CN105209812A - 用于隔离罐、管道或罐及管道组的管道封闭装置 - Google Patents

Abstract

一种堵头，用于封闭和隔离其内壁形成直径称为第一直径的基本呈圆柱形的空腔的管道(9)，堵头具有：主体(110)，其基本具有圆柱体形状，以允许堵头插入空腔中；密封垫构件(120)，其围绕限定主体形状的圆柱体(110)的侧壁凸起，主体(110)具有多个装配构件，多个装配构件形成圆柱体(110)，堵头具有位置保持系统，其具有多个防滑垫块(140；340)和测力构件(342)。

Description

用于隔离罐、管道或罐及管道组的管道封闭装置

技术领域

本发明涉及允许封闭管路、罐或罐及管道组以使其隔离尤其以便进行液压试验、测试或保养作业的封闭装置。

背景技术

多种工业设备具有储存器(容器、罐、交换器等)，储存器连接于一些管道(管路)，用以使往往处于压力下的为液态或气态的流体通过。为了确保这些设备安全可靠工作，这种系统的保养需要定期进行密封性测试，压力设备的管理还要求定期进行液压试验。

为了进行容器、罐或其他任何类型的储存器的密封性测试或液压试验，目前需要改变设备的配置，以形成测试或试验“泡区(bulle)”，即形成封闭空间，该封闭空间允许将储存器增压，以对其进行技术评估，尤其是密封性方面的技术评估。

因此，为了形成这种封闭空间，必须能封闭罐的每个入口/出口——当入口/出口连接于管道时尤其如此，以隔离罐的内部容积。

为此，可使用在入口/出口处结合于罐的开关部件。但是，通常，不是在每个管道处都装设有开关部件。此外，通常必须在进行任何液压测试或试验之前检查和确保每个开关部件都正常工作，确保其密封性。最后，通常使用于罐上的开关工艺往往不适用于获得液压测试或试验所需的完全密封性，开关部件的尺寸并非总是确定成在液压测试或试验期间耐受增压。

当管道之一未配有这样的开关部件时，或者开关部件不适用于液压测试或试验的应力时，一种解决办法在于使用适于隔离罐的堵头。但是，在使用所谓危险性流体(有毒、易燃、易爆等流体)或热流体(例如蒸汽)的工业中，储存器和管路未配有在拆卸之后能布置允许进行封闭的螺栓固定封头(盲板、盲法兰)的法兰。因此，一般来说，必须切断管道，在管道的切断部分处焊接封闭部件。

可惜，这种管道封闭技术具有许多缺陷。首先，这种解决方案意味着实施起来很复杂，导致要进行长时间操作，需要稀少的专门人力资源(焊工、检验员等)，需要大量的后勤保障设备(吊车、脚手架、气闸、拆除保温材料的器械等)。操作还具有存在很多实施变数(故障、缺陷等)的危险。最后，该解决方案在一些设备(尤其是承受特殊规范的设备)上的实施需要建立专门规章档案及进行专门检查，例如X射线检查。至于这些检查，它们从放射性防护的角度来看具有较大危险性，要防止任何共活化作用。

用于避免与使用焊接堵头有关的这些缺陷的一种解决方案在于使用现有的封闭装置，将封闭装置定位在管道中以封闭管道。2000年1月20日公开的国际专利申请WO00/03172提出用于定位在管道端部处的法兰堵头的多种实施方式。这种堵头坚固，可耐受高压，但其处理仍非常复杂，当待封闭隔离的管道具有大直径时尤其如此。在待封闭管道的直径大于与管道连接的储存器的人孔的直径的情况下，则必须切断管路以引入堵头。此外，这种堵头的固有密封性在管的密封性测试过程中既不能被检查也不能被控制，从而必要时可能使测试结果产生错误。还应当注意到由于夹紧系统而存在损坏管路的严重危险。

2006年4月27日公开的美国专利申请US2006/0086400也提出了堵头的一种解决方案。这种封闭装置可封闭和隔离管道，以进行密封性测试，堵头的特定构型还可控制堵头的固有密封性。但是，所提出的解决方案不适于大直径管道，不能耐受密封性测试或液压试验的高压。这种堵头的结构另外也很复杂和笨重，使得其安装和实施更加困难。

另外，现有的所有封闭解决方案的缺陷是需要切断管道，管道因而必须被封闭以隔离罐，从而形成测试所需的封闭空间。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提出一种管道封闭装置，其允许弥补前述缺陷的至少之一。

特别是，本发明的目的在于提出一种封闭装置，其可布置在储存器例如罐的管道中而无需切断所述管道。封闭装置在安装之后的最终直径大于要经其引入封闭装置的罐孔的直径。

本发明还旨在提出一种封闭装置，其安装简单，无需与通常保养作业不同的专门人才。

本发明还旨在提出一种封闭装置，其可布置在具有大直径(通常大于1000毫米)的管道中，可使堵头定位在管路的任何直管段中，还适于耐受液压测试或试验所施加的应力，尤其是压力方面的应力。

本发明还旨在提出一种封闭装置，其在管道中的安装很简单，其在管道中的保持简单有效，且可实施于管道的任何部分。封闭装置足够坚固和保持在位，以允许进行高压管道测试。

本发明概要

为此提出一种封闭装置，用于封闭和隔离其内壁形成直径称为第一直径的基本呈圆柱形的空腔的管道，封闭装置具有：

-主体，其基本具有直径称为第二直径的圆柱体的形状，第二直径小于第一直径，以允许封闭装置插入空腔中；以及

-密封垫构件，其围绕限定主体形状的圆柱体的侧壁凸起，以封闭在主体与管道内壁之间形成的自由空间，

其特征在于，主体具有多个装配构件，所述多个装配构件可装配在一起以形成限定主体形状的圆柱体，每个装配构件具有的形状内接于由正交三维限定的平行六面体形容积中，其中，三维中的至少二维的长度小于第二直径。

装配构件的至少二维的长度小于圆柱形主体的直径的事实允许穿过尺寸小于主体直径、因而小于管道直径的孔操纵这些装配构件。

根据一优选方面，封闭装置还具有位置保持系统，位置保持系统具有多个防滑垫块，防滑垫块能平移地安装在一些装配构件中，以便展开靠在管道内壁上，以确保通过压紧保持封闭装置，全部防滑垫块形成一个总接触面，总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体的截面的至少一半周边上。

防滑垫块的布置和构型确保保持堵头，而无需辅助保持部件，这特别有利，因为这样可使堵头定位在管道的任何部分中，而不是仅仅定位在管道端部。

该封闭装置的可单独地或组合地采用的优选但非限制性的方面如下：

-位置保持系统具有测力构件，用于测量防滑垫块施加在管道内壁上的作用力。

-每个防滑垫块安装在压挤系统如作动筒系统或螺杆-作动筒系统上，压挤系统具有锁定系统，用以在防滑垫块展开于管道内壁上之后防止防滑垫块平移。

-封闭装置还具有防动系统，用于在位置保持系统发生故障的情况下防止封闭装置在管道中平移，所述防动系统具有锁定构件，用于当封闭装置在管道中平移运动时起动工作。

-防动系统的每个锁定构件是滚子，滚子相对于位置保持系统的防滑垫块安装在偏心件上，且具有用于与管道内壁接触的接触面。

-全部防滑垫块形成一个总接触面，该总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体的截面的整个周边上。

-三维中的至少二维的长度小于或等于第二直径的一半，优选小于或等于第二直径的三分之一。

-主体按圆柱体圆截面的弦划分，装配构件中的多个装配构件形成圆柱体的圆形分块。

-主体按圆柱体圆截面的半径划分，装配构件中的多个装配构件形成圆柱体的扇形区块。

-主体还按圆柱体的截面划分，以形成多个基本圆柱体，装配所述多个基本圆柱体则形成主体的圆柱体。

-主体具有内部密封垫，每个内部密封垫布置在两个相邻的基本圆柱体之间。

-主体分成至少三个基本圆柱体，每个基本圆柱体又分成至少三个装配构件。

-位置保持系统的不同防滑垫块安装在形成基本圆柱体之一的装配构件中。

-密封垫构件具有至少两个膨胀式密封垫，用于围绕形成主体的圆柱体进行定位。

–封闭装置还具有仪表测量系统，用于检查和控制膨胀式密封垫中的压力以及在两个相邻膨胀式密封垫与主体壁及管壁之间所形成的每个垫间空间中的压力。

-每个装配构件具有蜂窝状结构。

根据一特殊方面，该封闭装置用于具有用以操作装配构件的人孔的罐中，以便封闭直径为1000毫米至2000毫米之间的管道，其中人孔的直径为400毫米至600毫米之间。

附图说明

从下面应参照附图阅读的仅仅作为示意性的非限制性的说明中，本发明的其他特征和优点将得到更好理解，附图中：

-图1是罐的示意图，罐具有配有不同类型的堵头的多个管道；

-图2是根据本发明的一实施方式的堵头的主体结构的示意图；

-图3是根据本发明的第一实施方式的堵头的剖面图，堵头布置在待封闭管道内；

-图4是罐的示意图，罐具有带有仪表测量系统的根据本发明的堵头；

-图5是根据本发明的第二实施方式的堵头的剖面图，堵头布置在待封闭管道内；

-图6是图5所示的堵头沿平面A-A的视图，示出位置保持装置；

-图7是图5所示堵头的透视图；

-图8是根据本发明的堵头的防动系统的侧视示意图；

-图9是图8所示防动系统的正视示意图。

具体实施方式

图1示出储存器如罐1，其可用于任何类型的工业设备中，例如核电站内，以引导和储存液态或气态形式的流体。该罐1具有多个入口/出口，所述多个入口/出口一般连接于可使流体流向罐或从罐1流动的管道。罐可具有大为不同的相关的容积和尺寸，但是，罐通常具有介于2立方米至800立方米之间的内部容积，在后一种情况下，对于6米的直径，罐可具有约30米的长度。

图1还示出封闭所述入口/出口的不同解决方案，尤其是示出现有技术中的上述已有的解决方案。

因此，罐1具有管道2，管道2具有固定法兰，固定法兰上可固定允许封闭所述管道2的盲板(fondplein)3。

图中还示出两个管道4，这两个管道配有持久性存在的、尤其用于调节流体流量的阀门5，因而阀门可用于关闭这些管道4，隔离罐1的内部容积。

管道6与罐1成一体，因此，若不切断该管道6，则不能用阀门或盲板进行隔离。因此，必须在管道6内定位专用堵头，以便能封闭该管道并且因而隔离罐1的内部容积。特别是，管道在焊接于带有适合监测器的罐1的入口/出口时被视为是与罐“成一体”的。

罐1还具有一般呈圆形的人孔7即开口，其尺寸可使人进入罐1内。这种人孔7的标称直径可为400毫米至600毫米之间，优选地约为500毫米。

如果管道6的内径小于人孔7的直径，那么，可使适于管道6直径的堵头8通过足够大的人孔7进入罐1的内腔中。但是，该堵头8应该适应于物理应力，尤其是对罐1待进行的液压测试或试验所要求的压力方面的物理应力。显然，当管道9的直径大于人孔7的直径时，不可能配合已知的堵头采用这种封闭方式。实际上，管道的直径可大于700毫米，例如介于1000毫米至2000毫米之间，例如约为1400毫米至1500毫米。

这里提出一种可拆卸的多构件式封闭装置10，组成该装置的每个装配构件的尺寸允许将装配构件通过人孔7引入到罐1内，当所有装配构件安装在一起时，封闭装置10的尺寸基本等于管道9的内部尺寸。

因此，多构件式封闭装置10是这样一种堵头：其设计用于首先被引入到罐1或任何其他类型的储存器中，然后在待封闭管道中或待封闭管道9附近被装配到一起。

为此，堵头10具有多个装配构件，所述多个装配构件一旦装配在一起，就形成主体110，主体基本具有圆柱体的形状，其直径小于管道9的直径，以使封闭装置可插入管道9的空腔中。另外，密封垫构件120围绕主体110的侧壁凸起，以封闭在主体110与管道9的内壁之间形成的自由空间。

为使堵头10能引入罐1中，装配构件的至少二维的长度必须小于人孔7的直径。罐1的管道直径可达人孔7直径的两至三倍，因而装配构件的所述二维的长度可小于或等于管道9的直径的一半，优选小于或等于该直径的三分之一。

最佳化堵头10的主体110的划分，以形成易于操作的装配构件，从而允许简单地由罐1的内部安装好堵头。

优选地，主体110按圆柱体的圆截面的弦划分，弦平行于圆的直径之一或者通过圆心(所述弦此时相应于一直径)。

当主体110按平行于圆的直径之一的弦划分时，装配构件中的多个装配构件形成圆柱体的一些圆形分块。

当主体110按圆的直径或半径划分时，装配构件中的多个装配构件形成圆柱体的一些扇形区块。

当形成主体110的圆柱体较长时，尤其是当其长度大于人孔7的直径时，主体110也可按圆柱体的截面划分，以便形成多个基本圆柱体，装配所述多个基本圆柱体则形成主体的圆柱体。

图2示出对于堵头10的主体110的一种优选划分。根据该实施方式，堵头10被分成三个基本圆柱体111、112、113，每个基本圆柱体111、112、113又被分成三个装配构件1111、1112、1113；1121、1122、1123；1131、1132、1133。

根据图2所示的实施方式，可看到，沿两条弦划分每个基本圆柱体111、112、113，而将装配构件分成两个圆形分块1111、1113；1121、1123；1131、1133和一个中间分块1112、1122、1132，其沿圆柱体的一直径。

另一种可行的划分示于图7，其中，堵头10被分成多个基本圆柱体，每个基本圆柱体按半径分成一些为扇形区块的装配构件。在该图所示的特殊实施例中，堵头10具有两个基本圆柱体311、313，每个基本圆柱体由十个呈扇形区块的装配构件3110、3130形成。

组成主体结构的每个装配构件设计成获得质量/强度之间的最优兼顾。例如，可选择蜂窝状结构。所用材料还选择成使这种兼顾最佳化，例如可用金属(例如不锈金属或钛)或者用复合材料制造装配构件。优选地，形成堵头的每个装配构件的重量限于25千克，以便于对其手动处理。

另外，堵头10可具有内部密封垫130，每个内部密封垫130布置在相邻的两个基本圆柱体之间，以确保主体110的总体密封性。这种内部密封垫130例如可呈圆盘和/或环状体的形式，用例如氯丁橡胶这样的密封材料制成。

此外，优选地，堵头10的密封垫构件120具有至少两个膨胀式密封垫120，例如O形圈或唇式密封圈，用于围绕形成主体110的圆柱体进行定位。

这些膨胀式密封垫120不仅可确保堵头10的整体密封性，还可弥补管道的内壁的表面或几何缺陷。

这种膨胀式密封垫120例如可定位在由装配构件装配而形成的环形槽部中。在这方面，可在一个或多个基本圆柱体上布置环形槽部。还可考虑环形槽部由两个相邻的基本圆柱体装配而形成。在后一种情况下，膨胀式密封垫120还具有促进堵头10内部密封性的优点，因为膨胀式密封垫增强两个相邻的基本圆柱体之间的密封性。

此外，具有至少两个膨胀式密封垫120的布置可产生一种空间，该空间称为垫间空间，由两个相邻的膨胀式密封垫与主体壁及管壁形成。对该垫间空间施压，则可检查堵头10的内部密封性及确保对罐1的测试良好进行。在这方面，例如可配置压力传感器，压力传感器设置用于测量该垫间空间内的压力。

因此，这种布置可在堵头定位在管道9中时检查该堵头10的内部密封性。此外，一旦封闭空间处于压力下，使用专用监测系统则也可在测试期间检查堵头的密封性。因此，在灌注或测试罐1期间发生泄漏的情况下，可检查泄漏是否全部或部分地源自于堵头，将通过监测垫间空间处的压力所测得的泄漏情况反馈到罐测试结果中。

一般来说，在罐1的入口/出口与相关的管道9之间存在连接点，例如焊点11，如图3所示。优选地，将堵头10布置在焊点11的上游，以免为了试验罐1而必须对焊点进行测试。在罐1的入口/出口管道长度不足以接纳堵头的情况下，那么，有利的是相对连接点11定位堵头10的垫间空间，以便能够通过垫圈间的控制线施压于焊点。

为了进行堵头10的密封性的初期和/或连续检查，可配置控制台20，控制台20安装在测试或试验用的封闭空间之外，如图4所示。该控制台具有仪表测量线201、202、203，这些仪表测量线连接于膨胀式密封垫120和垫间空间，以检查和控制相应的压力。这些仪表测量线201、202、203例如可穿过装配构件中形成的插口，在人孔7处从罐1引出，以便被连接于控制台20。在人孔处的通过可借助于测试盖204进行，测试盖204可封闭人孔，同时可使仪表测量线通过。

多构件式封闭装置10还具有防滑垫块，防滑垫块可使堵头锁定在管道9中，因而允许将堵头安装在与待测试容积连接的管路的管段的任何直形部分中。实际上，每个防滑垫块安装在主体110上，以便能够被迫靠在管道9的内壁之一上。优选地，垫块设计成所用材料的硬度低于管路材料的硬度，以便不会将管路划出痕迹。例如，可选用氯丁橡胶制的防滑垫块、甚至硬度较小的金属制的防滑垫块。

每个防滑垫块还可连接于例如作用力传感器或测力轴类型的测力系统，以精密地控制防滑垫块施加在管道9的内壁上的应力。这种控制既可确保作用力足以使堵头保持定位在管道中，还可防范防滑垫块对管道9施加的应力不会损坏管道。

防滑垫块与管道内壁之间的接触面优选足够大，以使堵头10最大限度地保持在管道9中。优选地，全部防滑垫块形成一总接触面，该总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体110的截面的周边的至少一半周边上，圆柱体110的截面的周边基本相应于管道9的内壁的圆柱体截面的周边。

还优选地，防滑垫块的总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体110的截面的至少70％、或者至少80％、或者至少90％的周边上。

根据又一优选实施方式，防滑垫块的总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体110截面的整个周边上。

优选地，垫块可互换。

优选地，垫块140上的作用力由压挤装置施加，压挤装置例如是作动筒系统或螺杆-作动筒系统141，可迫使垫块140压靠在管道9的内壁上，或者在应取出堵头10时使垫块离开内壁。

还优选地，这些垫块140由“球窝”式连接件固连于作动筒或螺杆-作动筒141，以便能够施加或者压缩力或者牵拉力。

在图3所示的实施方式中，防滑垫块140每个都安装在螺杆-作动筒系统141上。防滑垫块可使堵头总体保持在管道中。

如有必要，可使用拉杆150来完善对堵头10的保持。这些拉杆150本身连接于支承侧板系统151，支承侧板系统配有支承垫块152，支承垫块152可调，优选防滑。但是，堵头设计成不使用拉杆来抵消压力引起的作用力。防滑垫块的附着力及对其施加的作用力是足够的。

也可配置定心条142，定心条在其端部同样配有防滑垫块143，该定心条142方便第一批装配构件安放在管道中。

在图5和6所示的实施方式中，防滑垫块340每个都安装在作动筒系统341上。

每个防滑垫块340还连接于作用力传感器342，作用力传感器342可精密地控制防滑垫块340在管道9中的展开和固紧。

在图5和6的实施例中，压挤装置和测力装置分别是作动筒341和作用力传感器342，压挤装置和测力装置还可通过专用仪表测量线211、212连接于控制台。

所用作动筒341还可集成有锁定系统，一旦垫块340展开靠在管道9的内壁上，锁定系统就阻止所述防滑垫块340向收起位(即朝与展开相反的方向)的平移。这种锁定系统尤其设置用于在作动筒341中发生压力损失的情况下避免任何的固紧释放。

在图5和6所示的实施方式中，位置保持系统具有多个防滑垫块340，所述多个防滑垫块340布置成使其接触面基本延伸在限定堵头的圆柱体的截面的整个周边上。

在图6所示的实施例中，配有8个防滑垫块340，其中的每个垫块的表面约呈45°延伸。

作用力传感器342和带有尤其集成有作动筒341的其展开系统的每个防滑垫块340形成呈扇形区块类型的装配构件3130。集成有防滑垫块340的这些装配构件3130一旦通过中央轴150被装配在一起，就形成封闭装置的一个基本圆柱体313。

封闭装置还具有至少一个另一集成有密封垫120的基本圆柱体311。如图7所示，基本圆柱体311能由例如可为蜂窝状结构的多个扇形区块3110形成。

图5的实施例体现出一种具有三个基本圆柱体311、312、313的结构，密封垫120布置在不同的基本圆柱体之间。

如上所述，防滑垫块340的特殊布置可确保堵头保持在管道9中，而无需借助辅助保持件。这特别有利，因为这样可使堵头定位在管道直形部分内的任何位置处，而不是如同现有技术中的堵头通常那样仅定位在管道端部，在现有技术中，需要在管道外部定位侧板，用以确保位置保持。

根据一优选实施方式，堵头还可具有防动系统，防动系统设置用于在位置保持系统发生故障的情况下、特别是如果一个或多个所述防滑垫块340不再被迫压靠在管道9的内壁上时防止封闭装置在管道中平移。

更确切的说，防动系统具有锁定构件，这些锁定构件设置用于一旦堵头在管道9中略有平移运动就起动工作，如果带有防滑垫块340的位置保持系统有故障则可能会出现这种平移运动。

例如，如图8和9中所示，防动系统的每个锁定构件可具有滚子400，滚子400相对于位置保持系统的防滑垫块340安装在偏心件410上。该滚子400布置成具有接触面，该接触面用于与管道9的内壁接触。

因此，如果例如在防滑垫块式保持系统发生故障的情况下和在超压的情况下，所述堵头在管道中会发生平移移动，则利用偏心件410安装滚子400意味着滚子将转动，直至施加靠于管道9的内壁上的压紧应力，从而使堵头停止平移。

这种防动系统不但可与上述多构件式堵头配合使用，而且还可与具有例如基于使用被迫压靠在管道内壁上的防滑垫块的类似的位置保持系统的任何其他类型的堵头配合使用。

因此，在这方面可配置一种封闭装置，该封闭装置用于封闭和隔离其内壁形成直径称为所谓第一直径的基本呈圆柱形的空腔的管道9，封闭装置具有：

-主体110，主体基本具有直径称为第二直径的圆柱体的形状，第二直径小于第一直径，以允许封闭装置插入空腔中；以及

-密封垫构件120，它们围绕限定主体形状的圆柱体110的侧壁凸起，以封闭在主体110与管道9的内壁之间形成的自由空间，

–位置保持系统，位置保持系统例如可具有多个防滑垫块140、340，这些防滑垫块能平移地安装在主体中，以便被展开靠在管道9的内壁上，以确保通过压紧保持封闭装置，全部防滑垫块优选形成一个总接触面，该总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体110的截面的周边的至少一半周边上，以及

-如上所述的防动系统，防动系统设置用于在位置保持系统发生故障的情况下防止封闭装置在管道9中平移，所述防动系统优选具有锁定构件400，锁定构件400布置用于当封闭装置在管道9中平移运动时起动工作。

堵头10在罐1中的安装按以下一般步骤进行：

1.打开罐1；

2.通过人孔7将组成多构件式堵头10的不同部件引入到罐1中；

3.装配好多构件式堵头10；

4.在堵头10和人孔7之间安装仪表测量系统；

5.施压于多构件式堵头10；

6.灌注罐1，施压于封闭空间，测试罐1，排空罐1；

7.对多构件式堵头10减压；

8.收起仪表测量系统；

9.拆卸多构件式堵头10；

10.通过人孔7撤出组成多构件式堵头10的不同部件；

11.封闭罐1。

下面，将就多构件式堵头10在管道中直接装配的情况来详述多构件式堵头10的装配步骤3，这样尤其是当部件沉重及管道直径很大时非常方便其实施。

对于如图2和3所示的堵头的装配步骤可如下：

3-1.将定心条142装配在装配构件1112上；

3-2.与管路9的轴线垂直地沿竖直方向定位装配构件1112，仔细地通过使间隙分布在管路与两个部件组成的结构之间来使该装配构件准确定中心。间隙的分布和锁定优选用螺杆-作动筒进行；

3-3.将装配构件1111装配在装配构件1112上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-4.将装配构件1113装配在装配构件1112上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-5.在防滑垫块140上施加所需的作用力，注意使间隙均匀地分布在部件和管路9之间及检查作用力测量结果；

3-6.定位第一圆盘间密封垫130；

3-7.定位第一膨胀式密封垫120；

3-8.将装配构件1121装配在由装配构件1111、1112、1113形成的基本圆柱体111上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-9.将装配构件1122装配在装配构件1121、1111、1112、1113上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-10.将装配构件1123装配在装配构件1121、1122、1111、1112、1113上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-11.施压于防滑垫块140使其靠在壁上，同时注意使间隙均匀地分布在部件和管路9之间；

3-12.定位第二圆盘间密封垫130；

3-13.定位第二膨胀式密封垫120；

3-14.将装配构件1131装配在由装配构件1121、1122、1123形成的基本圆柱体112上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-15.将装配构件1132装配在装配构件1131、1121、1122、1123上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-16.将装配构件1133装配在装配构件1131、1132、1121、1122、1123上(例如用螺钉穿到蜂窝状结构中)；

3-17.在防滑垫块140上施加所需的作用力，同时注意使间隙均匀地分布在部件和管路9之间并检查作用力测量结果；

3-18.仔细地插入拉杆150，使拉杆穿过形成基本圆柱体112和113的装配构件，将拉杆旋拧到形成基本圆柱体111的装配构件中；

3-19.必要时装配支承侧板系统151，用接触垫块152使支承侧板151定位在罐1的孔的入口上；

3-20.拧紧螺母到拉杆150上，以锁定支承侧板151。

如图5、6和7所示的堵头的装配步骤可如下：

3-1.定位配有测力传感器342的第一批防滑垫块340和防移离构件400；

3-2.定位第一作动筒/螺杆-作动筒341；

3-3.定位中央轴150；

3-4.定位配有测力传感器342的最后的防滑垫块340和作动筒/螺杆-作动筒341；

3-5.施压于作动筒341，同时用传感器342控制作用力；

3-6.定位基本圆柱体之一313的第一蜂窝状扇形构件；

3-7.定位第一膨胀式密封垫120；

3-8.定位另一基本圆柱体312的第二蜂窝状扇形构件；

3-9.定位第二膨胀式密封垫120；

3-10.定位最后一个基本圆柱体311的最后的蜂窝状扇形构件。

对多构件式堵头10施压的步骤5可分解成如下：

5-1.施压于第一膨胀式密封垫120；

5-2.施压于第二膨胀式密封垫120；

5-3.施压于垫间空间；

5-4.检查三种压力的稳定性，以检查堵头10的内部密封性。

如由上述可见，所提出的多构件式堵头10特别有利，首先，因为该堵头可封闭任何类型的管道，而不管其直径如何，且无须切断这种管道，而且对于大的压力范围，无需保持装置即可将该堵头完全定位于管路的管段中。

实际上，由于其多构件结构，可将堵头引入任何罐中，可将堵头用于任何直径的管路。实际上，封闭装置在安装之后的最终直径大于要引入封闭装置的人孔的孔径。

已经参照一个罐或罐与管道组的隔离说明了堵头，其中人孔布置在罐中。也可考虑将堵头用于仅仅隔离大直径管道，大直径管道具有人孔，可由该人孔引入多构件式堵头10。

即便所提出的堵头特别有利于封闭其直径大于人孔直径的管道，但当然其也可用于直径小于人孔直径的管道。实际上，多构件式结构允许非常容易操纵部件以进行安装。

使用这种堵头，安置和收起时间明显地少于焊接堵头的安置和收起时间。另外，既不需要任何规定资料，也不需要任何无损检查。

此外，后勤保障需要非常有限，“普通”资历的人力资源就足以安装堵头。这种堵头还允许不使用热点施工(打磨、焊接等)，从而消除火灾危险性。

这种堵头还设计成耐受高压(例如对于标称直径为1400毫米的管道，耐受35巴的压力，对于小标称直径的管道，具有高耐压强度)，无需在管道外部布置保持装置。

另外，这种堵头可应用于任何类型的工业设备中，包括具有危险性的设备例如核电站中。因此，这种堵头可用于解决容器、罐、交换器或管路管道的任何“隔离”问题，以进行密封性测试、液压试验或任何其他需要密封的操作，尤其是对于具有大标称直径的管路。

读者应当明白，实际上在不超出这里所述的新教导和优点的情形下可进行许多改变。因此，所有此类改变用于包含到本所述封闭装置的保护范围内。

参考文献

-WO00/03172

-US2006/0086400

Claims (16)

1.一种封闭装置，用于封闭和隔离管道(9)，管道的内壁形成直径称为第一直径的基本圆柱形的空腔，封闭装置具有：

-主体(110)，主体基本具有直径称为第二直径的圆柱体的形状，第二直径小于第一直径，以允许封闭装置插入空腔中；以及

-密封垫构件(120)，密封垫构件围绕限定主体形状的圆柱体(110)的侧壁凸起，以封闭在主体(110)与管道(9)的内壁之间形成的自由空间，

其特征在于，主体(110)具有多个装配构件(1111，1112，1113；1121，1122，1123；1131，1132，1133；3110；3130)，所述多个装配构件能装配在一起以形成限定主体形状的圆柱体(110)，每个装配构件(1111，1112，1113；1121，1122，1123；1131，1132，1133；3110；3130)具有内接于由正交三维限定的平行六面体形容积中的形状，其中，三维中的至少二维的长度小于第二直径；

并且，封闭装置还具有位置保持系统，位置保持系统具有多个防滑垫块(140；340)，防滑垫块能平移地安装在一些装配构件上，以展开靠在管道(9)的内壁上，以便确保通过压紧保持封闭装置，全部防滑垫块形成一个总接触面，总接触面延伸在限定主体形状的圆柱体(110)的截面的周边的至少一半周边上，位置保持系统还具有测力构件(342)，测力构件设置用于测量防滑垫块(340)在管道(9)的内壁上施加的作用力。

2.根据权利要求1所述的封闭装置，其特征在于，每个防滑垫块(140；340)安装在压挤系统(141；341)如作动筒系统或螺杆-作动筒系统上，压挤系统具有在防滑垫块展开于管道(9)的内壁上之后防止防滑垫块平移的锁定系统。

3.根据权利要求1或2所述的封闭装置，其特征在于，封闭装置还具有防动系统，防动系统设置用于在位置保持系统发生故障的情况下防止封闭装置在管道(9)中平移，所述防动系统具有锁定构件(400)，锁定构件布置用于当封闭装置在管道(9)中平移运动时起动工作。

4.根据权利要求3所述的封闭装置，其特征在于，防动系统的每个锁定构件是滚子(400)，滚子相对于位置保持系统的防滑垫块(340)安装在偏心件(410)上，滚子具有用于与管道(9)的内壁接触的接触面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭装置，其特征在于，全部防滑垫块形成延伸在限定主体形状的圆柱体(110)的截面的整个周边上的一个总接触面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的封闭装置，其特征在于，三维中的至少二维的长度小于或等于第二直径的一半，优选小于或等于第二直径的三分之一。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的封闭装置，其特征在于，主体(110)按圆柱体的圆截面的弦划分，装配构件中的多个装配构件(1111，1113；1121，1123；1131，1133)形成圆柱体的一些圆形分块。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的封闭装置，其特征在于，主体(110)按圆柱体的圆截面的半径划分，装配构件中的多个装配构件(3110；3130)形成圆柱体的一些扇形区块。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的封闭装置，其特征在于，主体按圆柱体的截面划分，以形成多个基本圆柱体(111；112；113；311；312；313)，装配所述多个基本圆柱体则形成主体(110)的圆柱体。

10.根据权利要求9所述的封闭装置，其特征在于，主体(110)具有内部密封垫(130)，每个内部密封垫(130)布置在相邻两个基本圆柱体(111；112；113；311；312；313)之间。

11.根据权利要求9或10所述的封闭装置，其特征在于，主体(110)分成至少三个基本圆柱体(111；112；113；311；312；313)，每个基本圆柱体又分成至少三个装配构件(1111，1112，1113；1121，1122，1123；1131，1132，1133；3110；3130)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的封闭装置，其特征在于，位置保持系统的不同防滑垫块安装在形成基本圆柱体(111；112；113；311；312；313)之一的装配构件中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的封闭装置，其特征在于，密封垫构件(120)具有至少两个膨胀式密封垫(120)，膨胀式密封垫用于围绕形成主体(110)的圆柱体进行定位。

14.根据权利要求13所述的封闭装置，其特征在于，封闭装置还具有仪表测量系统(200)，仪表测量系统设置用于检查和控制膨胀式密封垫(120)中的压力以及在相邻两个膨胀式密封垫与主体壁及管壁之间所形成的每个垫间空间中的压力。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的封闭装置，其特征在于，每个装配构件(1111，1112，1113；1121，1122，1123；1131，1132，1133；3110；3130)具有蜂窝状结构。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的封闭装置，其特征在于，封闭装置用于罐(1)中，以封闭直径为1000毫米至2000毫米之间的管道，其中所述罐具有用以操纵装配构件的人孔(7)，人孔(7)的直径为400毫米至600毫米之间。