Самоходное транспортное средство для движения внутри трубопровода

 

Изобретение относится к устройствам шагового перемещения, предназначенным для контроля или ремонта трубопроводов. Цель изобретения - повышение проходимости в криволинейных и ступенчатых трубопроводах. Устройство содержит пневмопривод 1, шток 4, цилиндр 2 которого несут опорные пояса 12 и 13, выполненные в виде шарнирных параллелограммов 14 и 15, соединенных с приводами 16 и 17 их радиального выдвижения. Шток 4 выполнен из двух стержней 9 и 10, которые соединены между собой шаровым шарниром 11, имеющим механизм блокировки поворота, выполненным в виде кольцевого пневмоцилиндра 34 с поршнем 35, упирающимся в шайбу 36, установленную на стержне 10 перпендикулярно его продольной оси. Устройство движется попеременным заклиниваем пояса 13 с перемещением штока 4 с поясом 12 вперед, затем расклиниванием пояса 12 и подтягиванием к нему цилиндра 2 с поясом 13. При необходимости прохождения криволинейной части трубопровода из полости 37 выпускают воздух, поршень 35 отходит от шайбы 36 и шарнир 11 становится свободным для поворота. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к самоходным устройствам для перемещения внутри трубопровода и может быть использовано для переноса различных грузов, приборов и устройств, предназначенных для монтажных или очистных работ, а также средств неразрушаемого контроля. Цель изобретения - повышение проходимости в криволинейных и ступенчатых трубопроводах. На фиг. 1 изображено самоходное транспортное средство в момент выполнения шага в трубопроводе, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в момент захода устройства в участок трубопровода меньшего диаметра; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 - схематическое изображение устройства при перемещении по изогнутому участку; на фиг. 5 - то же, при переходе через расходомерную шайбу; на фиг. 6 - то же, при закреплении опорного пояса по внутренней поверхности расходомерной шайбы. Устройство содержит привод 1 продольного перемещения, включающий взаимно подвижные в осевом направлении элементы - кольцевой пневмоцилиндр 2 и поршень 3 со штоком 4. В пневмоцилиндре 2 имеются каналы 5 и 6 для подачи давления в его поршневую 7 и штоковую 8 полости. Шток 4 состоит из переднего 9 и заднего 10 стержней, соединенных сферическим шарниром 11. Пневмоцилиндр 2 и шток 4 несут опорные пояса 12 и 13, выполненные в виде шарнирных параллелограммов 14 и 15, с приводами 16 и 17, включающими кольцевые пневмоцилиндры 18 и 19 с поршнями 20 и 21, возвратными пружинами 22 и 23, полостями 24 и 25 и каналами 26 и 27 для подачи воздуха. Звенья шарнирных параллелограммов 14 и 15 наклонены навстречу друг другу, а опорные звенья 28 и 29 установлены с перекрытием в осевом направлении и снабжены роликами 30, поджимаемыми пружинами 31. Параллелограммы 14 и 15 с поршнями 20 и 21 связаны тягами 32 и 33. На переднем стержне 9 штока 4 концентрично расположен кольцевой пневмоцилиндр 34 с поршнем 35, который упирается в плоскую шайбу 36, установленную на стержне 10 перпендикулярно его продольной оси. Поршневая полость 37 цилиндра 34 имеет канал 38 для подачи воздуха. На торце кольцевого пневмоцилиндра 18 может быть закреплено телевизионное устройство 39 для осмотра трубопровода 40 и командный аппарат 41. Поршень 3, шток 4 и сферический шарнир 11 выполнены полыми и в них проложены пневмокоммуникации 42. Устройство работает следующим образом. В сложенном состоянии устройство вводят в трубопровод 40. Через каналы 26 и 27 в полости 24 и 25 пневмоцилиндров 18 и 19 подают давление, при этом поршни 20 и 21 перемещаются, а тяги 32 и 33, шарнирно связанные с поршнями 20, 21, разводят шарнирные параллелограммы 14 и 15 до упора рабочими звеньями 28 и 29 во внутреннюю поверхность трубопровода 40, при этом давление в полостях 24 и 25 таково, что радиальное усилие опорных звеньев 28 и 29 не обеспечивает фиксации опорных поясов 12 и 13 в трубопроводе, устройство лишь устанавливается соосно внутренней поверхности трубопровода, базируясь на опорных роликах 30, поджатых пружинами 31. Чтобы сделать шаг вперед, опорный пояс 13 жестко фиксируют в трубопроводе 40, для чего повышают давление в полости 25, в результате усилие на опорных звеньях 29 увеличивается, превосходя суммарное усилие пружины 31, ролики 30 утапливаются заподлицо с опорными плоскостями звеньев 29, которые теперь с усилием прижаты к внутренней поверхности трубопровода 40 и жестко фиксируют в нем опорный пояс 13. Затем давление подается через канал 5 в поршневую полость 7 пневмоцилиндра 2, поршень 3 перемещается и опорный пояс 12 прокатывается на опорных роликах 30 на величину шага. Затем опорный пояс 12 фиксируют в трубопроводе 40, для чего повышают давление в полости 24 пневмоцилиндра 18, а в полости 25 пневмоцилиндра 19 давление понижают до такой величины, что опорный пояс 13 расфиксируется, оставаясь сцентрированным на опорных роликах 30, после чего давление в полости 7 пневмоцилиндра 2 сбрасывается, а в полость 8 подается. Шток 4 в этот момент зафиксирован в трубопроводе 40 с помощью связанного с ним опорного пояса 12, поэтому при подаче давления через канал 6 в полость 8 относительно поршня 3 со штоком 4 перемещается на величину шага пневмоцилиндр 2 связанный с ним опорный пояс 13, прокатываясь на опорных роликах 30. Шарнир 11, связывающий стержни 9 и 10 штока 4, обеспечивает шарнирную развязку опорных поясов 12 и 13 между собой, благодаря чему уменьшается вероятность заклинивания устройства в трубопроводе 40. Описанный цикл повторяется и устройство шагает в трубопроводе. Перемещение устройства по криволинейным участкам осуществляется таким же способом с той лишь разницей, что опорные пояса базируются на криволинейной поверхности, и поэтому шток 4 "ломается" в шарнире 11, т.е. его стержни 9 и 10 могут устанавливаться не соосно между собой. Перемещение устройства с участка трубопровода большего диаметра на участок меньшего диаметра (преодоление "ступеньки") выполняется следующим образом. Перед выполнением шага "по ступеньке" устройство зафиксировано в трубопроводе 40 на опорном поясе 13. Подают давление через канал 39 в полость 37 пневмоцилиндра 34, при этом поршень 35 перемещается до упора в шайбу 36 и удерживается в этом положении давлением в полости 37, вследствие чего стержни 9 и 10 штока 4 устанавливаются соосно между собой. В результате концевая часть переднего стержня 9 штока 4 способна воспринимать радиальные нагрузки, например массу опорного пояса 12, не "ломаясь" в шарнире 11. Затем давление в полости 24 пневмоцилиндра 18 сбрасывает, возвратная пружина 22 перемещает поршень 20 в крайнее положение и связанные с поршнем 20 тяги 32 складывают шарнирные параллелограммы 14 навстречу параллелограммам 15, в результате опорный пояс 12 сжимается до наименьшего предельного размера. Затем подается давление через канал 5 в полость 7, поршень 3 перемещается в пневмоцилиндре 2 и не перемещает опорный пояс 12 на величину шага вдоль трубопровода 40, вводят его в участок меньшего диаметра. Далее опорный пояс 12 фиксируют на этом участке описанным способом, после чего сбрасывают давление в полости 25 пневмоцилиндра 19, возвратная пружина 23 толкает поршень 21 и связанные с ним шарнирно тяги 33, складывает шарнирно-рычажные параллелограммы 15 до наименьшего размера, что обеспечивает введение пояса 13 в участок меньшего диаметра, далее опорный пояс 13 с помощью привода 1 осевого перемещения выполняет шаг, а затем фиксируют в трубопроводе с помощью привода 17 описанным способом. Аналогичным образом устройство преодолевает расходомерные шайбы. Устройство закрепляют в трубопроводе 40 на опорном поясе 13, с помощью поршня 35 обеспечивают соосность стержней 9 и 10 штока 4 и его жесткость в поперечном направлении, складывают с помощью привода 16, а затем приводом 1 перемещают на величину шага опорный пояс 12, фиксируют его приводом 16 на внутренней поверхности расходомерной шайбы, после чего складывают приводом 17, перемещают приводом 1 и закрепляют приводом 17 там же опорный пояс 13. Рабочие звенья 28 и 29 шарнирно-рычажных параллелограммов 14, 15 в осевом направлении перекрывают друг друга, поэтому опорные звенья 28 и 29, используя этот участок перекрытия, могут одновременно закрепляться по внутренней поверхности расходомерной шайбы, даже при ее малой ширине и преодолевать ее.

Формула изобретения

1. САМОХОДНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ВНУТРИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее установленный соосно в трубопроводе силовой линейный пневмопривод в виде взаимно подвижных, например, цилиндра и штока поршня, на своих концах несущих опорные пояса, выполненные в виде равномерно расположенных по окружности в радиальных плоскостях шарнирно-параллелограммных механизмов, соединенных с приводом их выдвижения, и командный распределитель, связанный гибким шлангом с источником сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения проходимости в криволинейных и ступенчатых трубопроводах, шток поршня выполнен из двух стержней, которые своими концами соединены между собой сферическим шарниром, связанным с механизмом его блокировки. 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что указанный механизм блокировки выполнен в виде охватывающего один из стержней штока кольцевого пневмоцилиндра, поршень которого своим концом установлен напротив плоской шайбы, установленной на другом стержне штока перпендикулярно его продольной оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6