УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРЕЗКИ ОТВЕРСТИЙ В ДЕЙСТВУЮЩЕМ ТРУБОПРОВОДЕ

Предложение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и может использоваться для врезки отводов в действующие трубопроводы при отборе проб жидкости.
Известно устройство для вырезки отверстий в действующем трубопроводе (патент RU №2147975, МПК 7 В 23 В 41/08, F 16 L 41/04, опубл. 27.04.2000 г.), содержащее вал шпинделя, несущий режущий инструмент, привод, имеющий механизмы вращения и осевого перемещения. Упомянутые механизмы объединены и выполнены в виде редуктора. Последний включает червячную пару, выдвижную каретку с шестерней и два зубчатых колеса. Колеса соосно установлены на валу шпинделя и могут взаимодействовать между собой посредством шестерни. Первое зубчатое колесо соединено с червячным колесом червячной пары. Количество зубьев второго колеса меньше, чем у первого. На валу шпинделя имеется резьбовая часть, на которой установлена ступица второго зубчатого колеса. Вал может быть выполнен с посадочной частью, диаметр которой равен диаметру резьбовой части вала. На валу шпинделя перед режущим инструментом смонтирован защитный экран.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (патент RU №2229961, МПК 7 В 23 В 41/08, F 16 L 41/04, опубл. 10.06.2004 г.), содержащее размещенный в корпусе полый шпиндель, в котором установлены винт и гайка, размещенная на винте, режущий инструмент, механизм вращения шпинделя и механизм осевого перемещения, включающие червячную пару, два зубчатых колеса с неравным количеством зубьев, соосно расположенных на шпинделе с возможностью взаимодействия посредством блока из двух шестерен, связанного с механизмом радиального перемещения указанного блока, при этом первое зубчатое колесо жестко связано с червячным колесом червяной пары. Механизм осевого перемещения связан со шпинделем и содержит полый вал, установленный снаружи шпинделя и связанный с ним подвижным в осевом направлении, по меньшей мере, одним шпоночным соединением, и гильзу, жестко связанную со вторым зубчатым колесом и винтом. При этом шпоночный паз для подвижного шпоночного соединения выполнен в полом валу и первом зубчатом колесе, а шестерни блока шестерен выполнены с одинаковым количеством зубьев, причем зубья одной из шестерен выполнены коррелированными. Режущий инструмент состоит из центрального сверла и кольцевого сверла, при этом на наружной поверхности центрального сверла выполнены углубления, в которых размещены захватные элементы,
выполненные с возможностью радиального перемещения. На наружной поверхности центрального сверла выполненного в виде продольных пазов, соединенных поперечным отверстием, а захватные элементы выполнены в виде загнутых концов пружинного стержня, размещенного в упомянутом поперечном отверстии.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, технически сложных в изготовлении (шестерни, червячная пара);
во-вторых, сложность монтажа на действующем трубопроводе, кроме того, сборку устройства можно проводить только в условиях специальных мастерских
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также облегчение сборки и монтажа устройства на действующем трубопроводе.
Указанная техническая задача решается устройством для вырезки отверстий в действующем трубопроводе содержащим корпус, полый шпиндель, режущий инструмент, механизмы вращения и осевого перемещения полого шпинделя.
Новым является то, что режущий инструмент взаимодействует с полым шпинделем и выполнен в виде конуса, направленного вершиной вниз, при этом угол при вершине конуса обеспечивает вырезание сквозного отверстия в действующем трубопроводе, причем механизм осевого перемещения полого шпинделя выполнен в виде пары винт-гайка, при этом гайкой является корпус, на внутренней поверхности которого нарезана резьба, а винтом - полый шпиндель, на наружной поверхности которого нарезана ответная резьба, причем механизм вращения полого шпинделя выполнен в виде фигурной выборки, изготовленной на его наружной поверхности выше механизма осевого перемещения, при этом фигурная выборка имеет возможность взаимодействия со специальным инструментом, позволяющим вращать полый шпиндель.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в момент вырезания отверстия в действующем трубопроводе.
Устройство работает следующим образом.
Устройство для вырезки отверстий в действующем трубопроводе 1 содержит корпус 2, полый шпиндель 3, режущий инструмент 4, механизмы вращения 5 и осевого перемещения 6 полого шпинделя 3. Режущий инструмент 4 взаимодействует с полым шпинделем 3 и выполнен в виде конуса, направленного вершиной 7 вниз. Угол - α при вершине 7 конуса обеспечивает вырезание сквозного отверстия в действующем трубопроводе 1. Механизм осевого перемещения 6 полого шпинделя 3 выполнен в виде пары винт-гайка, при этом гайкой является корпус 1, на внутренней поверхности которого
нарезана резьба 8, а винтом - полый шпиндель 3, на наружной поверхности которого нарезана ответная резьба 9.
Механизм вращения 5 полого шпинделя 3 выполнен в виде фигурной выборки 10, изготовленной на его наружной поверхности выше механизма осевого перемещения 6. Фигурная выборка 10 имеет возможность взаимодействия со специальным инструментом (на фиг. не показано), позволяющим вращать полый шпиндель 3. На верхнем конце снаружи полого шпинделя 3 нарезана резьба 11 для присоединения запорной арматуры например, вентиля (на фиг. не показано).
Устройство работает следующим образом.
Сначала определяют место, где необходимо вырезать отверстие в действующем трубопроводе. Затем корпус 2 устанавливают на действующий трубопровод 1 и приваривают его снаружи по периметру 12 к действующему трубопроводу 1, любым известным способом, например с помощью ручной дуговой сварки.
После этого внутрь корпуса 2 устанавливают режущий инструмент 4, выполненный в виде конуса вершиной 7 вниз. Далее вворачивают полый шпиндель 3 резьбой 9 в резьбу 8 корпуса 1 до упора режущего инструмента 4 вершиной 7 в действующий трубопровод 1. После этого устанавливают специальный инструмент в фигурный паз 10 узла вращения 5 полого шпинделя 3 и вращением специального инструмента и соответственно полого шпинделя 3 вырезают отверстие в действующем трубопроводе, при этом полый шпиндель 3 резьбой 9 перемещается по резьбе 8, находящегося неподвижно на действующем трубопроводе 1 корпуса 2 и передает осевое усилие на режущий инструмент 4, который благодаря углу - α при вершине 7 проделывает радиально отверстие в действующем трубопроводе 1. Вращение специального инструмента продолжают до снижения вращающего момента прикладываемого к нему, что означает о том, что в действующем трубопроводе 1 проделано сквозное отверстие, а режущий инструмент 4 выпал в действующий трубопровод 1.
После этого вращением специального инструмента в обратную сторону отворачивают полый шпиндель 3 и извлекают его из корпуса 2. Далее на резьбу 11, выполненную на верхнем конце снаружи полого шпинделя 3 наворачивают запорную арматуру (на фиг. не показано) и при необходимости производят отбор пробы жидкости и газа, транспортируемых по действующему трубопроводу 1.
Предлагаемое устройство для вырезки отверстий в действующем трубопроводе имеет простую конструкцию, легко в изготовлении и позволяет произвести его сборку в полевых условиях, что значительно снижает материальные и финансовые затраты для вырезки отверстий в действующем трубопроводе.