杆组件，3是摩擦自锁组件，4是拉力螺杆，5是拉力螺杆安装支架，6是第一半圆卡具，7是铰链，8是拉杆螺母，9是螺栓，10是连接法兰，11是第二半圆卡具，12是扩展法兰，13是环状气囊，14是进气通道，15是固定法兰。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

实施例1：当危险源介质管道需要进行端口封堵或导流处理时，首先将封堵组件进行装配具体过程如下：组装自锁防脱卡环装置，将第一半圆卡具6与第二半圆卡具11通过铰链7连接形成完整的圆周管道卡具，即摩擦自锁组件3；将拉力螺杆4通过拉力螺杆安装支架5的安装孔进行安装如图3，构成自锁防脱卡环装置。组装密封组件1将环状气囊13（共三个）一次安装在钢制外壳上构成密封组件。整体组装，将摩擦自锁组件3通过三个长度不同的拉力螺杆4和拉杆螺母8与密封组件1的固定法兰15连接固定。将扩展法兰12与相应导流管道和阀门连接，使其具有导流和封堵的功能。

（1）导流工况一：当发生流体介质管道需要倒流处理时实施步骤：分别打开三个摩擦自锁组件2（由第一半圆卡具6与第二半圆卡具11通过铰链7连接形成）通过第一半圆卡具6与第二半圆卡具11上的连接法兰10利用螺栓9固定在破裂断裂管道管口附近的外管壁上，将先前已经装完成的整体装置安装在需要导流的管道的管口处；使密封组件1的三个环状气囊13充气后能够与外管壁充分接触。将三个环状气囊13通过压缩机依次充气，使其在气体压力膨胀抱紧管道外壁实现密封（在管道外壁与密封组件1可以构成的环状空间内形成节流腔体适应压力较高的管道封堵），此时压力较高的液压介质通过与扩展法兰12连接的导流管道实施导流处理。

（2）导流工况二：当发生流体介质管道需要封堵处理时的步骤：装置安装过程与导流工况相同，不同的是扩展法兰12上连接的是盲板或是阀门及管道。当为盲板时，直接将三个环状气囊13通过压缩机管道依次充气，使其在气体压力膨胀抱紧管道外壁实现密封封堵完成。当扩展法兰12连接的是阀门和导流管道时；首先将阀门打开进行安装（装置安装过程与导流工况相同可大大降低设备安装的流体阻力尤其是流速快的流体在流动过程中的安装），然后将三个环状气囊13通过压缩机管道依次充气，使其在气体压力膨胀抱紧管道外壁实现密封，此时压力较高的液压介质通过与扩展法兰12连接的导流管道实施导流处理。最后将阀门缓慢关闭实现封堵。

本装置安装速度快，可对流体介质管道在自然灾害或施工过程中的人为失误导致的破裂断裂情况，进行应急封堵或导流处理防止介质大面积泄露。采用组合环状摩擦自锁机构3将封堵组件1安装固定管道端部开口处，在压力较高的管道封堵过程中不会脱落，安全可靠。封堵组件1利用其内部多层的密封气囊13将管道抱紧，并在管道外壁与密封组件1可以构成的环状空间内形成节流腔体适应压力较高的管道封堵；壳体端部设有标准法兰扩展接口12，与阀门或者导流管道连接对管道内部的流体进行封堵或导流。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。