Устройство для облицовки внутренней поверхности трубопровода

 

Сущность изобретения: привод перемещения выполнен пневматическим. Набор пневмораспределителей (ПР) содержит три ПР с односторонним механическим управлением, один с односторонним пневматическим управлением и крановый ПР. Механизм стабилизации шага скорости движения содержит два обводных ролика, размещенных на направляющей, и два троса. Транспортирующие пневмоцилиндры (ПЦ) установлены между двумя рамами, нижняя из которых закреплена на корпусе облицовочной машины. На верхней раме смонтирована направляющая, на которой установлены опорные устройства с колодками с рычажными системами, связанными штоками транспортирующих ПЦ и через прижимные ПЦ с колодками. Тросы через ролики одним концом связаны с натяжным приспособлением рычажной системы одного опорного устройства. Один трос снабжен копирами, взаимодействующими с роликами дросселей системы управления. Полости каждого транспортирующего ПЦ соединены между собой через соответствующие дроссели. Прижимные ПЦ выполнены одностороннего действия с пружинным возвратом. Полости всех ПЦ соединены между собой. 4 ил.

Изобретение относится к обработке поверхности изделий облицовочными покрытиями, в частности к устройствам перемещения внутри трубопровода облицовочной машины для нанесения покрытий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известно устройство перемещения внутри трубопровода облицовочной машины для нанесения покрытий, содержащей облицовочную головку, установленную на тележке, протягиваемой через трубопровод цепью или тросом [1] Недостатком этого устройства является необходимость наличия дополнительных механизмов или приспособлений для протаскивания троса и рукава для подачи облицовочного покрытия к месту начала облицовки.

Известен также привод шагового перемещения, содержащий гидроцилиндр, на плунжере которого размещена подпружиненная храповая собачка, храповое колесо со сквозными пазами и подпружиненный фиксатор, предназначенный для взаимодействия с пазами и расположенный с противоположной стороны обода колеса относительно храповой собачки, причем храповая собачка установлена с возможностью взаимодействия с фиксатором [2] Недостатком этого привода является наличие движителя в виде колеса, с помощью которого можно обеспечить тяговое усилие пропорционально силе трения колеса о поверхность трубопровода. Кроме того, из-за неточностей в передаче и непостоянства трения возможно возникновение различных тяговых усилий на колесах, что приводит к крену или развороту облицовочной машины в трубопроводе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является самодвижущееся устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее облицовочную головку, установленную на корпусе машины, движители, перемещаемые в радиальном направлении и прижимающиеся к внутренней поверхности трубы с помощью прижимных пневмоцилиндров раздвижного механизма [3] В данном устройстве частично устранены недостатки аналогов за счет использования гусеничных движителей, прижимаемых к поверхности трубопровода раздвижным механизмом при помощи пневмоцилиндров. Однако данное устройство не лишено недостатков, которые связаны с необходимостью дополнительных энергетических затрат на преодоление сил трения в движителях. Кроме того, в этом устройстве для обеспечения требуемого тягового усилия необходима дополнительная передача для повышения крутящего момента и понижения числа оборотов пневматического двигателя.

Технический результат изобретения состоит в повышении надежности работы устройства и снижении энергозатрат на получение требуемого тягового усилия.

Для этого устройство для нанесения покрытий, содержащее облицовочную головку, установленную на корпусе машины, и прижимные пневмоцилиндры, снабжено по меньшей мере двумя транспортирующими пневмоцилиндрами с системой управления в виде набора пневмораспределителей и регулирующих дросселей, направляющей, опорными устройствами с рычажными системами, механизмом стабилизации шага и скорости движения, при этом транспортирующие пневмоцилиндры установлены между двумя рамами, нижняя из которых закреплена на корпусе облицовочной машины, а на верхней раме смонтирована направляющая, на которой установлены опорные устройства (площадки) с рычажными системами, связанными со штоками транспортирующих пневмоцилиндров и через прижимные пневмоцилиндры с опорными колодками, тросы механизма стабилизации шага и скорости движения через обводные ролики, размещенные на направляющей, одним концом связаны с натяжным приспособлением рычажной системы одного опорного устройства, а другим концом с рычажной системой другого опорного устройства, причем один из тросов снабжен копирами, взаимодействующими с роликами дросселей системы управления, полости каждого транспортирующего пневмоцилиндра соединены между собой через соответствующие дроссели, а полости прижимных пневмоцилиндров одностороннего действия с пружинным возвратом подключены к полостям транспортирующих пневмоцилиндров, при этом пневмораспределитель с двусторонним пневматическим управлением подключен к полостям транспортирующих пневмоцилиндров, пневмораспреде- лителям с односторонним механическим управлением, пневмораспределителю с односторонним пневматическим управлением, который подключен к крановому распределителю и пневмораспределителю с односторонним механическим управлением.

Введение в устройство транспортирующих пневмоцилиндров с системой управления в виде набора пневмораспределителей и регулирующих дросселей, направляющей, опорных устройств с рычажными системами, механизма стабилизации шага и скорости движения с их связями между собой позволяет получить тяговое усилие, равное тяговому усилию, развиваемому транспортирующим пневмоцилиндром, без дополнительных энергозатрат на компенсацию трения в движителях, повысить надежность работы устройства за счет исключения механической передачи крутящего момента на движители, а также исключить крен и разворот устройства во время движения, осуществить стабилизацию шага и скорости движения устройства.

На фиг. 1 представлено устройство для облицовки внутренней поверхности трубопровода, размещенное на облицовочной машине, общий вид; на фиг.2 то же, устройство, вид сверху; на фиг.3 вид А на фиг.2; на фиг4 приведена система управления устройства.

Устройство содержит по меньшей мере два транспортирующих пневмоцилиндра 1 и 2, установленных между двумя рамами 3 и 4, нижняя 3 из которых закреплена на корпусе 5 облицовочной машины 6, а на верхней раме 4 смонтирована направляющая 7, на которой установлены опорные устройства (площадки) 8 и 9 с рычажными системами 10 и 11, а также механизм 12 стабилизации шага и скорости движения. Опорные устройства 8 и 9 через рычажные системы 10 и 11 соединены со штоками 13 и 14 поршней 15 и 16, установленных в корпусах 17 и 18 транспортирующих пневмоцилиндров 1 и 2. В рычажных системах 10 и 11 опорных устройств 8 и 9 смонтированы по одному прижимному пневмоцилиндру 19 и 20 одностороннего действия с возвратными пружинами 21 и 22.

Механизм 12 состоит из двух обводных роликов 23 и 24, размещенных по краям направляющей 7 двух тросов 25 и 26. Трос 25 одним концом закреплен в натяжном приспособлении 27 рычажной системы 10 опорного устройства 8, а другим концом в кронштейне 28 рычажной системы 11 опорного устройства 9. Трос 26 закреплен одним концом в кронштейне 29 рычажной системы 10 опорного устройства 8, а другим концом в натяжном приспособлении 30 рычажной системы 11 опорного устройства 9.

Система 31 пневматического управления устройства перемещения внутри трубопровода 32 облицовочной машины 6 для нанесения покрытия 33 содержит пневмораспределитель 34 с односторонним механическим управлением, установленный на стойке 35 рамы 4, пневмораспределитель 36 с односторонним механическим управлением, закрепленный в кронштейне 37, смонтированным на направляющей 7, пневмораспределитель 38 с односторонним механическим управлением, закрепленный в кронштейне 39, смонтированном на направляющей 7,пневмораспределитель 40 с односторонним пневматическим управлением и пружинным возвратом, пневмораспределитель 41 с двусторонним пневматическим управлением, крановой пневмораспределитель 42, регулирующие дроссели 43 и 44, установленные на раме 4. На рычажных системах 10 и 11 опорных устройств 8 и 9 установлены упоры 45 и 46, взаимодействующие с роликами механизмов переключения пневмораспределителей 36 и 38. На тросе 25 закреплены копиры 47 и 48, профилированные по заданному закону перемещения опорных роликов 49 и 50 дросселей 43 и 44. Полости 51, 52, 53 и 54 каждого транспортирующего пневмоцилиндра 1 и 2 соединены между собой через соответствующие дроссели 43 и 44. Полости 55 и 56 прижимных пневмоцилиндров 19 и 20 подключены к полостям 52 и 54 транспортирующих пневмоцилиндров 1 и 2.

Пневмораспределитель 41 с двусторонним пневматическим управлением подключен к полостям 51, 52, 53 и 54 транспортирующих пневмоцилиндров 1 и 2, пневмораспределителям 36 и 38 с односторонним механическим управлением, пневмораспределителю 40 с односторонним пневматическим управлением, который соединен с крановым пневмораспределителем 42 и пневмораспределителем 34 с односторонним механическим управлением.

На корпусе 5 облицовочной машины 6 смонтированы колеса 57 и облицовочная головка 58 с приводом 59. К облицовочной машине 6 подсоединены рукав 60 для подачи облицовочного покрытия 33, стальной канат 61, рукав 62 для подачи сжатого воздуха к системе 31 управления, рукав 63 для подачи сжатого воздуха к приводу 59 облицовочной головки 58. На рычажных системах 10 и 11 опорных устройств 8 и 9 смонтированы колодки 64 и 65 с возможностью поворота относительно точки закрепления от прижимных пневмоцилиндров 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают на раме 3, закрепленной на корпусе 5 облицовочной машины 6, которую размещают в трубопроводе 32 таким образом, чтобы обеспечить воздействие стенки трубопровода 32 на ролик механизма переключения пневмораспределителя 34, установленного на стойке 35 рамы 4. При этом пневмораспределитель 34 приводит систему 31 управления устройства в рабочее состояние. Затем к облицовочной машине 6 подсоединяют рукав 60 для подачи облицовочного покрытия 33, стальной канат 61, рукав 62 для подачи сжатого воздуха к системе 31 управления и рукав 63 для подачи сжатого воздуха к приводу 59 облицовочной головки 58. После этого оператор крановым пневмораспределителем 42 подает сжатый воздух в систему 31 управления по рукаву 62 для обеспечения перемещения облицовочной машины 6 с заданной скоростью по внутренней поверхности трубопровода 32.

Устройство обеспечивает последовательное (пошаговое) перемещение корпуса 5 с колесами 57 облицовочной машины 6 с тяговым усилием, развиваемым только одним из двух транспортирующих пневмоцилиндров, например 1, при этом шток 14 с поршнем 16 и корпус 18 второго транспортирующего пневмоцилиндра 2 вместе с облицовочной машиной 6 перемещается в исходное положение для последующей работы.

Работа пневмоцилиндров 1, 2, 19 и 20 осуществляется в следующем порядке.

Сжатый воздух через крановый пневмораспределитель 42, пневмораспределитель 40 с односторонним пневматическим управлением и пружинным возвратом, пневмораспределитель 41 с двусторонним пневматическим управлением подается одновременно в полость 55 прижимного пневмоцилиндра 19 и через дроссель 43 в левую полость 51 транспортирующего пневмоцилиндра 1 и правую полость 54 транспортирующего пневмоцилиндра 2. При этом поршень прижимного пневмоцилиндра 19, перемещаясь, сжимает пружину 21, обеспечивая силовое замыкание с внутренней поверхностью трубопровода 32 колодок 64 рычажной системы 10 опорного устройства 8 и связанного с ним штока 13 поршня 15 транспортирующего пневмоцилиндра 1, а облицовочная машина 6 вместе с корпусом 1 7 пневмоцилиндра 1 относительно своего поршня 15 одновременно с поршнем 16, передвигающимся в корпусе 18 транспортирующего пневмоцилиндра 2 и связанным через шток 14 с рычажной системой 11 опорного устройства 9, передвигающегося за ним по направляющей 7, перемещаются в крайнее левое положение на длину хода корпуса 17, т.е. на один шаг.

При этом предварительно натянутые тросы 25 и 26 механизма 12 стабилизации шага и скорости движения, закрепленные одним концом в натяжных приспособлениях 30 и 27, а другим концом в кронштейнах 28 и 29 рычажных систем 11 и 10 опорных устройств 9 и 8, перемещаются, огибая обводные ролики 23 и 24, размещенные по краям направляющей 7, обеспечивая тем самым стабилизацию шага. Причем во время движения тросов 25 и 26 копиры 47 и 48, закрепленные на тросе 25, постоянно взаимодействуют с опорными роликами 49 и 50 дросселей 43 и 44, обеспечивая стабилизацию скорости движения.

В конце хода корпуса 17 пневмоцилиндра 1 осуществляется переключение подачи воздуха в полости 52 и 53 пневмоцилиндров 1 и 2 с помощью пневмораспределителя 38, закрепленного в кронштейне 39, смонтированным на направляющей 7. Переключение пневмораспределителя 38 осуществляется при помощи воздействия упора 46, установленного на рычажной системе 11 опорного устройства 9, на ролик механизма переключения пневмораспределителя 38 при перемещении опорного устройства 9 по направляющей 7 за счет его соединения со штоком 14 поршня 16 пневмоцилиндра 2 и тросами 25 и 26 механизма 12. При этом сжатым воздухом переключается пневмораспределитель 41 с двусторонним пневматическим управлением, который меняет направление подачи сжатого воздуха и через дроссель 44 подает его в полости 52 и 53 пневмоцилиндров 1 и 2, отключая подачу сжатого воздуха в полость 55 прижимного пневмоцилиндра 19, поршень которого возвращается в исходное положение пружиной 21 и освобождает колодки 64 рычажной системы 10 опорного устройства 8 и связанного с ним штока 13 поршня 15 транспортирующего пневмоцилиндра 1 от силового замыкания с внутренней поверхностью трубопровода 32. В этом случае воздух подается одновременно в полость 56 прижимного пневмоцилиндра 20 и через дроссель 44 в левую полость 53 транспортирующего пневмоцилиндра 2 и правую полость 52 транспортирующего пневмоцилиндра 1. При этом поршень прижимного пневмоцилиндра 20, перемещаясь, сжимает пружину 22, обеспечивая силовое замыкание с внутренней поверхностью трубопровода 32 колодок 65 рычажной системы 11 опорного устройства 9 и связанного с ним штока 14 поршня 16 транспортирующего пневмоцилиндра 2, а облицовочная машина 6 вместе с корпусом 18 пневмоцилиндра 2 относительно своего поршня 16 одновременно с поршнем 15, передвигающимся в корпусе 17 транспортирующего пневмоцилиндра 1 и связанным через шток 13 с рычажной системой 10 опорного устройства 8, передвигающегося за ним по направляющей 7, перемещаются в крайнее левое положение на длину хода корпуса 18, т.е. на один шаг.

Тросы 25 и 26 механизма 12 за счет закрепления их в натяжных приспособлениях 27 и 30 и кронштейнах 28 и 29 рычажных систем 10 и 11 опорных устройств 8 и 9 перемещаются, огибая обводные ролики 23 и 24, обеспечивая стабилизацию шага. Копиры 47 и 48, закрепленные на тросе 25, во время движения постоянно взаимодействуют с опорными роликами 49 и 50 дросселей 43 и 44, обеспечивая стабилизацию скорости движения.

В конце хода корпуса 18 транспортирующего пневмоцилиндра 2 осуществляется переключение подачи воздуха в полости 51 и 54 транспортирующих пневмоцилиндров 1 и 2 с помощью пневмораспределителя 36, закрепленного в кронштейне 37, смонтированном на направляющей 7. Переключение пневмораспределителя 36 осуществляется при помощи воздействия упора 45, установленного на рычажной системе 10 опорного устройства 8, на ролик механизма переключения пневмораспределителя 36 при перемещении опорного устройства 8 по направляющей 7 за счет его соединения со штоком 13 поршня 15 транспортирующего пневмоцилиндра 1 и тросами 25 и 26 механизма 12. При этом сжатым воздухом переключателя пневмораспределитель 41 с двусторонним пневматическим управлением, который меняет направление подачи сжатого воздуха и через дроссель 43 подает его в полости 51 и 54 транспортирующих пневмоцилиндров 1 и 2, отключая подачу сжатого воздуха в полость 56 прижимного пневмоцилиндра 20, поршень которого возвращается в исходное положение пружиной 22 и освобождает колодки 65 рычажной системы 11 опорного устройства 9 и связанного с ним штока 14 поршня 16 транспортирующего пневмоцилиндра 2 от силового замыкания с внутренней поверхностью трубопровода 32. Далее цикл повторяется.

По достижении места начала облицовки в трубопроводе 32 ролик механизма переключения пневмораспределителя 34 возвращается в исходное положение в результате прекращения воздействия на него стенки трубопровода 32 и облицовочная машина 6 с устройством перемещения останавливается. После этого оператор крановым пневмораспределителем 42 подает сжатый воздух по рукаву 63 к приводу 59 облицовочной головки 58, которая начинает вращаться. Затем по рукаву 60 и корпусу 5 к облицовочной головке подается покрытие 33 (облицовочный материал), которое наносится на внутреннюю поверхность трубопровода 32 методом, например, центробежного набрызга с одновременным продвижением облицовочной машины 6 в обратном направлении при помощи стального каната 61 с требуемой для облицовки скоростью, при этом устройство остается отключенным.

Изобретение позволяет с высокой надежностью при снижении энергозатрат на получение требуемого тягового усилия перемещать устройство внутри трубопровода и наносить качественно покрытие на внутреннюю поверхность трубопровода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛИЦОВКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее облицовочную головку, установленную на корпусе машины, привод перемещения с прижимными пневмоцилиндрами, отличающееся тем, что привод перемещения выполнен пневматическим, причем устройство снабжено по меньшей мере двумя транспортирующими пневмоцилиндрами и системой управления в виде регулирующих дросселей, набора пневмораспределителей, содержащих три пневмораспределителя с односторонним механическим управлением: один с односторонним пневматическим управлением, один с двусторонним пневматическим управлением и крановый пневмораспределитель, направляющей, опорными устройствами с рычажными системами, механизмом стабилизации шага и скорости движения, состоящим из двух обводных роликов, размещенных на направляющей, и двух тросов, при этом транспортирующие пневмоцилиндры установлены между двумя рамами, нижняя из которых закреплена на корпусе облицовочной машины, а на верхней раме смонтирована направляющая, на которой установлены опорные устройства с колодками и рычажными системами, связанными штоками транспортирующих пневмоцилиндров и через прижимные пневмоцилиндры с колодками, тросы механизма стабилизации шага и скорости движения через обводные ролики одним концом связаны с натяжным приспособлением рычажной системы одного опорного устройства, а другим концом с рычажной системой другого опорного устройства, причем один из тросов снабжен копирами, взаимодействующими с роликами дросселей системы управления, полости каждого транспортирующего пневмоцилиндра соединены между собой через соответствующие дроссели, а прижимные пневмоцилиндры выполнены одностороннего действия с пружинным возвратом и их полости подключены к полостям транспортирующих пневмоцилиндров, пневмораспределитель с односторонним механическим управлением подключен к крановому пневмораспределителю и пневмораспределителю с односторонним механическим управлением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4