Patent RU-92036-U1 (RU)
Title: Трубодемонтажная машина трубопровода с соединением "раструб"
IPC: E02F9/00
Filed: 2009-10-26
Granted: 2010-03-10
Abstract: На вооружении трубопроводных соединений и частей приняты комплекты полевых сборно-разборных трубопроводов повышенной производительности ПМТП-100, ПМТП-150 и ПМТБ-200, развертывание которых можно вести ручным и механизированным способами. А свертывание трубопровода можно вести только ручным способом, так как в настоящее время машины, способные вести механизированный демонтаж трубопровода с соединением «Раструб», не созданы. 
     Цель изобретения - создание трубодемонтажной машины (ТДМ), способной одновременно производить механизированный демонтаж трубопровода и погрузку труб в автомобиль-трубовоз, с целью повышения темпа свертывания трубопровода, что позволит выполнить задачу в более короткие сроки и уменьшить объем работы по демонтажу трубопровода вручную. Данным изобретением добиваемся отсутствия отдельного тягача для трубодемонтажной машины. В роли тягача выступает автомобиль, на который одновременно грузятся демонтированные трубы. 
     I. Общее устройство трубодемонтажной машины 
     Трубодемонтажная машина разработана на базе одноосного автомобильного прицепа, который буксируется автомобилем-трубовозом. Общий вид трубодемонтажной машины, в транспортном положении, показан на рисунке 1. 
     Рассматриваемая трубодемонтажная машина полевого сборно-разборного трубопровода, с соединением «Раструб» состоит из специального одноосного автомобильного прицепа (I), на котором смонтированы демонтажное устройство (II) и механизм погрузки труб (III) в автомобиль-трубовоз (47). Общий вид трубодемонтажной машины показан на рисунке 2. 
     Демонтажное устройство (II) одним своим концом (сзади) крепится на оси платформы автомобильного прицепа (I), другим концом (спереди), через сцепную балку (24) с помощью проушин (25) крепится к бамперу автомобиля (47) (см. рисунок 3). 
     Демонтажное устройство предназначено для демонтажа (разборки) труб, поступающих в него из линии трубопровода. 
     Демонтажное устройство (II) состоит из центратора (IV), передней рамы (V) и конечной рамы (VI), в которых размещены разборный механизм (9) и 4 подвижные каретки (3, 4, 7, и 10) на цепях, соединенные кинематической схемой в единый механизм (см. рисунок 4). 
     Центратор - предназначен для обеспечения соосного расположения демонтируемых труб при их разборке. Центратор (IV) представляет собой сварную коробчатую конструкцию квадратного сечения, в котором размещены ролики (1). Ролики постоянно обеспечивают соосность входящей трубы с осью демонтажного устройства при любом профиле местности, на котором производится демонтаж трубопровода (см. рисунок 4). 
     Центратор (IV) к передней раме (V) присоединяется на поворотной оси и болтами (см. рисунок 4 и 5). В транспортном положении центратор поворачивается на шарнире на 90° и фиксируется стопором, что уменьшает длину демонтажного устройства. 
     Передняя рама - предназначена для обеспечения синхронности работы разборного механизма, ведущей, возвратной и нажимной кареток при ведении демонтажа труб. Передняя рама (V) представляет собой сварную конструкцию П-образного сечения, в которой размещены разборный механизм (9), ведущая (3), возвратная (4), нажимная (7) каретки на цепных передачах (16) и тяга (14), соединяющая их в единый механизм. Цепные передачи (16) соединенные тягой (14) объединяют в единый механизм все каретки демонтажного устройства. 
     Ввиду большой длины передней рамы (V) с центратором (IV), что вызывает затруднение и нарушение мер безопасности при совершении марша, то передняя рама состоит из двух частей, соединенные на поворотной оси болтами. В транспортном положении первая часть передней рамы поворачивается на шарнире на 90° и фиксируется стопором перед бампером автомобиля (см. рисунок 5). 
     Ведущая каретка (3) - предназначена для передачи усилия от собранной линии трубопровода через тягу (16) на каретки демонтажного устройства (см. рисунок 4). 
     Ведущая каретка представляет собой сварную конструкцию П-образного сечения, в которой установлены захваты (20), рычаг с цепной передачей (16) и две демпферные пружины (17). Каретка, имея опорные катки (6), перемещается по направляющим (2). Нижняя часть корпуса каретки закреплена на цепной передаче (16). 
     Возвратная каретка (4) - предназначена для возвращения в исходное положение всех механизмов демонтажного устройства после окончания демонтажа соединения труб. Возвратная каретка состоит из корпуса П-образного сечения, на котором установлены захваты (20), рычаг с цепной передачей (16) и две демпферные пружины (17). Каретка, имея опорные катки (6), перемещается по направляющим (2). Нижняя часть корпуса каретки закреплена на цепной передаче (16) (см. рисунок 4). 
     Разборный механизм (9) предназначен для демонтажа полевого сборно-разборного трубопровода, с соединением труб «Раструб» и является составной частью общего демонтажного устройства. Разборный механизм состоит из усовершенствованной разъемной втулки (34) с ручками (33), вилки (28) с роликами (27), амортизатора (36) на опорных катках (35) и 2-х пружин (26). Разборный механизм работает во взаимодействии с нажимной кареткой (7), которая на опорных катках (6) приводится в движение тягой (14) через цепную передачу (16) и звездочки (12), в результате поступательного движения машины вперед на линию трубопровода, предназначенного для демонтажа. Общий вид и устройство разборного механизма показаны на рисунках 6 и 7. 
     Усовершенствованная разъемная втулка имеет жесткое петлевое соединение двух полуколец. В нижней части полуколец втулки - остроконечные шип - паз. Это позволяет четко и плотно смыкать полукольца втулки, что будет способствовать быстроте и качеству ведения демонтажа трубопровода. Общий вид усовершенствованной разъемной втулки показан на рисунке 8. 
     Нажимная каретка (7) - предназначена для нажатия на усовершенствованную разъемную втулку (34), тем самым, обеспечив ее «подлезание» под стальное запорное кольцо и разжатие его. Нажимная каретка представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения, имея опорные катки (6), которая перемещается по направляющим (2). Нижняя часть корпуса каретки закреплена на цепной передаче (16) (см. рисунок 7). 
     Тяга (14) - предназначена для приведения в действие кареток демонтажного устройства и обеспечения демонтажа трубопровода (см. рисунки 4 и 7). 
     Конечная рама (VI) - предназначена для отсоединения демонтируемой трубы и подачи ее в механизм погрузки труб в автомобиль. 
     Конечная рама (VI) представляет собой сварную конструкцию П-образного сечения, в которой расположена тяговая каретка (10) и тяга (14), которые обеспечивают отсоединение демонтируемой трубы (11). В тяговой каретке установлены захваты (20), которая, имея опорные катки (6), перемещается по направляющим (2). Нижняя часть корпуса каретки закреплена на цепной передаче (16). Две звездочки (12) цепной передачи (16) соединены между собой посредством распорной штанги (15). На осях звездочек (12) установлены шарикоподшипники, которые перемещаются по направляющим (2). Нижняя часть цепной передачи закреплена в одной точке, что позволяет тяговой каретке (10) движение со скоростью в два раза большей, чем нажимная каретка (7) (см. рисунок 4). 
     Механизм погрузки труб в автомобиль (III) является составной частью трубодемонтажной машины и предназначен для механизированной погрузки труб в автомобиль после их демонтажа. 
     Механизм (III) состоит из автомобильного приводного моста (37) на котором крепится специальная платформа (44) с ограждением и противовесом (45), карданного вала (38) соединяющего редуктор автомобильного моста (37) с редуктором механизма (39). Редуктор (39) крепится к нижней части механизма погрузки, через который проходит ось привода (43) транспортерных цепей (40). На транспортерных цепях (40) крепятся захваты (41) для труб. Верхний привод транспортерных цепей крепится стойками (46) к демонтажному устройству. Натяжение транспортерных цепей обеспечивается за счет 2-х штанг, соединяющие между собой верхние и нижние звездочки (48) 2-х транспортерных цепей (40) (см. рисунки 9 и 10). 
     Демонтажное устройство находится по отношению к земле под углом примерно 20…25 градусов. Следовательно, демонтированная труба будет поступать на погрузку под таким же углом. В целях обеспечения мер безопасности подачу труб в кузов автомобиля требуется производить в строго горизонтальном положении. Для обеспечения горизонтальной подачи трубы в кузов автомобиля и одновременного приема ее двумя солдатами, захваты, на транспортерных цепях, установлены строго горизонтально (см. рисунок 9). 
     Задача по созданию механизма для ведения механизированной погрузки труб в автотранспорт достигнута созданием кинематической схемы взаимодействия частей, размещенных на одноосном автомобильном прицепе и передачи крутящего момента от колес автомобильного прицепа на транспортерные цепи, обеспечивая поочередную подачу труб в автотранспорт после их демонтажа. 
     Общий вид трубодемонтажной машины, в рабочем положении, показан на рисунке 11. 
     II. Взаимодействие частей и механизмов трубодемонтажной машины при демонтаже трубопровода 
     Демонтаж труб ведется в направлении от манжеты к раструбу, то есть труба подается на демонтаж манжетой вперед. Это предусмотрено для того, чтобы после демонтажа трубы вести механизированную погрузку ее в кузов автомобиля. Так как, трубы укладываются раструбом в передней части кузова автомобиля, а манжетой - назад. 
     При прохождении трубы через центратор (IV) демонтажного устройства соосность 2-х демонтируемых труб обеспечивается роликами (1). При ведении демонтажа линия трубопровода относительно земли находится в неподвижном состоянии. Производится движение машины (демонтажного устройства) вперед и производится подача линии трубопровода в демонтажное устройство. 
     При движении трубы (11) по демонтажному устройству (II), раструбом она упирается в захваты (20) ведущей каретки (3) и перемещает ее вперед, которая скользит своими опорными катками (6) по направляющим (2) корпуса. Ведущая каретка (3), по отношению к земле, находится на месте, а по отношению к корпусу демонтажного устройства перемещается назад. При этом, верхняя часть цепи (16), переброшенная через звездочку (12), также начинает перемещаться назад, приводя в движение тягу (14). Ведущая каретка (3), дойдя назад, в крайнее положение, останавливается. Так как движение трубы продолжается то, усилие на демпферные пружины (17) возрастает. Под воздействием раструба трубы (11), захваты (20) ведущей каретки (3), при превышении прикладываемого усилия более усилия сжимания демпферной пружины (17), поворачиваются вокруг оси, приводя в движение шток (19), сжимая пружину (17) и пропускает далее трубу по демонтажному устройству (II) (см. рисунок 4). 
     При движении ведущей каретки (3) назад, через тягу (14) возвратная каретка (4) перемещается вперед и готова к приему раструба трубы (11). Пройдя далее, по демонтажному устройству, раструб трубы упирается в захваты (20) возвратной каретки (4) и перемещает ее вправо (или по ходу машины - назад). Возвратная каретка (4), относительно земли, находится на месте, а по отношению к корпусу демонтажного устройства перемещается назад. 
     Верхняя часть цепи (16), переброшенная через звездочку (12), начинает перемещаться, вместе с раструбом трубы, назад. 
     Возвратная каретка (4), двигаясь по направляющим (2), передает усилие через рычаг и тягу (14) демонтажного устройства и возвращает ведущую (3), нажимную (7) и тяговую (10) каретки в исходное положение. 
     Возвратная каретка (4), с раструбом трубы (11), дойдя вправо в крайнее положение, останавливается. При этом возрастает нагрузка на демпферные пружины (17) и захваты (20) освобождают раструб трубы от связи с возвратной кареткой (4). 
     В то время, когда раструб второй трубы (11) проходит через ведущую каретку (3), то раструб первой трубы подходит к разборному механизму (9). Разборный механизм (9) производит демонтаж соединения трубы (11). 
     Раструб трубы (11), двигаясь по демонтажному устройству, воздействует на ролики (27) вилки (28) разборного механизма, поднимая их вверх (см. рисунок 7). 
     При движении вилки (28) вверх, происходит в стакане (30) сжатие штоком (31) пружины (32). Вертикальное перемещение вилки (28) передается на ручки разъемной втулки (33), которые тянут ее полукольца вверх. Под действием веса втулки (34), ее полукольца раскрываются и пропускают под собой раструб трубы (11). Для обеспечения точного опускания усовершенствованной разъемной втулки (34) перед раструбом трубы, то в верхней ее части произведен прямоугольный вырез для размещения ролика вилки (28) (см. рисунки 6 и 7). Как только второй ролик вилки опустится с раструба на манжету трубы, то усовершенствованная разъемная втулка (34), опускаясь перед раструбом, сомкнет свои полукольца в круг. Тем самым, разъемная втулка готова к ведению демонтажа соединения труб. 
     При перемещении ведущей каретки (3) по направляющим (2), усилие через тягу (14) передается на нажимную каретку (7), которая перемещается назад и с усилием нажимает на усовершенствованную разъемную втулку (34), вводя ее в раструб трубы (11) и разжимая стальное запорное кольцо. Манжета трубы освобождена от стального запорного кольца и готова к отсоединению. 
     Перед началом демонтажа соединения трубы (11) (при нажатии нажимной (7) каретки) второй ролик (27) разборного механизма находится на теле трубы и упирается в раструб демонтируемой трубы. Во избежание поломки вилки (28) разборного механизма, при воздействии нажимной каретки (7) на усовершенствованную разъемную втулку (34), верхняя ее часть сделана подвижной. Втулка (48) с роликом (27) перемещается по направляющему стержню (24) (см. рисунок 12). 
     С началом движения возвратной каретки (4), усилие через тягу (14) демонтажного устройства передается на тяговую каретку (10). Нижняя часть цепи (16) тяговой каретки (10) закреплена неподвижно в одной точке. Две звездочки (12) цепной передачи (16) соединены распорной штангой (15). Оси звездочек удлинены, на которых установлены подшипники, являющиеся опорами, которые перемещаются по направляющим. Цепная передача в данной кинематической схеме является подвижным блоком. Благодаря этому, скорость перемещения верхней части цепи (16) и тяговой каретки (10) в два раза превышает относительную скорость перемещения ведущей (3), возвратной (4) и нажимной (7) кареток. К этому моменту, захваты (20) тяговой каретки (10), зацепив венчики манжеты трубы (11), со скоростью превышающей скорость движения возвратной каретки (4) в 2 раза, оттаскивают демонтированную трубу (11). Таким образом, завершен процесс демонтажа соединения трубы. Труба подана в заднюю раму демонтажного механизма, где механизм погрузки труб в автомобиль (Ш) произведет забор и подъем трубы в кузов автомобиля. 
     При движении вперед автомобильного одноосного прицепа (I) усилие вращения передается от колес автомобильного моста (37) через его редуктор на карданный вал (38), редуктор механизма (39), ось привода (36), звездочки и на транспортерные цепи (40). Транспортерные цепи начинают вращаться. После демонтажа труба поступает в заднюю раму демонтажного устройства (VI) и проходит возле транспортерных цепей (40) механизма погрузки труб в автомобиль (Ш). Транспортерные цепи (40) вращаясь, своими захватами (41) поднимают трубу (11) вверх в кузов автомобиля (47), для последующей ее укладки двумя военнослужащими. Оба военнослужащих, приняв трубу (11), одновременно укладывают ее на сепарационные подкладки в кузов автомобиля (47). 
     Солдаты получают трубы, от механизма погрузки по высоте, на уровне груди. После чего, они опускают трубы вниз и укладывают их на сепарационные подкладки в кузове автомобиля. Работа, по укладке труб на сепарационные подкладки, ведется сверху вниз. Выполнение этой физической работы намного легче, чем при ведении ручного демонтажа трубопровода, где трубы необходимо поднимать снизу вверх (с земли трубы поднимать и укладывать в кузов автомобиля). В этом процессе наблюдается облегчение физической нагрузки на личный состав. 
     Предлагаемое изобретение решает задачу создания трубодемонтажной машины, на базе разборного механизма с усовершенствованной разъемной втулкой и кинематикой схемы взаимодействия частей и механизмов. Конечной целью является увеличение темпа демонтажа трубопровода силами трубопроводной части и снизить физическую нагрузку на личный состав.