Устройство захвата труб
PIPE GRIPPER

Техническое решение относится к области подъемно-транспортного оборудования, в частности к устройствам захвата и укладки длинномерного проката.
Известен стопорный захват для металлических труб большого диаметра (патент на изобретение №2242418, МПК В66С 1/48, опубл. 10.04.2004), содержащий пару грузозацепных органов, соединенных стропами с крюком грузоподъемного устройства, и снабженный прямолинейным элементом жесткости, расположенным над соответствующим стропом параллельно последнему и прикрепленным к его нижней части стяжными скобами, и подпоркой. Подпорка имеет боковые стенки и расположенное перпендикулярно оси захватываемой трубы основание и прикреплена к расположенному над элементом жесткости шарниру. Ось шарнира расположена перпендикулярно элементу жесткости с наклоном верхней части подпорки в сторону соответствующего грузозацепного органа. К боковым стенкам подпорки прикреплены резиновые неподвижные диски, взаимодействующие с поверхностью трубы.
Основным недостатком технического решения является отсутствие возможности крепления трубы в автоматическом режиме.
Известно клещевое устройство для захвата и транспортирования труб (патент на изобретение №2669882, МПК В66С 1/42, опубл. 16.10.2018), содержащее несущую балку с приваренным центрирующим устройством, навешиваемым на крюк и наводящим ось траверсы в положение параллельно оси трубы. С каждой стороны балки при помощи двух цепных двухветвевых строп подвешиваются клещевые двухрычажные захваты, состоящие из корпуса, имеющего ряд парных отверстий, соответствующих различным диаметрам транспортируемых труб, и оснащенного автоматическим фиксатором в виде подпружиненного шарика для удержания шарнирных рычагов захвата, закрепленных в отверстиях корпуса. В раскрытом состоянии при заведении устройства над трубой при опускании клещевого захвата на тело трубы срабатывает пружинный упор, с регулируемой жесткостью пружины, при помощи гайки для расстопоривания шарнирных рычагов, удерживаемых фиксатором в раскрытом состоянии. Достигается автоматическое управление при захвате и транспортировании труб.
Недостатком этого устройства является необходимость ручного регулирования, причем только для трех типов труб определенного диаметра, что сужает диапазон применения захвата.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является клещевой захват для труб (патент на изобретение №2654887, МПК В66С 1/42, опубл. 23.05.2018), содержащий перекрещивающиеся клещевины, связанные шарнирно, одна из клещевин снабжена удлиненным рычагом с противовесом и блоком. Противовес установлен с возможностью перемещения вдоль рычага, а рычаг другой клещевины снабжен кронштейном, который связан с блоком рычага первой клещевины посредством грузовой цепи, благодаря чему образуется механизм сжатия клещевин. Посредством удлиненного рычага и перемещающегося вдоль него противовеса можно изменять положение центра тяжести захвата, что приводит к наклону клещевин относительно линии горизонта и позволяет располагать зев захвата под нужным углом к горизонту. Достигается обеспечение возможности захвата труб, лежащих в штабеле.
Недостатком технического решения является необходимость ручной настройки устройства для его эксплуатации, а также использование клещевин с малой площадью соприкосновения с поверхностью трубы, что может привести, при достаточном весе трубы, к ее повреждению.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности процесса подъема, транспортировки и укладки труб.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве захвата труб, содержащем два элемента захвата, нижний элемент захвата представляет собой прямую пластину, жестко закрепленную на основании устройства, а верхний элемент захвата представляет собой скругленную пластину, закрепленную на поворотном кронштейне, который, в свою очередь, шарнирно скреплен с основанием, другим концом поворотный кронштейн через шарнир скреплен со штоком пневмоцилиндра, а корпус пневмоцилиндра соединен, также шарнирно, с кронштейном, который жестко установлен на основании устройства, причем нижний и верхний элементы захвата установлены с возможностью образования дополнительного пространства для сечения трубы в момент ее транспортировки, при этом с нижней стороны основания установлена зубчатая рейка с возможностью осуществления связи через зубчатое колесо с приводным механизмом.
Кроме того, поворотный кронштейн через шарнир скреплен со штоком гидроцилиндра, а корпус гидроцилиндра соединен, также шарнирно, с кронштейном, который жестко установлен на основании устройства.
Использование пластин в качестве элементов захвата в совокупности с поворотным пневмоцилиндром (гидроцилиндром) дает возможность применять устройство для труб разного диаметра, при этом надежно и без повреждений фиксировать их во время перемещения. Также такая конфигурация позволяет не опасаться за состояние транспортируемой трубы в случае ее изгиба. Захват дает возможность трубе осуществлять осевые и поперечные перемещения в пределах сохранения равновесия, необходимого для осуществления транспортировки и укладки.
Конструкция устройства позволяет осуществлять захват изогнутых от каких-либо воздействий труб. В большей степени подобная ситуация характерна для длинномерного проката. При использовании двух или более устройств нет необходимости дополнительной настройки их синхронной работы, опасаясь перекоса или какой-либо поломки.
Использование плоской пластины в качестве нижнего элемента захвата также способствует более плотной и аккуратной укладке труб в пакеты, так как расстояние между укладываемой трубой и статичной трубой является минимальным, т.е. расстояние равно толщине пластины.
Использование зубчатой рейки с зубчатым колесом дает возможность установки на устройства приводного механизма, что, в свою очередь, дает возможность перемещать трубы в автоматическом режиме.
Совокупность существенных признаков технического решения обеспечивает повышение эффективности процесса подъема, транспортировки и укладки труб.
Работа устройства характеризуется следующими чертежами:
на фиг.1 изображен вид сбоку устройства захвата труб;
на фиг.2 изображен вид сверху устройства захвата труб.
Устройство захвата труб содержит основание (1), пневмоцилиндр (гидроцилиндр) (2) со штоком (3), зубчатое колесо (4) для связи с приводным механизмом (5), зубчатую рейку (6), жестко скрепленную с основанием (1) и связанную через сцепку с зубчатым колесом (4). К основанию (1) прикреплена прямая пластина (7), служащая в качестве нижнего элемента захвата, и два кронштейна (8, 9). К кронштейну (8) шарнирно прикреплен кронштейн (10), к которому жестко прикреплена скругленная пластина (11), служащая в качестве верхнего элемента захвата. Также с кронштейном (10) шарнирно скреплен шток (3) пневмоцилиндра (гидроцилиндра) (2).. Кронштейн (9) шарнирно скреплен с пневмоцилиндром (гидроцилиндром) (2).
Устройство работает следующим образом.
Устанавливается приводной механизм (5) в необходимой позиции. В положении, когда пневмоцилиндр (гидроцилиндр) (2) сжат, верхний элемент захвата (11) находится в состоянии готовом для приема трубы. С помощью регулировки приводным механизмом (5) через зубчатое колесо (4) и рейку (6) подстраивается нижний элемент захвата (7) для упора трубы в него. После чего срабатывает пневмоцилиндр (гидроцилиндр) (2) и элемент (11) захватывает трубу с другой стороны, принимая транспортировочное положение. Осуществляется перемещение трубы. После транспортировки снова срабатывает пневмоцилиндр (гидроцилиндр) (2) для разжима трубы и ее установки в нужном положении.
При длинном прокате используется два и более устройств. Образуемое пространство между элементами захвата в виде пластин (7, 11) обеспечивает возможность захвата деформированной трубы, позволяя оставаться ей в подвешенном состоянии до момента перемещения изогнутой пластины (11).