Беличье колесо для нанесения изоляции

Изобретение относится к строительству и ремонту трубопроводов и может быть использовано при переизоляции отдельных участков газонефтепроводов в местах выявленных дефектов изоляции. Устройство включает разъемный ротор кольцевого сечения типа беличьего колеса с опорными роликами и двухсторонне закрепленными шпулями для крепления рулонных изоляционных материалов. Также включает автономно размещенный разъемный блок привода, снабженный опорными и цилиндрическими тяговыми роликами, на котором расположен механизированный привод с ведущей звездочкой. На одном из торцов ротора жестко укреплены равномерно расположенные друг от друга секторы звездочек или звездочки, охватываемые приводной цепью, которая также охватывает ведущую звездочку механизированного привода. Для синхронизации осевого перемещения ротора и блока привода торцевое наружное кольцо ротора со стороны привода расположено между цилиндрическими тяговыми роликами блока привода. Техническим результатом является уменьшение трудозатрат, простота и легкость конструкции, а также возможность нанесения изоляции на трубопроводы больших диаметров. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2502010

Изобретение относится к строительству и ремонту трубопроводов и может быть использовано при переизоляции отдельных участков газонефтепроводов в местах выявленных дефектов изоляции, где использование машин изоляционно-укладочного комплекса нецелесообразно или невозможно.

Известно устройство для ручной намотки изоляционной ленты на трубопровод, состоящее из кольцевой в поперечном сечении рамы, подпружиненных роликов, шпуль для липкой ленты. Оси роликов расположены наклонно по отношению к оси трубопровода (Мейнерт В.А. и др. Очистка, изоляция и укладка магистральных трубопроводов. М: Недра, 1973, стр.117, 118, рис.56).

Недостатком данного устройства является отсутствие механизированного привода для обеспечения его передвижения.

Для ремонта изоляционного материала отдельных участков газонефтепроводов, на участках, где невозможно или нецелесообразно использование изоляционно-укладочного комплекса, имеется необходимость в компактном механизированном оборудовании, не требующем использования грузоподъемной техники, позволяющем наносить изоляционный материал силами бригады из 2-3 человек.

Наиболее близким к заявляемому объекту является устройство для нанесения ленточной изоляции на трубопровод, содержащее раму, на которой закреплен разъемный зубчатый ротор с опорными роликами и с прикрепленной вокруг него на цилиндрической поверхности приводной цепью, шпули для укрепления рулонных изоляционных материалов, привод с ведущей звездочкой. Управление и поддержание устройства осуществляют с помощью рукоятки-рычага. При вращении ротора с рамой вместе со шпулями по винтовой линии вокруг трубопровода, обеспечивается перемещение устройства вдоль трубопровода и осуществляется винтовая намотка ленточной изоляции (Пат. РФ. № 2218515, кл. F16L 58/16, опубл. 10.12.2003 г.).

Недостатками этого устройства являются:

— устройство неприемлемо для изоляции трубопроводов диаметром свыше 530 мм рулонными материалами шириной 450. 500 мм с требуемым натяжением из-за особенностей компоновки устройства — консольного расположения шпулей для рулонных материалов на торцах устройства, вследствие чего возникающие нагрузки вызывают изгиб оси шпули и дестабилизацию ее положения относительно оси трубопровода;

— необходимость изготовления зубчатого разъемного ротора для установки на ней приводной цепи с жесткими допусками по размерам и форме. Применительно к трубопроводам больших диаметров изготовление такой детали потребует больших затрат, а сама деталь при обеспечении ее жесткости будет обладать большой массой.

Изобретение направлено на создание устройства блочного типа, обеспечивающего нанесение с необходимым натяжением (10 20 Н/см) рулонного изоляционного материала шириной 450 500 мм на магистральные трубопроводы любых диаметров, в том числе и больших диаметров (720 1420 мм), не требующего применения грузоподъемной техники при установке на трубопровод и демонтаже.

Это достигается тем, что устройство для нанесения рулонного изоляционного материала на магистральный трубопровод включает разъемный ротор кольцевого сечения типа беличьего колеса с опорными роликами и двухсторонне закрепленными шпулями для крепления рулонных изоляционных материалов, автономно размещенного разъемного блока привода, снабженного опорными и цилиндрическими тяговыми роликами, на котором расположены механизированный привод с ведущей звездочкой, при этом на одном из торцов ротора жестко укреплены равномерно расположенные друг от друга секторы звездочек или звездочки, охватываемые приводной цепью, которая также охватывает ведущую звездочку механизированного привода, а для синхронизации осевого перемещения ротора и блока привода торцевое наружное кольцо ротора со стороны привода расположено между цилиндрическими тяговыми роликами блока привода.

Целесообразно на торцевой части ротора, между секторами звездочек или звездочками, жестко укрепить равномерно размещенные поддерживающие цепь криволинейные пластины, причем указанные пластины имеют радиус изгиба такой, что цепь, охватывающая секторы звездочек или звездочки по форме приближается к окружности.

Жестко укрепленные на торце ротора секторы звездочек (или звездочки), охваченные вместе с ведущей звездочкой приводной цепью, и взаимосвязь привода с беличьим колесом через тяговые ролики обуславливает простоту и легкость (низкую металлоемкость) конструкции предлагаемого устройства для нанесения рулонного изоляционного материала. Изготовление такого привода (без цевочного и зубчатого колес как в прототипе) не требует больших трудозатрат, а легкость конструкции (в отличие от громоздкой конструкции устройства по прототипу, обусловленной наличием цевочного и зубчатого колеса для обеспечения работоспособности устройства) дает возможность использовать его для изоляции трубопроводов любых диаметров, в том числе и больших.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для нанесения рулонного изоляционного материала на магистральный трубопровод; на фиг.2 — вид А на фиг.1(вид сбоку со стороны блока привода); на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2.

Предлагаемое устройство для нанесения рулонного изоляционного материала на магистральный трубопровод включает разъемный ротор 1 кольцевого сечения типа беличьего колеса с торцевыми наружными кольцами, снабженный установленными на его торцах поворотными опорными роликами 2. Оси опорных роликов 2 наклонены к продольной оси ротора для обеспечения винтового перемещения ротора по трубопроводу 3 с заданным шагом намотки рулонного изоляционного материала. Устройство снабжено автономным (расположенным вне габаритов ротора) разъемным блоком привода 4, на котором расположены механизированный привод 5 с ведущей звездочкой 6, опорными 12 и цилиндрическими тяговыми роликами 7, штангой-рукояткой с пультом управления (не показана), шкафом с электрооборудованием (не показан). На роторе укреплены двухсторонне закрепленные шпули 8 для установки рулонного изоляционного материала. На торцевой части ротора жестко укреплены равномерно расположенные друг от друга секторы звездочек или звездочки 9, на которые уложена приводная цепь 10, входящая в зацепление с ведущей звездочкой 6 механизированного привода 5. Для синхронизации осевого перемещения ротора и блока привода торцевое наружное кольцо ротора со стороны привода расположено между цилиндрическими тяговыми роликами 7 блока привода с сопряжением с ними (см. фиг.1 и фиг.3). На торцевой части ротора, между секторами звездочек 9 (или звездочками), жестко укреплены равномерно размещенные поддерживающие цепь криволинейные пластины 11, причем указанные пластины имеют радиус изгиба такой, что цепь, охватывающая секторы звездочек (или звездочки) по форме приближается к окружности.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают ротор и блок привода на изолируемую часть трубопровода. Включают механизированный привод 5. Крутящий момент от привода 5 посредством ведущей звездочки 6 передает тяговое усилие через цепь 10 на секторы звездочек (или звездочки) 9, тем самым, вращая ротор 1 относительно оси трубопровода 3. Торцевое наружное кольцо ротора 1 через тяговые ролики 7 блока привода 5 передает последнему осевое перемещение относительно трубопровода 3, а установленные с наклоном опорные ролики 2 обеспечивают винтовое перемещение ротора по трубопроводу 3 с заданным шагом намотки изоляционного материала, равномерно обматывая трубопровод. Поддерживающие приводную цепь криволинейные пластины 11 обеспечивают постоянное натяжение цепи, исключая возможность выхода цепи из зацепления с ведущей звездочкой 6.

Предлагаемое устройство имеет простую, легкую конструкцию блочного типа и его использование позволит осуществлять изоляцию магистральных трубопроводов любых диаметров, в том числе и больших диаметров (до 720 1420 мм), рулонными материалами шириной 450 400 мм с заданным натяжением и стабильной величиной нахлеста без применения грузоподъемной техники. При этом исключается изготовление дорогостоящего зубчатого ротора конструкции прототипа большого диаметра, обладающего большой массой.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для нанесения рулонного изоляционного материала на магистральный трубопровод, включающее разъемный ротор кольцевого сечения типа беличьего колеса с опорными роликами и двухсторонне закрепленными шпулями для крепления рулонных изоляционных материалов, автономно размещенного разъемного блока привода, снабженного опорными и цилиндрическими тяговыми роликами, на котором расположены механизированный привод с ведущей звездочкой, при этом на одном из торцов ротора жестко укреплены равномерно расположенные друг от друга секторы звездочек или звездочки, охватываемые приводной цепью, которая также охватывает ведущую звездочку механизированного привода, а для синхронизации осевого перемещения ротора и блока привода торцевое наружное кольцо ротора со стороны привода расположено между цилиндрическими тяговыми роликами блока привода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торцевой части ротора, между секторами звездочек или звездочками жестко укреплены равномерно размещенные поддерживающие цепь криволинейные пластины, причем указанные пластины имеют радиус изгиба такой, что цепь, охватывающая секторы звездочек или звездочки, по форме приближается к окружности.

Приспособления ручные для изоляции труб лентами предназначены для нанесения на трубопроводы изоляционных покрытий (Полилен, Поликен, Фурукава и т.п.). Размерный ряд приспособлений обеспечивает возможность изоляции всего диапазона труб в пределах от 32 до 1420 мм включительно. Используя приспособление, можно нанести на трубопровод однослойное или двухслойное покрытие.

Приспособление ручное для изоляции труб лентами РПИ представляет собой установку их двух равнозначных частей, соединенных общей осью и зажимным устройством, образующих трубчатый ротор («беличье колесо»), на котором крепятся ролики и шпули.

Принцип работы приспособления заключается в том, что оператор, вращая за ротор установленного на трубопроводе приспособления, перемещает его вдоль трубопровода. Это достигается установкой прижимных роликов под определенным углом и образующей трубопровода. При этом рулонный материал, закрепленный на оси шпули, сматывается на трубопровод, образуя изоляционное покрытие. Скорость перемещения и нахлест ленты регулируется разворотом роликов, а усилие сматывания ленты тормозным устройством, установленным на шпуле.

Эксплуатация приспособлений РПИ совместно с очистными машинами разработки нашего предприятия дает ряд преимуществ по сравнению с технологией укладки трубы изолировочно-укладочной колонной:

• Отпадает необходимость в нескольких трубоукладчиках сопровождения — в одном или двух, в зависимости от диаметра изолируемого трубопровода;
• Сокращается количество работающих;
• Достигается оптимальное использование технических и трудовых ресурсов.

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте трубопроводов. Обойма устройства в виде "беличьего" колеса опирается на трубопровод посредством роликов, имеющих возможность поворота относительно продольной оси обоймы. На обойме установлены шпули с возможностью поворота относительно оси обоймы. Устройство снабжено рамой, опирающейся на трубопровод двумя рядами роликов. Рама имеет связь с обоймой для ограничения их относительного продольного перемещения и механизм привода, установленный в боковой нижней части рамы. Крутящий момент на обойму передается в направлении сверху вниз по направлению к приводу для компенсации опрокидывающего устройства момента. Трансмиссия механизма привода выполнена в виде цепной передачи с роликовой приводной цепью. Ведущая ветвь цепи контактирует с ведомой закрепленной на обойме звездочкой наружной стороной по отношению к контуру цепи. Натяжная звездочка снабжена узлом амортизации. Расширяет арсенал технических средств. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области изоляции труб, точнее к устройствам для нанесения ленточного изолирующего материала на наружную поверхность трубопровода, и может использоваться при ремонте и строительстве трубопроводов.

Известно устройство для изоляции трубопроводов лентами (справочник "Строительство магистральных трубопроводов", -М.: Недра, 1991, с.428), представляющее собой раму, опирающуюся на трубопровод посредством роликов. Рама несет на себе шпули для размещения рулона изолирующей ленты и ходовой механизм для перемещения устройства по трубопроводу, приводящий в движение ходовые ролики.

При движении этого устройства по трубопроводу возникают циклические колебания устройства вокруг оси трубы, обусловленные нецилиндричностью трубопровода (в связи с нецилиндричностью ходовые ролики контактируют с трубой в точках, располагающихся на окружностях различных диаметров), а также из-за усилия натяжения ленты. Указанные циклические колебания снижают стабильность усилия натяжения ленты. Кроме этого, данное устройство требует сопровождения трубоукладчика, который поддерживает устройство на трубопроводе, что, в свою очередь, требует планировки бровки траншеи.

Из описания изобретения к авт. свид. СССР 741018 (опубл. 15.06.80) известно устройство для нанесения ленточного изолирующего материала на трубопровод. Это устройство имеет обойму в виде "беличьего" колеса, опирающуюся на трубопровод посредством роликов. Ролики имеют возможность поворота относительно оси обоймы для установки необходимого шага перемещения устройства вдоль трубопровода. На обойме установлены шпули для размещения рулона изолирующей ленты. Изолирующий материал наносят на трубопровод, вращая устройство вокруг него.

При работе этого устройства не происходит его циклических колебаний, снижающих стабильность усилия натяжения ленты. Но достаточную стабильность усилия натяжения ленты известное устройство не обеспечивает из-за неравномерной скорости вращения, т.к. его вращение производится вручную. Этот недостаток особенно проявляется при изоляции трубопроводов больших диаметров, когда для вращения известного устройства необходимо приложить значительные усилия и для этого требуется одновременно несколько человек. Кроме этого, влияние чисто "человеческого фактора" приводит к тому, что устройство регулируется на усилие натяжения ниже необходимого.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения стабильности натяжения ленточного изолирующего материала.

Для достижения указанного технического результата устройство для нанесения ленточного изолирующего материала на трубопровод, содержащее обойму в виде "беличьего" колеса, опирающуюся на трубопровод посредством роликов, имеющих возможность поворота относительно продольной оси обоймы и шпули, установленные на обойме, имеет раму, опирающуюся на трубопровод двумя рядами роликов и имеющую связь с обоймой, ограничивающую их относительное продольное перемещение, и механизм привода, установленный в боковой нижней части рамы и передающий крутящий момент на обойму сверху вниз к приводу.

Трансмиссия механизма привода может быть выполнена в виде цепной передачи с роликовой приводной цепью, ведущая ветвь которой контактирует с ведомой звездочкой, закрепленной на обойме, стороной, которая является наружной по отношению к контуру цепи, образованному ведущей и натяжной звездочками, а натяжная звездочка имеет узел амортизации.

Наличие в устройстве рамы, опирающейся на трубопровод двумя рядами роликов, позволяет снабдить устройство механизмом привода и обеспечивает устойчивое положение привода на трубопроводе.

Благодаря наличию связи рамы с обоймой, ограничивающей их относительное продольное перемещение, обеспечивается их совместное движение вдоль трубопровода и, следовательно, устройства в целом.

Наличие в устройстве механизма привода, установленного в боковой нижней части рамы и передающего крутящий момент на обойму в направлении сверху вниз к приводу, обеспечивает компенсацию момента, действующего на раму при работе устройства, возникновение которого обусловлено усилием натяжения ленты и усилием перемещения устройства по трубопроводу за счет момента, обусловленного массой механизма привода.

Совокупность указанных признаков обеспечивает работу устройства с равномерной скоростью вращения обоймы с установленными на ней шпулями, в результате чего повышается стабильность натяжения ленточного изолирующего материала.

Предлагаемое устройство для нанесения ленточного изолирующего материала на трубопровод иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид устройства, установленного на трубопроводе.

На фиг.2 показана связь рамы с обоймой.

Устройство содержит обойму 1 в виде "беличьего" колеса, опирающуюся на трубопровод 2 посредством роликов 3, установленных в вилках 4. Вилки 4 нагружены пружинами, установленными внутри стаканов 5, которые закреплены на боковых стенках обоймы 1. Необходимый шаг перемещения обоймы 1 устанавливают поворотом вилок 4 с последующей фиксацией их положения (на чертеже не показано). Шпули 6 установлены на продольных связях обоймы 1 при помощи кронштейнов с возможностью регулирования положения шпуль относительно продольной оси трубопровода. Обойма 1 выполнена разъемной. На боковой стенке обоймы 1 закреплена звездочка 7, выполненная из двух частей, плоскость стыка которых совпадает с плоскостью разъема обоймы 1.

Устройство имеет раму 8, которая опирается на трубопровод 2 двумя рядами роликов 9. Связь рамы 8 с обоймой 1 может быть выполнена, например, в виде кронштейнов 10, закрепленных на раме 8, каждый из которых снабжен роликом 11 с радиально расположенной осью 12, входящим в кольцевой паз 13 звездочки 7, и контактирует с боковой поверхностью 14 паза 13.

На боковой нижней части рамы 8 установлен электропривод 15 с ведущей звездочкой 16 и натяжная звездочка 17. Звездочки 16 и 17 охватываются приводной цепью 18, наружная сторона ведущей ветви которой охватывает также часть зубьев звездочки 7. Натяжная звездочка 17 при помощи вилки установлена в обойме 19, закрепленной на раме 8, и поджата пружиной, размещенной в обойме 19.

Устройство работает следующим образом.

Вилки 4 с роликами 3 поворачивают на заданный угол, определяющий шаг намотки, и фиксируют. На этот же угол поворачивают шпули 6. В описываемом варианте монтаж устройства на трубопровод 2 производят последовательной установкой обоймы 1 (за счет ее разъемного исполнения в любом месте трубопровода) и рамы 8 с установленным на ней электроприводом 15. При этом ролики 11 входят в кольцевой паз 13, а цепь 18 охватывает часть зубьев звездочки 7. На каждую шпулю устанавливают рулон ленточного изолирующего материала, конец которого приклеивают к трубопроводу.

При включении электропривода 15 вращение от него через звездочку 16 и цепь 18 передается на звездочку 7. Звездочка 7 совместно с обоймой 1 и шпулями 6 начинают равномерно вращаться вокруг трубопровода 2. Устройство начинает перемещаться по трубопроводу 2 и наносить на него изолирующий материал. Рама 8 с приводом 15 перемещается вдоль трубопровода 2 совместно с обоймой 1, перемещающейся по трубопроводу по спирали.

Передача крутящего момента на обойму 1 в направлении сверху вниз к приводу обеспечивается соответствующей схемой монтажа механизма привода. Момент, действующий на раму 8 при передаче указанного момента, уравновешивается моментом, возникающим от массы привода. В процессе работы устройства из-за неравенства момента, возникающего от усилия натяжения ленты и усилия перемещения устройства по трубопроводу 2, моменту, создаваемому массой механизма привода, может возникнуть момент, действующий на раму 8 в том или другом направлениях. При движении устройства вдоль трубопровода рама 8, под воздействием этого момента, может постепенно повернуться вокруг трубопровода на некоторый угол и указанные моменты уравновесятся. Поворот рамы 8 вокруг трубопровода 2 влияния на работу устройства в целом не оказывает.

Устройство обеспечивает качественное нанесение ленточного изолирующего материала на трубопровод, в том числе, за счет повышения стабильности натяжения ленточного материала, обеспечиваемой равномерным вращением обечайки 1 с рулонами ленточного материала, установленными на шпулях 6.

1. Устройство для нанесения ленточного изолирующего материала на трубопровод, содержащее обойму в виде “беличьего” колеса, опирающуюся на трубопровод посредством роликов, имеющих возможность поворота относительно продольной оси обоймы, и шпули, установленные на обойме, отличающееся тем, что устройство имеет раму, опирающуюся на трубопровод двумя рядами роликов, и имеющую связь с обоймой, ограничивающую их относительное продольное перемещение, и механизм привода, установленный в боковой нижней части рамы и передающий крутящий момент на обойму в направлении сверху вниз к приводу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трансмиссия механизма привода выполнена в виде цепной передачи с роликовой приводной цепью, ведущая ветвь которой контактирует с ведомой звездочкой, закрепленной на обойме, стороной, которая является наружной по отношению к контуру цепи, образованному ведущей и натяжной звездочками, а натяжная звездочка имеет узел амортизации.