Шпуледержатель ротора машины для изоляции наружной поверхности трубопровода

Изобретение относится к строительству и используется для получения изоляционных покрытий наружных поверхностей трубопроводов. Шпуледержатель ротора содержит корпус с размещенным в нем узлом фрикционного торможения шпинделя, узел приема и фиксации шпули, регулятор тормозного момента и следящее устройство. Узел фрикционного торможения выполнен в виде муфты с возможностью ее перемещения, упорным диском и его ползуном, а следящее устройство снабжено нажимным диском с комплектом револьверно расположенных вокруг шпинделя пружин сжатия. Кинематическая цепь следящей системы выполнена в виде двуплечего рычага, на конце определяющего плеча которого закреплен опирающийся на цилиндрическую поверхность рулона следящий ролик, а на задающем плече рычага - кулачковый упор. Соотношение линейных перемещений цепи "нажимной диск - следящий ролик" составляет не менее 1:10 и не более чем 1:25. Повышает качество изоляционного покрытия. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству и используется для получения требуемых конструкций покрытий наружных поверхностей нефтегазопродуктопроводов ленточными материалами различных типов машинным способом, в частности к области устройств для получения изоляционных покрытий наружных поверхностей различных по назначению и типоразмеру трубопроводов в трассовых (полевых) или стационарных условиях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является шпуледержатель изоляционной машины, содержащий корпус с размещенным в нем узлом фрикционного торможения шпинделя, узел приема и фиксации шпули, регулятор тормозного момента и следящее устройство (см. патент RU 2126110, Бюллетень №4 от 10.02.1999).

Недостатками этого шпуледержателя являются отсутствие бесступенчатого регулирования натяжения наносимого на поверхность трубопровода полотна изолирующей ленты, невозможность регулирования натяжения изолирующей ленты во всем температурном режиме, малый ресурс эксплуатации, неуниверсальность применения и некачественность получаемых изоляционных покрытий.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение бесступенчатого регулирования натяжения наносимого на поверхность трубопровода полотна изолирующей ленты во всем температурном диапазоне работы машины, высокого ресурса эксплуатации и универсальности применения и получения качественных изоляционных покрытий за счет минимизации механического воздействия на изолирующую пленку.

Поставленная цель достигается тем, что в шпуледержателе ротора машины для изоляции наружной поверхности трубопровода, содержащем корпус с размещенным в нем узлом фрикционного торможения шпинделя, узел приема и фиксации шпули, регулятор тормозного момента и следящее устройство, узел фрикционного торможения шпуледержателя выполнен в виде подпружиненной муфты с возможностью ее перемещения, упорным диском и его ползуном, а следящее устройство снабжено нажимным диском с комплектом револьверно расположенных вокруг шпинделя пружин сжатия, при этом регулятор тормозного момента выполнен с возможностью регулируемой установки относительно торца шпинделя и взаимодействия через дистанционный толкатель с ползуном упорного диска, а ролик следящего устройства выполнен с возможностью воздействия на муфту посредством кинематической цепи через нажимной диск.

Кроме того:

- кинематическая цепь следящей системы шпуледержателя выполнена в виде двуплечего рычага со следящим роликом, опирающимся на цилиндрическую поверхность рулона, на конце определяющего плеча и кулачковым упором на задающем, выполненным с возможностью взаимодействия с концом одноплечего рычага, который своей средней частью контактирует через невращающийся упор и ползун с нажимным диском комплекта пружин, и обеспечивает соотношение линейных перемещений цепи "нажимной диск - следящий ролик" в пропорции не менее чем 1:10, но не более чем 1:25, а соотношение суммарного усилия комплекта пружин к усилию контакта ролика с поверхностью рулона ленты обратно пропорционально указанным значениям;

- узел контроля износа фрикционных поверхностей элементов тормозной муфты совмещен с кинематической цепью регулятора тормозного момента и выполнен в виде полой резьбовой пробки, на торец которой замыкается кольцевым буртиком подпружиненный дистанционный толкатель, центральный упор которого одновременно контактно замкнут на торце регулятора, а расстояние между смежными торцами пробки и регулятора соответствует диапазону регулирования тормозного момента муфты;

- ползуны, выполненные в виде глухих пробок и имеющие уплотнения по сопрягаемым со шпинделем поверхностям скольжения, обеспечивают надежную герметичность корпуса;

- узел приема и фиксации шпули оснащен упорной втулкой, выполненной в виде базовой ступицы, имеющей фланец с радиальными пазами, с возможностью передачи вращающего момента при оснащении ее предназначенным для этой цели узлом;

- симметрично расположенные на корпусе шпуледержателя проушины выполнены с возможностью дистанционного крепления на роторе и углового регулирования шпуледержателя, а соосная со шпинделем цапфа фланца корпуса выполнена с возможностью закрепления на фланце корпуса дополнительного узла, расширяющего возможности использования шпуледержателя и диапазон применяемых для изоляции пленок.

На фиг.1-3 изображен шпуледержатель ротора машины для изоляции наружной поверхности трубопроводов. На фиг.1 - главный вид с разрезом, на фиг.2 - вид А, на фиг.3 - вид разреза Б-Б.

Шпуледержатель, размещаемый на роторе изоляционной машины, содержит корпус 1, в котором на подшипниках установлен полый шпиндель 2, на котором смонтирован узел фрикционного торможения, выполненный в виде перемещаемой тормозной многодисковой муфты 3, невращаемые диски которой зафиксированы относительно внутренних элементов корпуса 1. Вращаемые диски связаны со шпинделем 2 и с нажимным диском 4 через комплект пружин сжатия 5. Невращающийся упор 6, установленный в ползуне нажимного диска 4, через одноплечий рычаг 7 взаимодействует с двуплечим рычагом 8, на определяющем плече которого на оси качения 9 установлен двухкатковый следящий ролик 10, опирающийся на цилиндрическую поверхность рулона изолирующей ленты 19, центрируемого приемной втулкой 11 с фиксирующим замком 14, упорной втулкой 12 и стопорящими рулон от проворота ножами 13. Регулятор температурного режима 15 муфты 3 через дистанционный толкатель 16 и ползун упорного диска 17 тормозной многодисковой муфты 3 воздействует на комплект пружин 5. На положение диска 17 одновременно воздействует контрольная пробка 18 через толкатель 16. Упорная втулка 12 стопорится относительно шпинделя 2 внутренним кольцевым замком. Ползуны дисков 4 и 17 оснащены уплотнениями поверхностей скольжения, обеспечивая герметичность корпуса 1. Упорная втулка 12 имеет на фланце радиальные пазы 20, обеспечивающие закрепление, например, звездочки цепного привода. Корпус 1 на переднем фланце имеет базовую цапфу 21, на которую монтируется, например, приемный ролик для перемотки отделенного от изолирующей пленки антиадгезионного пленочного материала, а на противоположном - симметрично расположенные проушины 22 для дистанционного крепления шпуледержателя на роторе изоляционной машины.

Шпуледержатель действует следующим образом. Регулятор 15 при помощи резьбового соединения со шпинделем 2 регулируемо устанавливается относительно торца последнего по градуированной шкале на наружной поверхности упомянутого регулятора, воздействующего на перемещаемую многодисковую муфту 3 через дистанционный толкатель 16 и упорный диск 17 с его ползуном и определяющего величину предварительного сжатия комплекта пружин 5 для отслеживания определенного температурного поддиапазона. При снятом замке 14 и отведенном вверх ролике 10 на рычаге 8, содержащем ограничитель 23, на втулки 11 и 12 нанизывают рулон ленты на шпуле 19, фиксируют замком 14 и стопорят от проворота ножами 13. При отведении упора 24, подпружиненно установленного на оси вращения на корпусе 1 под рычагом 8, с ограничителя 23 под действием усилия сжатия пружин 5 через кинематическую цепь следящей системы ролик 10 передает на поверхность рулона 19 усилие фрикционной муфты, прямо пропорциональное зависимости "радиус рулона - тормозной момент". Изменение положения регулятора 15 ведет к изменению усилия сжатия комплекта пружин 5 и, соответственно, к изменению тормозного момента фрикционной муфты. Кинематическая цепь следящего устройства, выполненная в виде двуплечего рычага 8 со следящим роликом 10, опирающимся на цилиндрическую поверхность рулона 19, на конце определяющего плеча и кулачковым упором на задающем плече, взаимодействующим с концом одноплечего рычага 7, который своей средней частью контактирует через невращающийся упор 6 и ползун с нажимным диском 4 комплекта пружин 5, обеспечивает соотношение усилия контакта следящего ролика с поверхностью рулона ленты к усилию комплекта пружин в пропорции не более чем 1:10, но не менее чем 1:25.

Контроль величины износа фрикционных поверхностей элементов муфты 3 при снятом регуляторе 15 и отсутствии рулона 19 осуществляется при горизонтальном положении оси шпинделя 2, когда шпуледержатель в пространстве повернут рычагом 8 вниз. Наличие износа характеризуется зазором между наружной цилиндрической поверхностью корпуса 1 и концом ограничителя 23. Кольцевая пробка 18 посредством резьбового соединения со шпинделем 2 воздействует на буртик дистанционного толкателя 16, кинематически связанного с комплектом пружин сжатия 5. При перемещении диска 17 усилием пружин выбираются зазоры между дисками муфты 3, а через кинематическую цепь следящей системы ролик 10 перемещается к шпинделю 2, конец ограничителя 23 замыкается на поверхность корпуса 1. Таким образом, за один оборот ротора визуально определяется состояние тормозной муфты каждого не содержащего рулон изолирующей ленты шпуледержателя. Наличие уплотнений на поверхностях скольжения ползунов дисков 4 и 17 гарантирует защиту тормозной муфты от воздействия внешних факторов и надежность работы внутри маслонаполненного корпуса в течение длительного времени. Установка корпуса 1 за одну из проушин 22 на ось дистанционного кронштейна ротора изоляционной машины и фиксация его на упомянутом кронштейне, например, резьбовой тягой для углового регулирования шпуледержателя относительно оси трубопровода, смонтированной в симметрично расположенной проушине, обеспечивает спиральную намотку изолирующей ленты на поверхность трубопровода. Для расширения использования шпуледержателя при изоляции трубопроводов на цапфе 21 креплением к фланцу на резьбовые отверстия может быть размещен, например, узел приема и рулонной намотки антиадгезионного пленочного материала изолирующих лент типа ЛИАМ, приемный ролик (барабан) которого имеет цепной привод с ведущей звездочки, закрепленной на фланце втулки 12 через пазы 20.

Такое решение обеспечивает постоянство натяжения полотна ленты для заданного значения тормозного момента и его бесступенчатого регулирования в зависимости от условий работы изоляционной машины любым типом изолирующей ленты, расширяет диапазон применения шпуледержателя.

Определяющим фактором для получения качественного покрытия является величина натяжения изолирующей ленты, зависящая от температуры окружающей среды и физико-химических свойств ленты. Эти свойства относительно стабильны в определенном интервале (поддиапазоне) температур и на практике определяются через величину удельного натяжения, выражаемую через отношение требуемой величины натяжения к ширине полотна ленты, а весь температурный диапазон, при котором достигается получение качественного покрытия изолирующими лентами, принято разделять на три основных поддиапазона для трассовых условий работы машин. При этом гарантирующей качество покрытия составляющей является сохранение постоянства натяжения пленки в процессе ее намотки на трубопровод, то есть при отслеживании зависимости "радиус рулона пленки - тормозной момент муфты". Необходимым условием получения качественной изоляции является минимизация механического воздействия давлением следящего ролика на адгезионный слой верхних витков рулона, что особенно характерно для асмольно-мастичных пленок типа ЛИАМ, обладающих в летний период при относительно высоких (более +25°С) температурах и интенсивной солнечной терморадиации пониженной вязкостью.

Таким образом, заявленное изобретение в отличие от прототипа обеспечивает бесступенчатое регулирование натяжения наносимого на поверхность трубопровода полотна изолирующей ленты во всем температурном диапазоне работы машины, высокий ресурс эксплуатации, универсальность применения и получение качественных изоляционных покрытий за счет минимизации механического воздействия на изолирующую пленку.

Эффективность предлагаемого изобретения обусловливается его повышенными техническими и эксплуатационными возможностями.

1. Шпуледержатель ротора машины для изоляции наружной поверхности трубопровода, содержащий корпус с размещенным в нем узлом фрикционного торможения шпинделя, узел приема и фиксации шпули, регулятор тормозного момента и следящее устройство, отличающийся тем, что узел фрикционного торможения выполнен в виде подпружиненной муфты с возможностью ее перемещения, упорным диском и его ползуном, а следящее устройство снабжено нажимным диском с комплектом револьверно расположенных вокруг шпинделя пружин сжатия, при этом регулятор тормозного момента выполнен с возможностью регулируемой установки относительно торца шпинделя и взаимодействия через дистанционный толкатель с ползуном упорного диска, а ролик следящего устройства выполнен с возможностью воздействия на муфту посредством кинематической цепи через нажимной диск.

2. Шпуледержатель по п.1, отличающийся тем, что кинематическая цепь следящей системы выполнена в виде двуплечего рычага со следящим роликом, опирающимся на цилиндрическую поверхность рулона, на конце определяющего плеча и кулачковым упором на задающем, выполненным с возможностью взаимодействия с концом одноплечего рычага, который своей средней частью контактирует через невращающийся упор и ползун с нажимным диском комплекта пружин и обеспечивает соотношение линейных перемещений цепи "нажимной диск - следящий ролик" в пропорции не менее чем 1:10, но не более чем 1:25, а соотношение суммарного усилия комплекта пружин к усилию контакта ролика с поверхностью рулона ленты обратно пропорционально указанным значениям.

3. Шпуледержатель по п.1, отличающийся тем, что узел контроля износа фрикционных поверхностей элементов тормозной муфты совмещен с кинематической цепью регулятора тормозного момента и выполнен в виде полой резьбовой пробки, на торец которой замыкается кольцевым буртиком подпружиненный дистанционный толкатель, центральный упор которого одновременно контактно замкнут на торце регулятора, а расстояние между смежными торцами пробки и регулятора соответствует диапазону регулирования тормозного момента муфты.

4. Шпуледержатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что ползуны, выполненные в виде глухих пробок и имеющие уплотнения по сопрягаемым со шпинделем поверхностям скольжения, обеспечивают надежную герметичность корпуса.

5. Шпуледержатель по п.1, отличающийся тем, что узел приема и фиксации шпули оснащен упорной втулкой, выполненной в виде базовой ступицы, имеющей фланец с радиальными пазами, с возможностью передачи вращающего момента при оснащении ее предназначенным для этой цели узлом.

6. Шпуледержатель по п.1, отличающийся тем, что симметрично расположенные на корпусе проушины выполнены с возможностью дистанционного крепления на роторе и углового регулирования шпуледержателя, а соосная со шпинделем цапфа фланца корпуса выполнена с возможностью закрепления на фланце корпуса дополнительного узла, расширяющего возможности использования шпуледержателя и диапазон применяемых для изоляции пленок.