Устройство для вырезания отверстия в действующем трубопроводе

 

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при работах на действующем трубопроводе, находящемся под давлением рабочей среды, и может быть использовано для установки на трубопроводе отводов. В корпусе смонтированы шпиндель с режущим инструментом на его нижнем торце, механизм поступательного и механизм вращательного перемещения. Механизм поступательного перемещения шпинделя представляет собой расположенные вдоль оси шпинделя винт, гайку, верхний и нижний цилиндры. Винт одним концом закреплен в держателе над шпинделем, а другой конец расположен внутри шпинделя. Гайка навинчена на винт и упирается в верхний торец шпинделя. Внутренний диаметр верхнего цилиндра больше наружного диаметра шпинделя. Верхний цилиндр соединен с гайкой и имеет резьбу. Нижний цилиндр, внутренний диаметр которого также больше наружного диаметра шпинделя, соединен с корпусом и имеет резьбу, соответствующую резьбе нижнего цилиндра. Длина винта равна длине всех соединительных элементов между устройством и трубопроводом. Длина каждого из цилиндров равна или больше глубины вырезаемого отверстия вместе с расстоянием, необходимым для зацепления резьбы верхнего и нижнего цилиндров. Шаг резьбы винта и гайки может быть больше, чем шаг резьбы верхнего и нижнего цилиндров. В механизме вращательного перемещения шпинделя двигатель и механизм передачи движения могут быть соединены муфтой. В результате обеспечивается повышение удобства эксплуатации, улучшение режима резания и повышение надежности получения отверстия, а также стабильно плавный вывод режущего инструмента после вырезания отверстия. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для вырезания отверстия в действующем трубопроводе, находящемся под давлением рабочей среды, и может быть использовано для установки на трубопроводе отводов.

Известно устройство /RU 2071871 C1, 20.01.97, B 23 B 41/08/, принятое за прототип, для вырезания отверстия в действующем трубопроводе, содержащее смонтированные в корпусе шпиндель с режущим инструментом на его нижнем торце, механизм поступательного и вращательного перемещения шпинделя, соединительные с трубопроводом элементы.

Механизм передачи шпинделю поступательного движения выполнен в виде гидравлического цилиндра, смонтированного на торце корпуса. Этот механизм не позволяет плавно регулировать поступательное движение, что приводит к заклиниванию режущего инструмента. Кроме того, к недостаткам этого устройства можно отнести достаточно большие габариты и неудобство в эксплуатации.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение габаритов устройства, повышение удобства в эксплуатации, улучшение режима резания и повышение надежности получения отверстия за счет усовершенствования механизма поступательного перемещения шпинделя.

Как и в прототипе, предлагаемое устройство для вырезания отверстия в действующем трубопроводе содержит смонтированные в корпусе шпиндель, а также режущий инструмент на нижнем торце шпинделя. Кроме того, устройство содержит механизм поступательного и вращательного перемещения шпинделя и соединительные с трубопроводом элементы.

В отличие от прототипа, механизм поступательного перемещения шпинделя выполнен в виде винта. Винт расположен вдоль оси шпинделя и имеет возможность вращаться вокруг упомянутой оси. Над шпинделем установлен держатель, в котором закреплен один конец винта. На винте размещена гайка, находящаяся в контакте с верхним торцом шпинделя. Кроме того, устройство содержит верхний и нижний цилиндры, соединенные с гайкой и корпусом, соответственно. При этом, второй конец винта расположен в шпинделе. Верхний и нижний цилиндры выполнены с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр шпинделя, и с резьбой. Оба цилиндра установлены с возможностью сопряжения посредством упомянутой резьбы и имеют длину каждый, не менее суммы глубины вырезаемого отверстия и расстояния, необходимого для сопряжения резьб верхнего и нижнего цилиндров, а винт выполнен длиной, равной длине всех соединительных с трубопроводом элементов.

Резьба винта и гайки выполнены с шагом, превышающим шаг резьбы верхнего и нижнего цилиндров.

Механизм вращательного перемещения шпинделя выполнен в виде двигателя и механизма передачи движения, соединенных муфтой.

Заявляемое устройство для вырезания отверстия изображено на фиг. 1 и фиг. 2, где: 1 - шпиндель, 2 - режущий инструмент, 3 - механизм вращательного перемещения шпинделя, 4 - корпус, 5 - винт, 6 - держатель, 7 - гайка, 8 - верхний цилиндр, 9 - нижний цилиндр, 10 - двигатель, 11 - механизм передачи движения, 12 - муфта.

Шпиндель 1 имеет на нижнем торце режущий инструмент 2 /фиг. 1/ и приводится во вращение механизмом вращательного перемещения 3. Детали устройства помещены в корпус 4.

Для поступательного перемещения шпинделя 1 в устройстве предусмотрен винт 5, расположенный вдоль оси шпинделя 1. Винт 5 может вращаться вокруг оси шпинделя 1. Над шпинделем 1 установлен держатель 6, в котором закреплен один конец винта 5. На винте 5 размещена гайка 7, находящаяся в контакте с верхним торцом шпинделя 1. Верхний 8 и нижний 9 цилиндры соединены, соответственно, с гайкой 7 и корпусом 4, при этом второй конец винта 5 расположен в шпинделе 1.

Верхний 8 и нижний 9 цилиндры выполнены с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр шпинделя 1. На цилиндрах 8 и 9 имеется резьба, и они установлены с возможностью сопряжения посредством упомянутой резьбы. Длина цилиндра 8, также как и цилиндра 9, составляет не менее суммы глубины вырезаемого отверстия и расстояния, необходимого для сопряжения резьб верхнего 8 и нижнего 9 цилиндров. Винт 5 выполнен длиной, равной длине всех соединительных с трубопроводом элементов.

Устройство устанавливают на стандартную задвижку, и вырезание отверстия производят, как и принято, через предварительно приваренный к трубопроводу патрубок /на фиг. 1, 2 не показаны/.

Устройство может содержать в качестве механизма вращательного перемещения шпинделя двигатель 10 и механизм передачи движения 11, соединенный муфтой 12 /фиг. 2/.

Устройство работает следующим образом. Посредством вращения гайки 7 по винту 5 перемещают шпиндель 1 в зону резания, т.е. до установки режущего инструмента 2 к стенке трубопровода. Одновременно перемещается и верхний цилиндр 8, т. к. он соединен с гайкой 7. Затем связывают шпиндель 1 и механизм вращательного перемещения 3, например, шпоночным соединением. Тут же происходит сопряжение резьбы верхнего 8 и нижнего 9 цилиндров и разъединение гайки 7 и винта 5.

Затем включают механизм вращательного перемещения 3 шпинделя. Поступательное перемещение в вырезаемое отверстие обеспечивают вращением верхнего цилиндра 8 по резьбе нижнего цилиндра 9. Конструкция устройства позволяет осуществить поступательное перемещение вручную. На верхнем цилиндре 8 может быть установлена любая ручка для вращения.

После вырезания отверстия отсоединяют механизм вращательного перемещения 3 от шпинделя 1, режущий инструмент 2 отводят из вырезанного отверстия, передвигая шпиндель 1 вращением верхнего цилиндра 8 по резьбе нижнего цилиндра 9 до соединения гайки 7, перемещающейся вместе с верхним цилиндром 8, с винтом 5. Производят разъединение резьбы верхнего цилиндра 8 и нижнего цилиндра 9. И далее выводят шпиндель 1 с режущим инструментом 2 за клин задвижки /на фиг. 1 не обозначена/, вращая гайку 7 по винту 5.

Если резьба винта 5 и резьба гайки 7 выполнены с шагом, превышающим шаг резьбы верхнего и нижнего цилиндров 8, 9, то подача режущего инструмента 2 в зону резания и его вывод из зоны резания за задвижку осуществляется с повышенной скоростью, т.е. время, необходимое на подготовку устройства к вырезанию отверстия или его демонтаж, сокращается.

Двигатель 10 может быть легко съемным, если он соединен с механизмом передачи движения 11 при помощи муфты 12. В этом случае устройство устанавливают на трубопровод без двигателя 10, а затем соединяют вал двигателя 10 и механизм передачи движения 11 муфтой 12. При демонтаже устройства сначала от устройства отсоединяют двигатель 10. Съемный двигатель делает устройство более удобным в эксплуатации.

Таким образом, поступательное перемещение шпинделя организовано простыми средствами и компактно, т.к. элементы поступательного перемещения складываются один в другой. Это делает устройство меньше по габаритам по сравнению с известными устройствами. Например, предлагаемое устройство имеет габариты 1365 х 360 х 610 мм (диаметр прорезаемого трубопровода - 150 - 1420 мм, диаметр отверстия - 86, 125, 170 мм).

По сравнению с прототипом заявляемое устройство удобнее в эксплуатации, во-первых, за счет уменьшения габаритов. Во-вторых, двигатель в механизме вращательного перемещения выполнен легкосъемным и удобно расположенным.

Улучшение режима резания и повышение надежности получения отверстия достигается за счет ручной поступательной подачи режущего инструмента. Работающий может быстро реагировать на вибрацию инструмента и отводить его обратным вращением верхнего цилиндра 8, тем самым предотвращая заклинивание, а следовательно, повреждение трубопровода и затраты на его ремонт. (Так же обратным вращением можно легко удалять образовавшуюся стружку). Кроме того, работающий может проконтролировать работу устройства по шуму или снижению усилия на ручке для вращения верхнего цилиндра.

Преимуществом заявляемого устройства является также то, что при его небольшой массе оно обеспечивает стабильно плавный, безопасный для персонала и не приводящий к поломке устройства вывод режущего инструмента после вырезания отверстия, когда на него действует давление внутри трубопровода.

Плавный вывод инструмента обеспечивается за счет беспрерывного перемещения по резьбе: верхнего цилиндра 8 по резьбе нижнего цилиндра 9, гайки 7 по винту 5.

Формула изобретения

1. Устройство для вырезания отверстия в действующем трубопроводе, содержащее смонтированные в корпусе шпиндель с режущим инструментом на его нижнем торце, механизмы поступательного и вращательного перемещения шпинделя и соединительные с трубопроводом элементы, отличающееся тем, что механизм поступательного перемещения шпинделя выполнен в виде винта, расположенного вдоль оси шпинделя с возможностью вращения вокруг упомянутой оси, установленного над шпинделем держателя, в котором закреплен один конец винта, гайки, размещенной на винте в контакте с верхним торцом шпинделя, а также верхнего и нижнего цилиндров, соединенных соответственно с гайкой и корпусом, при этом второй конец винта расположен в шпинделе, верхний и нижний цилиндры выполнены с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр шпинделя, и резьбой, установлены с возможностью сопряжения посредством упомянутой резьбы и имеют длину каждый, не менее суммы глубины вырезаемого отверстия и расстояния, необходимого для сопряжения резьб верхнего и нижнего цилиндров, а винт выполнен длиной, равной длине всех соединительных с трубопроводом элементов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резьба винта и гайки выполнены с шагом, превышающим шаг резьбы верхнего и нижнего цилиндров.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что механизм вращательного перемещения шпинделя выполнен в виде двигателя и механизма передачи движения, соединенных муфтой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2