УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОСКОЛКОВ ФРЕЗЫ УСТАНОВКИ ХОЛОДНОЙ ВРЕЗКИ ПРИ ПРОРЕЗКЕ ВАНТУЗОВ В ТРУБОПРОВОДАХ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Устройство для извлечения осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра
Полезная модель относится к механообработке, а именно, к устройствам для извлечения осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра, предназначенных для транспортировки жидкостей, в частности, нефти и нефтепродуктов.
Известно устройство для быстрого вывода фрезы из зоны резания [патент на изобретение RU 2171734 С2, опубл. 10.08.2001, МПК: В23С 9/00], которое содержит корпус, на конической поверхности которого с возможностью поворота установлена дисковая фреза. Фреза имеет шарнирно установленные скошенные упоры, предназначенные для взаимодействия с упругими элементами, жестко закрепленными на крышке. Крышка с радиальными пазами фиксируется на корпусе. Корпус сопряжен с дисковой фрезой коническими пальцами, установленными с возможностью вывода из сопряжения с дисковой фрезой посредством пружины. Пружина воздействует на подвижную втулку при отводе установленной на ней защелки от неподвижно закрепленного упора. Один из конических пальцев установлен с возможностью фиксирования в гнезде ловителя.
Из уровня техники также известно устройство для удаления стружки из глухих отверстий [патент на полезную модель RU 83725 U1, опубл. 20.06.2009, МПК: B23Q 11/02], содержащее корпус, стержень, расположенный в отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, и уплотнительный элемент, закрепленный на переднем торце корпуса. Корпус состоит из соединенных между собой двух частей, выполненных из пластмассы, и снабжен установленным в отверстии передней части корпуса магнитом с изолирующим кольцом. Конец стержня, размещенный в задней части корпуса, выполнен с диском и выступом, входящим в паз, выполненный в задней части корпуса. Выступающий конец стержня взаимодействует с уплотнительным элементом.
Устройство позволяет извлекать мелкие металлические частицы из глухих отверстий, однако его конструкция не позволяет извлекать осколки фрезы при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение возможности продолжения работ по прорезке вантуза на трубопроводе в бороздке, прорезанной фрезой, после ее поломки:
- обеспечение использования материала, из которого изготовлено устройство, с механическими характеристиками, сходными либо более высокими, чем у материала фрезы;
- обеспечение высокой прочности и свободного хода устройства в бороздке, проточенной фрезой;
- обеспечение удаления осколков фрезы из бороздки.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности удаления осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для извлечения осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра содержит цилиндрический корпус с рабочей и соединительными частями, причем рабочая часть цилиндрического корпуса расположена на одном из его торцов и выполнена в виде зубьев для извлечения осколков фрезы, а соединительная часть расположена на противоположном торце цилиндрического корпуса и выполнена с возможностью крепления к валу установки холодной врезки в трубопровод, а на ее внутренней поверхности закреплен магнит, при этом зубья для извлечения осколков фрезы выполнены в форме трапеции, между гранями которой и торцом цилиндрического корпуса выполнены радиусные переходы.
Дополнительно, цилиндрический корпус выполнен из легированной быстрорежущей стали Р18 или из быстрорежущей стали Р6М5К5.
Кроме того, зубья для извлечения осколков фрезы выполнены с толщиной, равной толщине зубьев фрезы установки холодной врезки в трубопровод.
Дополнительно, одна из боковых граней зубьев расположена под прямым углом к торцевой поверхности цилиндрического корпуса, а вторая - под углом от 45° до 75°.
Кроме того, режущая кромка зубьев расположена под углом от 3° до 6° к торцевой поверхности цилиндрического корпуса.
Дополнительно, в качестве упомянутого магнита использован неодимовый магнит.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1 - фиг. 3), на которых изображено устройство для извлечения осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра:
фиг. 1 - вид снизу;
фиг. 2 - вид сбоку;
фиг. 3 - эскиз зубьев.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - цилиндрический корпус;
2 - рабочая часть;
3 - соединительная часть;
4 - зубья для извлечения осколков фрезы;
5 - радиусный переход;
6 - боковая грань зубьев;
7 - режущая кромка зубьев;
8 - магнит.
На объектах трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов непрерывно проводится комплекс работ по строительству, реконструкции и текущему ремонту оборудования нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, при которых обязательными являются работы, связанные с опорожнением и разгерметизацией нефтепровода через вантуз. Вантузы прорезаются при помощи установки холодной врезки в трубопровод (УХВ). При креплении УХВ не перпендикулярно телу трубы, либо при чрезмерной скорости подачи режущего инструмента может произойти поломка зубьев фрезы. Для извлечения осколков зубьев из тела трубы и возможности продолжить дальнейшую прорезку вантуза предложено заявленное устройство.
Устройство для извлечения осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра, (фиг. 1 - фиг. 2) состоит из цилиндрического корпуса 1 с рабочей 2 и соединительной 3 частями.
Цилиндрический корпус 1 выполнен из легированной быстрорежущей стали Р18 или из быстрорежущей стали Р6М5К5. Рабочая часть 2 выполнена в виде зубьев 4 для извлечения осколков фрезы на одном из торцов корпуса. Соединительная часть 3 на противоположном торце корпуса выполнена с возможностью крепления к валу установки холодной врезки в трубопровод (на чертежах не показана).
Зубья 4 для извлечения осколков фрезы (фиг. 3) имеют форму трапеции, между боковыми гранями 6 которой и торцом цилиндрического корпуса выполнены радиусные переходы. Толщина зубьев 4 соответствует толщине зубьев фрезы, применяемой для прорезки вантуза трубопровода. Одна из боковых граней 6 зубьев расположена к торцевой поверхности цилиндрического корпуса 1 устройства под прямым углом. Вторая боковая грань 6 расположена к торцевой поверхности цилиндрического корпуса под углом, значение которого находится в диапазоне от 45° до 75°. Данный диапазон выбран из условия обеспечения максимальной режущей способности устройства при сохранении максимального усилия на отрыв зубьев. Режущая кромка 7 зубьев расположена к торцевой поверхности цилиндрического корпуса 1 устройства под углом, значение которого находится в диапазоне от 3° до 6°.
Внутренняя поверхность соединительной части 3 снабжена магнитом 8. Магнит 8 представляет собой установленный на соединительной части 3 неодимовый магнит. Магнит расположен на внутренней поверхности соединительной части 3 в зоне крепления устройства к валу УХВ, крепление магнита осуществлено за счет магнитного поля. Кроме того, возможно страховочное крепление болтовым соединением (на чертеже не показано).
Заявленное устройство работает следующим образом.
При поломке фрезы шток УХВ выводят из полости трубопровода за запорный орган задвижки, закрывают вантузную задвижку, сбрасывают давление из корпуса УХВ и демонтируют ее. С демонтированной УХВ снимают фрезу и на ее место устанавливают устройство для извлечения осколков фрезы. После этого УХВ с установленным на ее вал устройством монтируют обратно на фланец задвижки вантуза.
После монтажа УХВ с устройством для извлечения осколков фрезы производят плавное выравнивание давления и открывают задвижку вантуза. После того, как давление в вантузе и корпусе УХВ станет одинаковым, открывают до конца запорный орган задвижки и опускают вал УХВ с устройством на тело трубы. При попадании сверла в просверленное отверстие зубья 4 устройства попадают в бороздку, проточенную фрезой в теле трубы. При запуске двигателя УХВ устройство начинает вращаться. Осколки фрезы, приподнимаемые зубьями 4, под действием магнита 8 покидают тело трубы и прилипают к внутренним стенкам цилиндрического корпуса 1 устройства вблизи его соединительной части 3.
В результате использования заявленного устройства достигается повышение эффективности удаления осколков фрезы установки холодной врезки при прорезке вантузов в трубопроводах большого диаметра.