УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ

Полезная модель относится к устройствам для обработки внутренней поверхности труб, в частности, к комплексным устройствам, предназначенным для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность труб.
Известны устройства, предназначенные для обработки внутренней поверхности труб, обеспечивающие возможность осуществления комплекса технологических операций, требуемых для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность труб.
Так, известно устройство для обработки внутренней поверхности труб [RU 2200065].
Указанное устройство включает две сменные помещаемые внутрь трубы передвижные тележки, на первой из которых расположен рабочий орган для очистки поверхности трубы, выполненный в виде сменного диска с якорными цепями, связанного с электроприводом, а на второй расположен рабочий орган для нанесения антикоррозионного покрытия, выполненный в виде вращающейся распылительной головки, связанной с емкостью для наносимого покрытия. Тележки поочередно соединяются с электроприводным механизмом, включающим барабан и наматываемую на него гибкую штангу, концевой участок которой снабжен средством для крепления тележки.
Данное устройство не удобно в работе и требует больших затрат времени при использовании, поскольку для осуществления технологического цикла обработки внутренней поверхности труб необходимо прикреплять к гибкой штанге и вводить в трубу поочередно первую и вторую тележки.
Известно комплексное устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее совокупность рабочих органов, расположенных на едином подвижном основании [RU 2004349]. Указанное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемое устройство содержит общее основание, выполненное в виде вала, ориентированного в рабочем положении по центральной оси трубы. На валу закреплены последовательно установленные по его длине рабочие органы и приводы их вращения, включающие рабочий орган для нанесения защитного покрытия, выполненный в виде распылителя, рабочий орган для нанесения растворителя, используемого для обезжиривания обрабатываемой поверхности, выполненный в виде распылителя, рабочий орган для механической очистки поверхности трубы, содержащий щетки, контактирующие с внутренней поверхностью трубы.
На концевом участке вала позади щеток расположен датчик нахождения зоны незащищенной поверхности трубы.
Вал посредством гибкой связи соединен с приводом ввода устройства внутрь трубы, выполненным в виде барабанной лебедки.
Устройство снабжено ведущими колесами, соприкасающимися с нижней частью поверхности трубы, и направляющими колесами, соприкасающимися с нижней и с верхней частями поверхности трубы, которые скреплены с некоторыми расположенными на валу конструктивными узлами устройства.
Данное устройство с помощью привода поступательно движется внутри трубы. При срабатывании указанного выше датчика осуществляется возвратное движение устройства, в ходе которого рабочие органы поочередно оказываются в зоне обработки поверхности трубы и включаются в работу. При этом сначала осуществляется механическая очистка незащищенного участка поверхности трубы, затем нанесение растворителя, а затем нанесение защитного покрытия.
При использовании данного устройства нет необходимости извлекать его из трубы и осуществлять смену рабочих органов для осуществления всего технологического цикла обработки внутренней поверхности трубы.
Однако рассматриваемое устройство плохо приспособлено для применения в трубах разного диаметра, что снижает удобство пользования им.
Проблемой, решаемой при реализации заявляемой полезной модели, является повышение удобства пользования устройством.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее расположенные на общем подвижном основании и снабженные приводами движения рабочие органы, включающие рабочий орган для нанесения защитного покрытия, рабочий орган для нанесения средства для обезжиривания внутренней поверхности трубы, рабочий орган для механической очистки поверхности трубы, согласно полезной модели выполнено в виде самоходного робота, содержащего подвижную каретку с приводом, выполняющую роль общего подвижного основания, и закрепленный на каретке манипулятор с рабочими органами, управляющий их пространственным положением, включающий первую, вторую и третью телескопические штанги, содержащие стержневые звенья и используемые для их соединения поворотные механизмы, включающие приводы движения, связанные с шаровыми шарнирами, при этом каждый из рабочих органов закреплен на свободном конце одной из указанных штанг, а манипулятор выполнен с возможностью установки каждого из рабочих органов в положение, обеспечивающее обработку внутренней поверхности трубы в выбранной зоне, при этом устройство содержит видеоконтроллер, включающий закрепленную на каретке четвертую телескопическую штангу, на свободном конце которой с помощью поворотного механизма закреплена видеокамера, причем четвертая штанга выполнена с возможностью установки в положение, обеспечивающее обзор камерой внутренней поверхности трубы в выбранной зоне.
Поскольку заявляемое устройство выполнено в виде самоходного робота, снабженного манипулятором с закрепленными на нем рабочими органами, и видеоконтроллером, оно представляет собой автоматизированную систему, с помощью которой осуществляется доставка устройства внутрь трубы к месту обработки, управление положением рабочих органов и их функционирование.
Заявляемое устройство содержит совокупность закрепленных на едином основании рабочих органов, которые обеспечивают возможность выполнения комплекса технологических операций, проводимых при обработке внутренней поверхности труб, в частности, осуществляемых при нанесении защитного покрытия. Благодаря этому обеспечивается универсальность устройства с точки зрения осуществления технологического цикла обработки поверхности, поскольку не требуется проводить смену рабочих органов и извлекать с этой целью устройство из трубы.
Наличие видеоконтроллера обеспечивает оперативный контроль за перемещением и функционированием устройства, а также контроль качества осуществляемых операций.
Управление устройством может быть осуществлено с помощью специальной компьютерной программы в ручном или в автоматизированном режиме.
Благодаря тому, что манипулятор выполнен в виде пространственного механизма, включающего телескопическими штанги и шаровые соединители, выполненные в виде описанных выше поворотных механизмов, манипулятор обладает многими степенями свободы. Тем самым достигается высокая маневренность и точность позиционирования рабочих органов, а также адаптация устройства к трубам разного диаметра.
Указанные факторы обеспечивают удобство пользования устройством.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение удобства пользования устройством.
На фигуре представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит подвижную каретку 1, выполненную, в частности, в виде платформы с колесами, снабженную приводом поступательного перемещения (на фигуре не показан).
На каретке 1 установлен манипулятор, предназначенный для размещения рабочих органов, выполненный в виде пространственного механизма с телескопическими штангами, имеющего стержневые звенья, подвижно соединенные друг с другом.
В частности, манипулятор включает ориентированную в исходном положении горизонтально вильчатую конструкцию, содержащую первую, вторую и третью телескопические штанги соответственно 2, 3 и 4, образованные стержневыми звеньями, а также стержневое основание 5, к которому крепятся указанные штанги. Звенья штанг 2, 3, 4 друг с другом, а также штанги 2, 3, 4 с основанием 5 соединены с помощью поворотных механизмов 6 (на чертеже обозначены частично).
Каждый поворотный механизм 6 представляет собой шаровой соединитель, включающий привод движения, в частности, электромеханический привод углового перемещения, связанный с шаровым шарниром (на чертеже не показаны).
Манипулятор, в частности, содержит стойку 7, имеющую нижнее и верхнее звенья (на чертеже позициями не обозначены), соединенные друг с другом с помощью поворотного механизма 6. Нижнее звено стойки 7 с помощью поворотного механизма 6 соединено с кареткой 1 и в исходном положении ориентировано вертикально. Верхнее звено стойки 7 с помощью поворотного механизма 6 соединено с основанием 5 в зоне закрепления на нем второй штанги 3 и в исходном положении ориентировано горизонтально.
На свободном конце первой штанги 2 закреплен рабочий орган для механической очистки поверхности трубы, выполненный, в частности, в виде ершового скребка 8.
На свободном конце второй штанги 3 закреплен рабочий орган для нанесения средства, предназначенного для обезжиривания обрабатываемой поверхности (растворителя), выполненный, в частности, в виде распылительной головки 9.
На свободном конце третьей штанги 4 закреплен рабочий орган для нанесения защитного покрытия, выполненный, в частности, в виде распылительной головки 10.
На каретке 1 закреплены емкости для растворителя и для материала покрытия соответственно 11 и 12.
На каретке 1 также установлено насосное и компрессорное оборудование (на чертеже не показаны), обеспечивающее подачу растворителя и материала покрытия к распылительным головкам соответственно 9 и 10 и их распыление. Подача указанных веществ и сжатого воздуха к распылительным головкам 9 и 10 осуществляется по магистральным линиям, проходящим внутри конструктивных элементов манипулятора (на чертеже не показаны).
Устройство также содержит видеоконтроллер, включающий закрепленную на передней поверхности каретки 1 четвертую телескопическую штангу 13, на свободном конце которой с помощью поворотного механизма 6 закреплена видеокамера 14. Штанга 13 образована стержневыми звеньями (на чертеже позицией не обозначены), соединенными с помощью поворотных механизмов 6.
Устройство снабжено электрической цепью управления (на чертеже не показана), электрически соединенной, в частности, с помощью электрического кабеля (на чертеже не показан) с дистанционным пультом управления (на чертеже не показан).
Устройство работает следующим образом.
При включении питания устройство въезжает в трубу (на чертеже не показана) и движется внутри нее до места расположения зоны нанесения покрытия. При этом телескопические штанги 2, 3, 4, 13 находятся в собранном состоянии.
Управление движением каретки 1 и рабочими органами 8. 9, 10 осуществляется оператором с помощью пульта управления.
С помощью пульта управления также задается положение штанги 13 и камеры 14, при которых обеспечивается обзор обрабатываемой зоны.
При достижении кареткой 1 места обработки поверхности включается режим механической очистки.
Оператор с помощью пульта управления осуществляет выдвижение и поворот звеньев штанги 2, устанавливая скребок 8 в рабочее положение. В частности, положения звеньев штанги 2 задаются такими, при которых поворотный механизм 6, соединенный с конечным звеном штанги 2, располагается по центральной оси трубы, конечное звено штанги 2 устанавливается вертикально и выдвигается на расстояние, при котором обеспечивается прижатие скребка 8 к обрабатываемой поверхности. Далее с помощью поворотного механизма 6 осуществляют вращение конечного звена штанги 2 со скребком 8.
В указанном режиме работы происходит снятие с окалины с внутренней поверхности трубы, в частности с поверхности сварного шва.
По окончании механической очистки включается режим обработки поверхности растворителем с целью ее обезжиривания.
Оператор с помощью пульта управления осуществляет установку штанги 2 в исходное положение, а затем, управляя положением звеньев штанги 3 и соответствующих поворотных механизмов 6, устанавливает распылительную головку 9 в рабочее положение, при котором обеспечивается нанесение слоя растворителя на внутреннюю поверхность трубы, в частности, на поверхность сварного шва.
По окончании режима обезжиривания включается режим нанесения защитного (антикоррозионного) покрытия.
Оператор с помощью пульта управления осуществляет установку штанги 3 в исходное положение и далее, управляя положением звеньев штанги 4 и соответствующих поворотных механизмов 6, устанавливает распылительную головку 10 в рабочее положение, при котором обеспечивается нанесение слоя защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубы, в частности, на поверхность сварного шва.
С помощью видеокамеры 14 осуществляется контроль качества выполнения рабочими органами технологических операций.