Устройство врезки отвода в действующий трубопровод, сменный патрон для него и центратор самоцентрирующийся для установки устройства на трубопровод
DEVICE OF BEND TAPPING-IN INTO THE OPERATING PIPELINE, REPLACEMENT CHUCK FOR IT AND THE SELF-CENTERING CENTRALIZER FOR THE DEVICE INSTALLATION ONTO THE PIPELINE

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и предназначено для врезки отводов в действующий трубопровод без снижения в нем давления.
Известна установка для врезки отводов в трубопровод, включающая размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нем режущим инструментом, шестерни его осевого и углового перемещений, входящие в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма, причем шестерня осевого перемещения шпинделя установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения. Ведущие шестерни связаны друг с другом посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой, а шестерня углового перемещения связана со шпинделем посредством шлицевого соединения, кроме того, на ведомой шестерне вращения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения, при перемещении шпинделя на заданное расстояние (патент РФ №2173809, МПК F16L 41/04, опубл. 20.09.2001 г.).
Недостаток - сложная конструкция и неудобство в эксплуатации, связанное с необходимостью внимательно следить за выходом контрольного стержня из трубки для своевременного отключения двигателя.
Известна установка для врезки отводов в трубопровод, включающая размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нем режущим инструментом, шестерни его осевого и углового перемещений, входящие в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма, причем шестерня осевого перемещения шпинделя установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения, при этом ведущие шестерни связаны друг с другом посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой, а шестерня углового перемещения связана со шпинделем посредством шлицевого соединения, кроме того, на ведомой шестерне углового перемещения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения, при перемещении шпинделя на заданное расстояние. Шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом через муфту, имеющую обойму и возвратную пружину, а также имеющую возможность сопряжения с торцевой поверхностью шпинделя при его перемещении в направлении от трубопровода, кроме того, ходовой винт снабжен ручкой поворота ходового винта (патент РФ №2221960, МПК F16L 41/04, опубл. 20.01.2004 г.).
Недостатком является сложная конструкция устройства.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства при повышении эксплуатационной надежности и упрощении конструкции.
Технический результат - увеличение диапазона размеров врезаемых отводов с возможностью работы в ручном и электрическом режимах.
Задача решается, а технический результат достигается устройством врезки отвода в действующий трубопровод, включающим размещенный в стойке шпиндель с режущим инструментом, ходовой винт, образующий со шпинделем винтовую пару для подачи режущего инструмента. В отличие от прототипа в стойке расположен шлицевой вал, внутри которого находится шпиндель с винтом, на нижнем конце шпинделя закреплены сменный патрон с расположенным в нем эксцентричным захватом для извлечения вырезанного «пятака» вместе с приваренным предварительно к трубе стержнем с ловителем и режущий инструмент, при этом использован сменный патрон с конусом Морзе для установки сверел различного диаметра или сменный патрон под фрезы диаметром 45-70 мм или 90-180 мм, а на верхнем конце установлен штурвал для вращения винта, причем в верхнем конце винта закреплена нижняя пружина, упирающаяся в верхний конец шлицевого вала, а над сальниковым устройством для герметизации вала и шпинделя закреплена верхняя пружина, при этом устройство содержит червячный редуктор для вращения шпинделя и электродвигатель, установленный на стойке и передающий крутящий момент через цепную передачу к червяку редуктора, при этом на концах червяка редуктора установлены ручки для передачи крутящего момента к червяку редуктора, причем в стойке расположены два сливных штуцера, а шпиндель содержит ограничитель выкручивания и выпадения.
Согласно изобретению:
- эксцентричный захват представляет собой подпружиненную шайбу, расположенную в овальном отверстии, взаимодействующую с кнопкой для перемещения шайбы в центральное положение;
- ограничитель выкручивания и выпадения шпинделя выполнен в виде стопорного винта, входящего в продольный паз, расположенный на шпинделе;
- сменный патрон с конусом Морзе завернут на конец шпинделя через корончатую шайбу, при этом выступающие части на патроне и шайбе упираются друг в друга;
- сменный патрон с конусом Морзе установлен на шпинделе через гайку с левой резьбой и упругую прокладку;
- сменный патрон под фрезы диаметром 45-70 мм установлен на шпинделе через гайку с левой резьбой и упругую прокладку;
- сменный патрон под фрезы диаметром 45-70 мм установлен на шпинделе через корончатую шайбу.
Задача решается также сменным патроном для устройства врезки отвода в действующий трубопровод, содержащим корпус, в котором расположен эксцентричный захват, представляющий собой подпружиненную шайбу, расположенную в овальном отверстии и взаимодействующую с кнопкой для перемещения шайбы в центральное положение, причем сменный патрон выполнен с конусом Морзе для установки сверел различного диаметра или сменный патрон выполнен под фрезы диаметром 45-70 мм или 90-180 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано заявляемое устройство для врезки отвода в действующий трубопровод:
фиг. 1 - принципиальная схема устройства с электродвигателем;
фиг. 2 - общий вид устройства, смонтированного на трубопроводе, в продольном сечении, с электродвигателем, использован сменный патрон под фрезы (режущий инструмент) диаметром 90-180 мм;
фиг. 3 - общий вид устройства, смонтированного на трубопроводе, в продольном сечении, с электродвигателем, использован сменный патрон под фрезы диаметром 45-70 мм;
фиг. 4 - продольное сечение нижней части устройства, показан сменный патрон под фрезы диаметром 45-70 мм, установленный на шпинделе, упирается на корончатую шайбу;
фиг. 5 - продольное сечение нижней части устройства, показан сменный патрон под фрезы диаметром 90-180 мм;
фиг. 6 - центратор самоцентрирующийся для монтажа приварного патрубка, вид сверху;
фиг. 7 - центратор самоцентрирующийся, вид сбоку (в процессе приварки патрубка);
фиг. 8 - показана приварка стержня с ловителем к трубопроводу с помощью кондуктора.
Устройство для врезки отвода в действующий трубопровод содержит (фиг 1, 2, 3) стойку 1, внутри которой расположен шлицевой вал 2, шпиндель 3 с винтом 4, который образует со шпинделем винтовую пару. На нижнем конце шпинделя закреплены сменный патрон 5 с расположенным в нем эксцентричным захватом 6 для извлечения вырезанного «пятака» вместе с приваренным предварительно к трубе стержнем с ловителем, а также режущий инструмент 7, а на верхнем конце установлен штурвал 8 для вращения винта, причем в верхнем конце винта закреплена нижняя пружина 9, упирающаяся в верхний конец шлицевого вала, а над сальниковым устройством 10 для герметизации вала и шпинделя закреплена верхняя пружина 11, причем для вращения шпинделя устройство содержит червячный редуктор 12, при этом в стойке расположены два сливных штуцера 13, а шпиндель содержит ограничитель выкручивания и выпадения 14 в виде стопорного винта. Кроме того, устройство содержит электродвигатель 15, установленный на стойке и передающий крутящий момент через цепную передачу к червяку редуктора 12. Позицией 16 (фиг. 2, 3 ,4) показана подпружиненная шайба эксцентричного захвата с пружиной 17, 18 - кнопка для перемещения шайбы захвата в центральное положение, 19 - гайка с левой резьбой, 20 - упругая прокладка для легкого съема фрезы, 21 - корончатая шайба для съема патрона под фрезы диаметром 45-70 мм. Позицией 22 (фиг. 2, 3, 6, 7, 8) показан стержень с ловителем 23. На фиг. 2, 3 позицией 24 - приварной патрубок, 25 - задвижка, 26 - согласующий патрубок.
Кроме того, на фиг. 6 и 7:
27 - корпус центратора,
28 - раздвижные клинья,
29 - пазы клиньев, расположенные под углом к оси центратора,
30 - ручка, соединенная с клиньями,
31 - верхний горизонтальный паз,
32 - пальцы,
На фиг. 8: 33 - кондуктор, 34 - трубопровод.
Врезка отвода в действующий трубопровод с помощью заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Устанавливают устройство на трубопровод. Для этого предварительно к трубопроводу 34 (фиг. 8) с помощью кондуктора 33 приваривают стержень 22 с ввернутым ловителем 23 в точке, соответствующей центру привариваемого отвода. Затем герметично приваривают приварной патрубок 24 при помощи центратора (фиг. 6 и 7). Когда центратор находится на весу, корпус 27 опускается от ручки 30 вниз, а клинья 28, находящиеся в зацеплении с шайбой ручки, остаются наверху и, перемещаясь по пазам 29, расположенным под углом, сдвигаются к центру корпуса 27. Затем центратор опускают внутрь привариваемого патрубка 24, причем через центральное отверстие в корпусе 27 он надевается на предварительно приваренный к трубопроводу с помощью кондуктора стержень 22 с ловителем 23, а ручка 30 центратора опускается вниз (в сторону трубопровода) до полного расклинивания клиньев. Раздвижные клинья 28 центратора при перемещении в сторону трубопровода раздвигаются в стороны, центрируя приварной патрубок 24 относительно стержня с ловителем. По окончании приварки патрубка центратор вынимается из патрубка за ручку 30. При подъеме центратора за ручку клинья 28 перемещаются относительно корпуса к его центру, и центратор легко вынимается из приваренного патрубка.
Далее на приварной патрубок герметично устанавливают в полностью открытом положении соответствующую патрубку задвижку 25. На фланец устройства герметично устанавливается согласующий патрубок 26. На шпиндель 3 устройства крепится соответствующий врезке сменный патрон 5 и режущий инструмент 7. При этом при использовании сменного патрона под фрезы диаметром 45-70 мм он может быть установлен на шпинделе через корончатую шайбу, при этом выступающие части на патроне и корончатой шайбе 21 должны упираться друг в друга. Сменный патрон может быть установлен на шпинделе через гайку с левой резьбой и упругую прокладку для легкого съема патрона. Может быть использован сменный патрон с конусом Морзе, который также может быть установлен посредством корончатой шайбы или гайки с левой резьбой. Вращением штурвала 8 шпиндель выдвигается так, чтобы от кромки зуба режущего инструмента 7 до контактной поверхности фланца стойки 1 получилось расстояние, равное расстоянию от контактной поверхности фланца согласующего патрубка 26 до поверхности трубопровода - 5…10 мм. Это означает, что при установке устройства на согласующий патрубок режущий инструмент не должен касаться трубопровода. Внутреннее пространство между трубой и устройством врезки через сливной штуцер 13 стойки заполняется СОЖ, водой или инертным газом. Вращением штурвала 8 против часовой стрелки режущий инструмент 7 подводится к телу трубопровода и включается электродвигатель 15. Периодически поджимается штурвалом пружина 11 по мере ее ослабления. В процессе врезки ловитель 23 со стержнем входит в эксцентричное устройство захвата 6, находящееся в патроне 5, и остается в нем вместе с вырезанным «пятаком». Ловитель, проходя через шайбу 16, перемещает ее в центральное положение, сжимая пружину 17. После того, как шляпка ловителя 23 проходит через шайбу 16, последняя возвращается в крайнее положение, не позволяя ловителю выйти из патрона 5. Для выхода ловителя нужно нажать кнопку 18 и переместить шайбу 16 в центральное положение. После окончания процесса резания (определяется прекращением сжатия нижней пружины при вращении штурвала, что видно по верхней пружине, т.е верхняя пружина не меняет форму) вращением штурвала 8 по часовой стрелке шпиндель 3 вместе с вырезанным «пятаком» поднимается вверх и выводится за задвижку 25. Для демонтажа устройства закрывается задвижка 25, и через сливной штуцер 13, находящийся в стойке 1, стравливается давление. Устройство демонтируется с задвижки вместе с согласующим патрубком 26.
Таким образом, применение изобретения позволяет расширить функциональные возможности за счет увеличения диапазона размеров врезаемых отводов с возможностью работы в ручном и электрическом режимах.