УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА С ВНУТРЕННЕЙ ЦЕНТРОВКОЙ
DEVICE FOR CUTTING LARGE-DIAMETER TUBES WITH INTERNAL CENTERING

Изобретение относится к области производства и ремонта труб и может быть использовано для резки неподвижных труб при прокладке и ремонте трубопроводов.
Известно устройство по патенту RU №2156675, B23D 21/00 от 27.09.2000 г. Устройство содержит неподвижный относительно трубы корпус с цепью, расположенной с возможностью охвата трубы, каретку, установленную на корпусе с возможностью перемещения по направляющей, выполненной по дуге окружности корпуса. На каретке установлены абразивно-струйные головки с устройством подвода жидкости высокого давления и поддерживающие ролики, расположенные по обе стороны от каждой абразивно-струйной головки. При этом абразивно-струйные головки и поддерживающие ролики установлены с возможностью радиального перемещения.
Недостатком данного устройства является внешний способ крепления механизма, что не позволяет проводить точную центровку режущего инструмента с осью трубы. Такое устройство является высокозатратным и трудоемким, особенно в полевых условиях.
Известно устройство по патенту RU №2056980, B23D 21/00 от 27.03.1996. Устройство содержит корпус с охватывающей трубу цепью, привод перемещения относительно трубы дискового инструмента. В пазу по дуге окружности, выполненном в корпусе, расположена каретка, несущая инструмент и управляемая от приводного механизма, установленного на корпусе. На каретке установлены на оси две качающиеся траверсы, каждая из которых выполнена в виде двуплечего рычага, несущего на одном плече режущий инструмент с приводом его вращения. Вторым плечом каждая траверса шарнирно связана с управляющими траверсами силовым цилиндром, осуществляющим врезание инструмента. Привод вращения каждого инструмента выполнен в виде гидромотора с редуктором. На нижних концах траверс расположены поддерживающие ролики.
Недостатком известного устройства является его низкая производительность, так как подготовка трубопровода для удаления поврежденного участка требует продолжительного времени. При наличии на поверхности трубы неровностей резцы проскальзывают, не обеспечивая достаточной и равномерной глубины реза, что снижает надежность устройства.
Известно устройство по патенту RU №2041032, B23D 45/12 от 09.08.1995 г. Труборезное устройство содержит подвижный корпус, выполненный с возможностью размещения в обхват обрабатываемой трубы с кольцевой полкой, на одной поверхности которой установлены опоры качения, несущие подвижный корпус, на котором закреплены инструментальные суппорта с ходовыми винтами и режущим инструментом. На передней поверхности выполнена реборда, в которой размещена, с возможностью свободного скольжения, двухразрядная цепь. Один ряд звеньев взаимодействует со звездочками, кинематически связанными с ходовыми винтами инструментальных суппортов. Второй - со звездочками, закрепленными соответственно на выходном и входном валах редукторов привода подач и нониуса отсчета перемещений, корпуса которых, а также корпус редуктора привода главного движения, закреплены на другом торце кольцевой полки неподвижного корпуса. Причем на подвижном корпусе выполнен венец внутреннего зацепления, взаимодействующий с шестерней. Шестерня установлена на выходном валу редуктора привода главного движения, связанного с двигателем. Подвижный и неподвижный корпуса выполнены разъемными, а инструментальные суппорта и редукторы привода подач и нониуса отсчета перемещений снабжены механизмами замыкания-размыкания кинематической цепи.
Такое устройство малопроизводительно для резки больших труб, а сам процесс трудоемкий и высокозатратный, т.к. требуется монтажное и грузоподъемное оборудование, что создает дополнительные трудности при ремонте и прокладке магистральных трубопроводов.
Наиболее близким является устройство термической резки труб большого диаметра по патенту на ПМ №RU №83207, В23K 7/00 от 27.05.2009. Устройство включает тележку с установленными на валах колесами, на которой смонтирован резак с возможностью изменения положения, и приводы продольного перемещения тележки и поворота резака. Тележка снабжена поворотным фланцем, дополнительно оборудованным, как минимум, одним резаком, а колеса размещены на тележке с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью трубы. Между приводной парой колес тележки на другом ее конце установлено центральное рулевое колесо, в одной плоскости с которым противоположно размещена пара прижимных колес и ролики-токосъемники, соединенные рычажным механизмом с возможностью радиального перемещения. Поворотный фланец выполнен в виде защитного кожуха, внутри которого на равных расстояниях друг от друга с возможностью радиального перемещения установлены резаки, и снабжен периферийным трубчатым экраном. Поворотный фланец с резаками установлен на центральном трубчатом элементе тележки, который пропущен через трубчатый экран защитного кожуха. Резаки выполнены в виде плазмотронов, которые снабжены шариковыми опорами, установленными с возможностью контактирования с внутренней поверхностью трубы.
Недостатком устройства является способ центровки оси резательного инструмента с осью трубы, не дающий перпендикулярности реза относительно оси трубы. Громоздкость конструкции замедляет проведение ремонтных работ из-за времени подготовки.
Задача изобретения - создание устройства для резки неподвижных труб большого диаметра с внутренней центровкой при ремонте и прокладке трубопроводов.
Устройство резки труб большого диаметра с внутренней центровкой содержит станину, резательный инструмент, поворотную головку, соединенную с резательным инструментом и через компенсаторы со станиной. Жесткий вал с резьбой соединен со станиной и подвижной кареткой. Подвижная каретка выполнена с возможностью перемещения по резьбе жесткого вала. Подвижная каретка закреплена на станине и соединена с распорными лапами, имеющими подвижные ролики и один стопорный. Ролики расположены под углом 120 градусов относительно друг друга и перпендикулярны стенке трубы.
Конструкция устройства позволяет совместить ось устройства с осью трубы за короткий промежуток времени, независимо от геометрических отклонений трубы.
На фиг.1 размещено устройство для резки труб большого диаметра.
На фиг.2 - разрез по А-А.
Устройство для резки труб большого диаметра с центровкой по принципу двух треугольников внутри трубы состоит из вала с нанесенной резьбой 1, распорных лап 2 с подвижными роликами 3 и одним стопорным 4. Ролики расположены под углом 120 градусов относительно друг друга и всегда перпендикулярны стенке трубы за счет подвижности лап.
Лапы с одной стороны закреплены на станине 5, а с другой стороны соединены с подвижной кареткой 6, двигающейся по жесткому валу с резьбой 1. К станине 5 через компенсаторы 7 присоединена поворотная головка 8, соединенная с инструментом резки 15. Для передачи вращения валу с нанесенной резьбой 1 и поворотной головке 8 на станине закреплены планшайба 13, два электродвигателя 9 и 10 с редукторами 11 и 12. Подача напряжения на электродвигатель происходит через центральный разъем 14.
Устройство резки труб большого диаметра размещают внутри трубы и совмещают ось устройства с осью трубы при помощи подвижных лап и фиксируют стопорным роликом. Центровка устройства основана на принципах двух треугольников, расположенных внутри трубы и связанных между собой продольной осью. Конструкция устройства позволяет совместить ось устройства с осью трубы за короткий промежуток времени, независимо от геометрических отклонений трубы.
В процессе работы устройство вставляют в трубу и устанавливают на необходимое для работы расстояние. Через центральный разъем 14 подают напряжение на электродвигатель 10. Электродвигатель 10 через редуктор 12 передает крутящий момент на вал с резьбой 1, перемещающий подвижную каретку 6 и распирающий лапы 2, закрепленные с другой стороны на неподвижной станине 5. Распорные лапы 2 перемещаются по внутренней поверхности трубы на подвижных роликах 3 до упора стопорным роликом 4.
Поворотная головка 8 приводится во вращение электродвигателем 9 через планшайбу 13 и редуктор 11.
Компенсатор 7 удерживает поворотную головку 8, соединенную с инструментом для резки 15, находящимся в процессе работы на одинаковом расстоянии от поверхности трубы. Разрез по заданному направлению производят изнутри трубы резательным инструментом 15.
Компенсаторы могут быть двух видов - пневматическими или гидравлическими.
Преимущество перед существующими способами и устройствами для резки труб большого диаметра состоит в точности, которая осуществляется по принципу расположенного в окружности равнобедренного треугольника и скорости центровки за счет электромеханического разжатия равнобедренных треугольников, малой металлоемкости, что позволяет значительно сократить время проведения работ при монтаже и ремонте транспортных трубопроводов диаметром от 530 мм до 1420 мм.