Устройство для резки катушки трубы под сварку

Полезная модель относится к устройствам для резки катушек труб под сварку и может быть использована при ремонте трубопроводов, в том числе магистральных.
При ремонте трубопровода способом вырезки его дефектного участка, на образовавшееся место вваривают заранее подготовленный ремонтный отрезок трубы - «катушку», предназначенную для соединения двух участков трубопровода. Кроме того, «катушки» используют для выполнения контрольных сварных соединений при производственной аттестации технологий сварки, допускных испытаниях и аттестации сварщиков, операторов. Также, при проведении ремонтных работ для соединения участков магистральных трубопроводов, соединительных деталей трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры при разнотолщинности свариваемых элементов осуществляют приварку переходных колец. Торец вышеперечисленных элементов трубопровода («катушка» и переходное кольцо) должен соответствовать заданной чистоте реза и заданному углу снятия фаски. Термин «торец» в контексте данной заявки является синонимом терминам «кромка», «край», «конец», а термин «катушка» является синонимом термину «переходное кольцо».
Из уровня техники известна переносная машина «Орбита» для газопламенной резки труб и подготовки кромки со снятием фаски для последующей сварки, содержащая тележку, ведущий механизм, звездочку ведущую и ведомую, газовый коллектор, ручку, натяжное устройство, цепь, блок резки, резак и бандаж. Блок резки состоит из суппорта, закрепленного в корпусе тележки. Конструкция суппорта позволяет устанавливать резак под различными углами к плоскости реза: перемещать относительно штанги, устанавливать перпендикулярно к касательной, проходящей через точку начала реза, перемещать и фиксировать газовый резак на различной высоте. От рампы или баллонов газы подводятся к газовому коллектору машины, установленному на тележке, а от коллектора рабочие газы по шлангам поступают к резаку (см. Ведомственные строительные нормы и инструкция по технологии резки труб в трассовых условиях ВСН 186-85 М.: 1985, стр.32-33). Для резки катушки трубы под сварку машину «Орбита» устанавливают таким образом, чтобы отметчик располагался над намеченным местом реза, что не обеспечивает качество реза по всей окружности катушки трубы. Кроме того, недостатком известного устройства является сложность его конструкции.
Наиболее близким аналогом является устройство для обработки конца катушки трубы под сварку (патент RU 126277 U1, опубликован 27.03.2013), содержащее газовый коллектор, цепь, натяжное устройство, блок резки и газовый резак. Устройство снабжено рамой и закрепленными на ней редуктором, направляющей, выдвижной штангой с узлом натяжения цепи, ручным приводом, приводными опорами, выполненными с возможностью установки на них катушки трубы, и опорами, выполненными с возможностью закрепления верхней поверхности катушки трубы, при этом на выдвижной штанге установлен узел натяжения цепи, на направляющей при помощи прижимных винтов установлена труба с механизмом установки инструмента с кареткой и держателем с зажимом, выполненным с возможностью закрепления резака, при этом держатель установлен с возможностью перемещения вдоль оси катушки трубы и выполнен с возможностью изменения угла наклона резака относительно оси механизма установки инструмента.
Недостатком является сложность конструкции, в частности, расположение катушки горизонтально на цилиндрической поверхности и использование двух опор приводных (с ручным приводом) и двух опор дополнительных, которые подпружинены для копирования профиля трубы при вращении катушки на опорах, приводят к неустойчивому положению катушки на раме, вследствие чего снижается качество реза торца катушки. Кроме того, использование узла натяжения цепи может приводить к появлению люфта в месте соединения с рамой и возможно смещение направляющих роликов относительно редуктора, что может привести к обрыву цепи или ее сходу.
Техническая проблема заключается в неустойчивости положения катушки на раме, приводящей к неточности расположения катушки при выполнении реза, что негативно сказывается на обеспечении качества реза торца катушки трубы.
Техническим результатом является повышение точности расположения катушки.
Технический результат обеспечивает устройство для резки торца катушки трубы под сварку, включающее металлическую опору с ножками, в центре которой вмонтирован подшипник качения с установленным промежуточным валом, соединенный с приводным механизмом, при этом на промежуточный вал установлено основание с возможностью вращения, на котором закреплены упоры, ограничивающие движение катушки в горизонтальной плоскости, а держатель для резака установлен на штангах,  закрепленных на металлической опоре.
Кроме того, ножки металлической опоры могут быть регулируемыми по высоте.
Кроме того, приводной механизм может быть выполнен в виде электрического привода.
Кроме того, приводной механизм может быть выполнен в виде ручного механического привода.
Кроме того, основание может быть выполнено в виде диска металлического или из термостойких композитных материалов.
Кроме того, основание может быть выполнено в виде крестовины металлической или из термостойких композитных материалов.
Кроме того, упоры могут быть закреплены жестко или съемно в соответствии с диаметром устанавливаемой катушки.
Кроме того, упоры могут быть выполнены в виде металлических уголков, или болтов, или упорных валиков, или шпилек.
Кроме того, держатель для резака установлен с возможностью изменения угла наклона на штангах, которые в свою очередь установлены с возможностью регулирования положения относительно устанавливаемой катушки и друг друга.
Предложенное устройство поясняют чертежи:
фиг. 1 (a, b) - общий вид предложенного устройства с основанием в виде диска и с приводным механизмом в виде электрического привода;
фиг. 2 (a, b, c) - общий вид предложенного устройства с основанием в виде крестовины и с приводным механизмом в виде ручного механического привода;
фиг. 3 - общий вид предложенного устройства с основанием в виде диска и приводным механизмом электрическим приводом и с установленной катушкой;
фиг. 4 - общий вид предложенного устройства с основанием в виде крестовины и приводным механизмом ручным механическим приводом и с установленной катушкой.
Устройство для резки торца катушки трубы под сварку (фиг. 1-4) включает металлическую опору 1 с ножками 2, которые могут быть регулируемыми по высоте, например, телескопическими. В центре металлической опоры 1 (фиг. 1a) вмонтирован подшипник 3 качения (как показано на местном виде фиг.1b), при этом на металлической опоре 1 дополнительно может быть установлена металлическая опорная пластина 4. Промежуточный вал 5 установлен в подшипнике 3, закреплен стопорными шайбами (не показаны) и соединен с приводным механизмом, который может быть выполнен в виде электрического привода 6 (фиг. 1a, 3) или ручного механического привода 7 (фиг. 2a, b, c, 4). Электрический привод 6 представляет собой мотор-редуктор, который соединен с промежуточным валом 5 напрямую, а ручной механический привод 7 представляет собой червячный редуктор 8 с рукояткой 9 и шкивом 10 (как показано на местном виде фиг. 2с), который соединен ручейковым ремнем 11 с основанием 12 (как показано на местном виде фиг. 2b), установленным на промежуточном валу 5.
На промежуточный вал 5 (фиг. 1a,b, 2a,b) установлено основание 12 с возможностью вращения, на котором закреплены упоры 13, ограничивающие движение (смещение) устанавливаемой для резки торца катушки 14 в горизонтальной плоскости на основании 12, что обеспечивает точность расположения катушки 14 на основании 12. Основание 12 может быть выполнено в виде диска 15 (фиг. 1a,b) или крестовины 16 (фиг. 2a,b). Диск 15 или крестовина 16 могут быть выполнены металлическими или из термостойких композитных материалов.
Упоры 13 могут быть закреплены жестко (фиг. 2a, 4) или съемно (фиг. 1a, 3) на основании 12 в соответствии с диаметром (159 - 1420 мм) устанавливаемой катушки 14. Жесткое закрепление упоров 13 обеспечивается посредством сварки, съемное закрепление упоров 13 обеспечивается посредством закрепления в отверстиях 17, выполненных в основании 12, которые могут быть снабжены резьбой для закрепления.
Упоры 13 могут быть выполнены в виде металлических уголков, болтов, упорных валиков, шпилек, приваренных к поверхности металлического диска 15 или крестовины 16.
Упоры 13 могут быть выполнены в виде болтов, упорных валиков, шпилек, или любых других элементов, имеющих в основании форму, соответствующую отверстиям 17, которые вставлены в отверстия 17 основания 12 и закреплены, например, при помощи резьбового соединения.
Держатель 18 (фиг. 1a, 2a) для резака 20 (плазменной или газовой резки (фиг. 3, 4) установлен с возможностью изменения угла наклона на штангах 19, закрепленных (например, сваркой или резьбовым соединением) на металлической опоре 1, как показано на фиг. 1a или фиг. 2а. Возможность изменения угла наклона держателя 18 обеспечивает вращательная кинематическая пара (на фиг. 1-4 не показана). Штанги 19 могут быть металлическими или выполнены из термостойких композитных материалов и могут быть снабжены отверстиями и винтовыми парами или быть телескопическими для регулирования положения относительно устанавливаемой катушки 14 и друг друга.
Использование предложенного устройства для резки торца катушки трубы под сварку предпочтительно для катушек диаметром от 159 мм до 1420 мм и длиной от 250 мм до 800 мм.
Устройство для резки катушки трубы под сварку в самом общем варианте работает следующим образом.
Устройство для резки катушки трубы под сварку подготовлено для резки катушки 14 (фиг. 1-4) диаметром 159-1420 мм и включает металлическую опору 1 с ножками 2, которые могут быть регулируемыми по высоте, например, телескопическими. В центре металлической опоры 1 (фиг. 1a) вмонтирован подшипник 3 качения (как показано на местном виде фиг.1b), при этом на металлической опоре 1 дополнительно может быть установлена металлическая опорная пластина 4. Промежуточный вал 5 установлен в подшипнике 3, закреплен стопорными шайбами (не показаны) и соединен с приводным механизмом, который может быть выполнен в виде электрического привода 6 (фиг. 1a, 3) или ручного механического привода 7 (фиг. 2a, 4). В зависимости от места выполнения ремонтных работ или аттестации сварочных технологий, например, на производственной базе, предпочтительно, но неисключительно использование предложенного устройства с электроприводом 6, а при выполнении ремонтных работ в полевых условиях на трассе предпочтительно, но неисключительно использование предложенного устройства с ручным механическим приводом 7.
На промежуточный вал 5 (фиг. 1a, b, 2a, b) установлено основание 12, на котором закреплены упоры 13, Основание 12 выполнено в виде диска 15 (фиг.1a, b) или крестовины 16 (фиг. 2a, b). Диск 15 или крестовина 16 выполнены металлическими или из термостойких композитных материалов.
Катушку 14 диаметром 159-1420 мм (фиг. 3, 4) устанавливают на основу 12 (фиг. 1-4). Для катушек диаметром 530-1420 мм предпочтительно, но неисключительно использование основания 12 в виде диска 15, а для катушек диаметром 159-530 мм предпочтительно, но неисключительно использование основания 12 в виде крестовины 16. Упоры 13 ограничивают движение (смещение) устанавливаемой для резки торца катушки 14 в горизонтальной плоскости на основании 12, что обеспечивает точность расположения катушки 14 на основании 12.
Штанги 19 (1a, 2a, 3, 4) с держателем 18 располагают в положении соответствующем резке торца катушки 14 трубы. Резак 20 (плазменной или газовой резки (фиг. 3, 4)) вставляют в держатель 18 и, изменяя угол наклона, выставляют на заданный угол реза, после чего включают резак 20 (плазменной или газовой резки). Приводной механизм, например, электрический привод 6 или ручной механический привод 7 приводит в движение основание 12 с катушкой 14 относительно резака 20. Прохождение катушки 14 на вращающемся основании 12 относительно включенного резака 20, установленного на держателе 18 с заданным углом, обеспечивает качество реза по всей окружности торца катушки 14 трубы.
После полного прохода катушки 14 на вращающемся основании 12 относительно резака 20 цикл реза завершается, выключают резак 20, выключают электрический привод 6 или останавливают ручной механический привод 7, вращающееся основание 12 останавливается, готовую катушку 14 с подготовленным торцом снимают для дальнейшего использования по назначению.
Таким образом предложенное устройство обеспечивает повышение качества резки торца катушки трубы за счет повышения точности расположения катушки, при этом созданная конструкция существенно проще известных аналогов.
Частные варианты исполнения предложенного устройства приведены в примерах.
Пример 1
Устройство для резки катушки трубы под сварку подготовлено для резки катушки 14 диаметром 720 мм (фиг. 3) и включает металлическую опору 1 с телескопическими ножками 2. В центре металлической опоры 1 установлена металлическая опорная пластина 4 и вмонтирован подшипник 3 качения, в котором установлен промежуточный вал 5. На промежуточный вал 5 (фиг. 1, 3) установлено основание 12 с возможностью вращения, представляющее собой диск, в котором выполнены отверстия 17. Упоры 13, представляющие собой болты, закреплены в отверстиях 17 основания 12 при помощи резьбового соединения (но могут быть и жестко приварены), при этом расстояние до центра основания 12 соответствует диаметру катушки 14 диаметром 720 мм. Катушку 14 диаметром 720 мм (фиг. 3) устанавливают на основу 12 (фиг. 1a,b, 3), а упоры 13 ограничивают движение (смещение) катушки 14 в горизонтальной плоскости, что обеспечивает точность расположения катушки 14.
Штанги 19 (1a, 3) с держателем 18 располагают в положении соответствующем резке торца катушки 14 трубы. Резак 20 (плазменной или газовой резки (фиг. 3)) вставляют в держатель 18, выставляют на заданный угол реза, после чего включают резак 20, представляющий собой горелку плазматрона, появляется режущая дуга, и далее приводят в движение основание 12 с установленной катушкой 14 включением приводного механизма, выполненного в виде электрического привода 6 (мотор-редуктора).
Прохождение катушки 14 на вращающемся основании 12 относительно резака 20, установленного на держателе 18 с заданным углом, обеспечивает качество реза по всей окружности торца катушки 14 трубы. После полного прохода катушки 14 на вращающемся основании 12 относительно резака 20 цикл реза завершается, выключают электрический привод 6, вращающееся основание 12 останавливается, готовую катушку 14 с подготовленным торцом снимают для дальнейшего использования по назначению.
Пример 2
Устройство для резки катушки трубы под сварку подготовлено для резки катушки 14 диаметром 530 мм (фиг. 4) и включает металлическую опору 1 с ножками 2. В центре металлической опоры 1 вмонтирован подшипник 3 качения, на который установлен промежуточный вал 5. На промежуточный вал 5 (фиг.2a,b, 4) установлено основание 12 с возможностью вращения, представляющее собой крестовину, на которой жестко приварены упоры 13, представляющие собой уголки. Катушку 14 диаметром 530 мм (фиг. 4) устанавливают на основу 12 (фиг. 2a,b, 4), а упоры 13 ограничивают движение (смещение) катушки 14 в горизонтальной плоскости, что обеспечивает точность расположения катушки 14.
Штанги 19 (2a, 4) с держателем 18 располагают в положении соответствующем резке торца катушки 14 трубы. Резак 20 (плазменной или газовой резки (фиг. 4)) вставляют в держатель 18, выставляют на заданный угол реза, после чего включают резак 20, представляющий собой газовую горелку, появляется режущая дуга, и далее приводят в движение основание 12 с установленной катушкой 14 приводным механизмом, выполненным в виде ручного механического привода 7, представляющего собой червячный редуктор 8 с рукояткой 9 и шкивом 10, который соединен ручейковым ремнем 11 с основанием 12 (как показано на местном виде фиг. 2b), установленным на промежуточном валу 5.
Прохождение катушки 14 на вращающемся основании 12 относительно включенного резака 20, установленного на держателе 18 с заданным углом обеспечивает качество реза по всей окружности торца катушки 14 трубы. После полного прохода катушки 14 на вращающемся основания 12 относительно резака 20 цикл реза завершается, выключают резак 20, останавливают ручной механический привод 7, вращающееся основание 12 останавливается, готовую катушку 14 с подготовленным торцом снимают для дальнейшего использования по назначению.