УЗЕЛ РЕГУЛИРОВКИ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИКАТОЧНОГО РОЛИКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТРУБУ

Полезная модель относится к устройствам нанесения защитных покрытий в виде полимерной пленки, в частности слоя полиэтилена или полипропилена, на трубы и предназначена для прикатывания полимерного слоя к поверхности труб для защиты их от коррозии и механических повреждений для нефтегазопроводов, водопроводов питьевой и технической воды, технологических и промысловых трубопроводов.
В настоящее время известны следующие решения в области нанесения полимерных покрытий на трубы.
Так, из описания к патенту РФ № 2675914 (опубликован 25.12.2018) известен ролик для обжатия защитной обшивки из полимерного материала вокруг трубопровода. Ролик выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, установлен на валу с первой трубчатой частью, проходящей вокруг вала и с ее переменной эластичностью вдоль оси вращения, содержит также вторую трубчатую часть. Последняя надета на первую трубчатую часть. Первая трубчатая часть имеет большую эластичность на концах, чем в центре ролика. Имеется также эластичная оболочка, выполненная с возможностью задания поверхности ролика. Способ обжатия защитной обшивки из полимерного материала включает зачистку от покрытия участка и позиционирование ролика на зачищенном участке таким образом, чтобы ось вращения ролика была параллельна продольной оси, при этом вокруг трубопровода обматывают защитную обшивку.
Также из патента РФ № 2669096 (опубликован 08.10.2018) известно устройство для нанесения защитного листа из полимерного материала вокруг поднутрения на трубопроводе, содержащее раму, расположенную рядом с трубопроводом, продолжающимся вдоль продольной оси; манипулятор, установленный на раме и содержащий направляющую систему, выполненную с возможностью перемещения между исходным положением на расстоянии от трубопровода и рабочим положением, в котором направляющая система расположена вокруг трубопровода; и экструзионную головку, выполненную с возможностью избирательного перемещения вдоль направляющей системы и вокруг трубопровода для подачи и наложения защитного листа вокруг поднутрения на трубопроводе.
В качестве наиболее близкого аналога принято решение, раскрытое в евразийском патенте № 022072 (опубликован 30.10.2015) и относящееся к устройству для нанесения полимерного покрытия на трубу или часть трубы. Устройство содержит средства для нанесения слоя полимерного материала (аппликатор), валик для прижатия нанесенного полимера, средство для перемещения по окружности аппликатора и валика вдоль периметра трубы или части трубы и привод для активного вращения валика вокруг его центральной оси с заранее заданной скоростью, в то время как валик установлен на раме с колесами и движется по окружности вдоль периметра трубы или части трубы.
Недостатками известного устройства является увеличение времени и трудозатрат на настройку устройства и нанесения покрытия, невозможности автоматического контроля прижатия ролика - все операции выполняются вручную, что может привести к ухудшению качества наносимого покрытия, в частности, к участкам с неплотным прилеганием или неравномерной толщиной. Кроме этого, тележка с колесами и валиком, которая пристегивается к трубе посредством ремней, используется для нанесения покрытия на ограниченной длине трубы, в связи с чем имеет низкую производительность.
Технической проблемой, решаемой предложенным решением, является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом заявленной полезной модели является сокращение времени и трудозатрат при нанесении покрытия на трубы, повышение производительности нанесения покрытия и качества покрытия за счет автоматического регулирования положения и усилия прикатки, что позволяет сократить время переналадки при переходе на другой типоразмер до 50%.
Указанный технический результат достигается за счет усовершенствования узла регулирования прикаточного ролика для нанесения полимерного покрытия на трубу.
Заявленный узел содержит:
направляющие с установленной в них рамой, выполненной с возможностью перемещения вдоль направляющих,
расположенную на раме станину с закрепленным на ней через подвижную опору поворотным столом с установленными на нем двумя пневмоцилиндрами,
поршни, которые через рычаги соединены с концевыми частями вала прикаточного ролика, выполненного с возможностью охлаждения и поступательно-вращательного перемещения относительно оси трубы и регулирования его положения с помощью пневмоцилиндров, приводимых в действие электроприводами, а противоположный конец рычага шарнирно соединен с неподвижно закрепленной на станине опорой, при этом поворотный стол выполнен с возможностью регулирования прижатия прикаточного ролика к трубе.
Кроме этого, для улучшения нанесения покрытия прикаточный ролик выполнен с возможностью дополнительного охлаждения водой и воздухом, что позволяет исключить его перегрев, прилипание покрытия к ролику и образование инородных включений в наносимом слое покрытия.
Благодаря приведенной конструкции узла регулирования положения станины прикаточного ролика для нанесения покрытия на трубу обеспечивается возможность регулировки положения положения прикаточного ролика в процессе нанесения покрытия на трубу. В процессе производства прикаточный силиконовый ролик плотно прижимает полотно полиэтилена к движущейся вращательно-поступательно по линии покрытия трубе. Данная инновация обеспечивает возможность регулировки положения станины прикаточного ролика в процессе нанесения с помощью электроприводов по следующим параметрам:
перемещение вдоль тела трубы на расстояние - 300 мм;
перемещение перпендикулярно по телу трубы на расстояние - 200 мм;
обеспечивает возможность разворота платформы совместно с роликом относительно оси трубы до 12;
скорость перемещения станины ролика (вправо/влево, вперед/назад) - 200 мм/мин. Скорость при развороте 100 мм/мин.
Управление перемещений узла выведено на приборную панель. Кнопки на панели:
перемещение влево/вправо - 2 шт.;
перемещение вперед/назад - 2 шт.;
разворот - 2 шт.
Также на панели высвечивается индикация положения станины в концевых крайних точках перемещения допустимого положения.
Далее решение поясняется ссылкой на фигуры, на которых изображено следующее:
На фиг. 1 приведен общий вид патентуемого узла;
На фиг. 2 - разрез А-А узла по фиг. 1.
Узел содержит направляющие 1 с установленной в них рамой 2, выполненной с возможностью перемещения вдоль направляющих, расположенную на раме станину 3 с закрепленным на ней через подвижную опору 4 (см. фиг. 2) поворотным столом 5 с установленными на нем двумя пневмоцилиндрами 6, поршни которых через рычаги 7 соединены с концевыми частями вала прикаточного ролика 8, а противоположный конец рычага 7 шарнирно соединен с неподвижно закрепленной на станине опорой 9.
Прикаточный ролик предпочтительно выполнен с силиконовым покрытием и возможностью его охлаждения водой и воздухом. Силиконовое покрытие отличается повышенной стойкостью к износу, требуемыми характеристиками по твердости, позволяющими прикатывать покрытие без вдавов и неравномерности, превышающей допуски. С целью предотвращения перегрева силиконового покрытия, прикаточный ролик изготовлен полым для охлаждения его водой, которая подается и отводится к валу прикаточного ролика через вращающиеся соединения. На торцах прикаточного ролика предусмотрены штуцеры 10 для соединения со шлангами с водой.
Для дополнительного охлаждения силиконового покрытия ролика предусмотрен равномерный обдув поверхности силикона сжатым воздухом через специальную обдувочную трубку 11 с ободочными отверстиями (не показаны). Трубка также обладает штуцером для подключения к компрессору (не показан).
Две направляющие расположены параллельно друг другу и выполнены из швеллеров, которые закреплены при помощи закладных элементов к полу. На направляющих 1 закреплена рама 2, выполненная в виде металлической коробки, которая перемещается вдоль оси трубы при помощи электропривода, установленного рядом с конструкцией на отдельном фундаменте (не входит в конструкцию станины).
Станина 3, выполненная в виде металлической коробки, закреплена на направляющих, перпендикулярных направляющим 1, позволяющая прижать ролик к телу трубы.
Поворотная опора 4 представляет собой подшипниковый узел, обеспечивающий поступательно-вращательное движение.
Регулирование прижатия роликов осуществляется при помощи пневмоцилиндров, которые приводятся в действие давлением поступающего воздуха, генерируемого внешним компрессором.
Пневмоцилиндры представляют собой пневмоцилиндры односторонние, магнитные с противоповоротной платформой. Пневмоцилиндры характеризуются продолжительным сроком эксплуатации, бесшумной работой.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Труба поступает на линию покрытия труб, нанесение покрытия происходит на этой же линии. При этом сначала происходит дробеметная очистка, подогрев, напыление эпоксидного покрытия, нанесение адгезива и последующее нанесение из экструдера расплавленного полиэтиленового покрытия с его дальнейшим охлаждением. Труба двигается вращательно-поступательно над узлом регулирования положения прикаточного ролика.
Прикаточный ролик 8 опускается и поднимается к поверхности трубы при помощи двух пневмоцилиндров 6, при этом положение поршня определяется магнитными датчиками положения, которые могут быть закреплены на пневмоцилиндрах 6. Пневмоцилиндры выполнены с упругим торможением.
В процессе нанесения покрытия прикаточный силиконовый ролик 8 плотно прижимает под давлением от 2 до 6 бар полотно полиэтилена с температурой 210-250°С. Величина давления прижатия регулируется изменением давления в пневматических цилиндрах 6. Давление нагнетается внешнем компрессором и контролируется по манометрам, установленным на пульте управления оператора.
В зависимости от требуемого «раскрытия» цилиндра происходит регулировка редуктора сжатого воздуха на пульте управления оператора. Благодаря данной конструктивной особенности значения давления сжатого воздуха, а следовательно, сила прижатия ролика к трубе, на левом и правом пневматическом цилиндре 6 может регулироваться отдельно и менять значение давления можно в любое время.
Давление прижатия прикаточного ролика к трубе подбирается опытным путем в зависимости от сортамента.
Исходя из того, что труба движется вращательно-поступательно, требуется прижать ролик к трубе по направлению к оси трубы для того, чтобы по мере прохождения трубы через прикаточный ролик пузыри выдавливались из-под покрытия.
Направление потока воздуха должно исключать его попадание под полотно, так как это приведет к образованию воздушных пузырей под полиэтиленовым покрытием. Это достигается за счет трубки 11, подающей сжатый воздух на поверхность ролика 8, в которой выполнены отверстия, направленные в сторону ролика.
В зависимости от производимого сортамента наладчик линии изоляции настраивает положение обдувочной трубки 11 путем откручивания гайки и изменения положения обдувочной трубки относительно оси ролика.
Таким образом, предлагаемое решение позволит автоматизировать процесс нанесения покрытия и подобрать индивидуальные параметры процесса в зависимости от сортамента труб и вида наносимого покрытия.