УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТРУБ

Изобретение предназначено для резки стальных труб преимущественно диаметром от 800 мм до 1200 мм и более, и может быть использовано для резки неподвижных труб в условиях открытой местности, например, при прокладке нефтяных, газопроводных и водопроводных труб.
Известно устройство для резки труб [1], содержащее узел крепления на обрабатываемой трубе, каретку, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, подпружиненный рычаг, шарнирно смонтированный на каретке, и режущий инструмент с приводом его вращения, смонтированный на рычаге, узел крепления устройства на обрабатываемой трубе выполнен в виде кулачков, соединенных между собой посредством звеньев в виде кулачков с шарнирами на концах с возможностью охвата обрабатываемой трубы, при этом одно из звеньев выполнено в виде стяжной муфты, а направляющие каретки закреплены посредством элементов крепления на кулачках и выполнены в виде соединенных между собой двух полуколец с пазами под элементы крепления.
Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет резать трубы с одновременным снятием фаски на торце трубы, кроме того при помощи данного устройства можно резать трубы только определенного диаметра и оно является не перестраиваемым для резки труб различного диаметра, следовательно, для каждого диаметра труб необходимо изготавливать конкретное устройство для резки труб, причем данное устройство не приспособлено для резки труб на местности, так как для этого требуется специальное подъемно-транспортное оборудование, например, автокран, что экономически нецелесообразно.
Известно другое устройство для резки труб [2], выбранное в качестве прототипа, которое содержит каретку, к которой крепится корпус, в котором установлен барабан с планшайбой и зажимом. В планшайбе расположены направляющие, в которых расположены резцы, которые шарнирно соединены с рычагами, второй конец которых соединен с кольцом. Вращение барабана осуществляется электродвигателем, установленным на каретке посредством вала-шестерни. Кольцо установлено с возможностью поворота барабана посредством вала-шестерни в прямом и обратном направлении. Шестерня барабана и шестерня кольца установлены на приводном валу с возможностью независимого вращения относительно друг друга или совместного вращения при воздействии, например, фрикционной передачи с пневмоприводом, причем передаточные числа зубчатой передачи барабана и зубчатой передачи кольца отличаются, а рычаги шарнирно соединены с кольцом и соответствующим резцом или могут быть выполнены в виде двуплечих рычагов с шарнирами, установленными на планшайбе. Достоинством прототипа является то, что компактность механизма позволяет установить достаточное количество резцов, работающих одновременно, что позволяет выбирать оптимальные режимы резания с возможностью отрезки труб и одновременного снятия фаски с их торца, причем устройство эффективно работает на более быстроходных станах.
Наряду с достоинствами у прототипа имеются и недостатки, а именно:
- ограниченность применения в силу специфики конструкции, требующей для передвижения устройства специально подготовленного дорожного полотна, например, рельсового пути, следовательно, устройство не приспособлено для работы на открытой местности, например, в полевых условиях для работ, так как при незначительной неровности местности может привести к поломке дорогостоящих резцов, а то и всего устройства;
- Другим существенным недостатком является то, что при помощи данного устройства можно резать трубы только определенного диаметра и оно является не перестраиваемым для резки труб различного диаметра, следовательно, для каждого диаметра труб необходимо изготавливать конкретное устройство для резки труб, что экономически нецелесообразно
Существуют и другие способы и устройства для резки труб. Например, в настоящее время резка длинных участков трубы (клеть) на стандартные куски различной длины осуществляется по следующей технологии:
- газорезчик с помощником предварительно вручную очищают трубу от изоляции в месте резки;
- прорезают трубу вручную газом, сверху и по бокам, примерно на 70-80% от длины реза, так как резка снизу невозможна - труба лежит на земле;
- перетаскивают вручную баллоны с кислородом и пропаном к месту следующей резки;
- поскольку труба не дорезается до конца, требуется использование бульдозера или трубоукладчика, чтобы повернуть трубу или после нарезки нескольких труб.
Вышеперечисленная технология имеет следующие недостатки, а именно:
- низкая производительность - задействованы 5 человек: резчик, помощник, бульдозерист, шофер, начальник участка;
- использование дорогостоящей техники - бульдозер или трубоукладчик;
- расходуется значительное количество дизельного топлива;
- иногда вообще невозможно выполнять работы ввиду замерзания пропана в зимнее время, недоставки кислорода, неприбытия бульдозера;
- опасность для резчика, например, остаточный газ воспламеняется, происходит "хлопок" с выбросом горячей струи в сторону рабочих;
- иногда при резке труба отскакивает из - внутренних напряжений и может травмировать людей, иногда с тяжелыми последствиями;
- при резке от налета на трубе выделяются едкие и токсичные газы, что ухудшает здоровье людей.
Целью предлагаемого технического решения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем создания новой конструкции устройства для отрезки труб, а также безопасной работы в условиях не только заводских, но и на открытой маетности, преимущественно для резки труб диаметром от 800 мм до 1200 мм и более.
1
2
Технический результат достигается тем, что устройство для резки труб (далее, устройство) содержит каретку с колесиками, предназначенную для передвижения вышеупомянутого устройства внутри обрабатываемой трубы, причем на середине каретки перпендикулярно к ней нижним основанием установлена герметичная цилиндрическая стойка, в верхней части которой расположен пневмозажим, кроме этого на середине цилиндрической стойке через имеющиеся отверстия вставлена сквозная втулка, геометрическая ось O-O которой расположена перпендикулярно геометрической оси О-O цилиндрической стойке, причем во втулке расположен вал, на котором с одной стороны устанавливается кронштейн, на вылете консоли которого устнавливается электропривод с режущим инструментом, а с другой - мотор-редуктор, кроме того, для изменения положения режущего инструмента под размер конкретного диаметра обрабатываемой трубы в кронштейне имеется продольный паз, при помощи которого кронштейн может свободно перемещается по валу и закрепляется в нужном положении.
Пневмозажим содержит поршень со штоком, который имеет сальниковое уплотнение в верхней части герметичной цилиндрической стойки, причем в рабочем положении шток выдвигается под действием давления воздуха от компрессора и упирается в поверхность трубы и тем самым фиксирует положение каретки устройства и его режущий инструмент внутри трубы строго перпендикулярно к внутренней образующей поверхности обрабатываемой трубы, кроме того на вылете штока пневмозажима надета цилиндрическая пружина, которая возвращает шток в исходное положение после снятия давления воздуха в цилиндрической герметичной стойке.
Для снятия фаски под сварку, после отрезки трубы, режущий инструмент устанавливается под определенным углом к торцевой поверхности трубы.
Таким образом, преимущества нового устройства состоят в следующем:
- Удобен для работы в отдаленной открытой местности для отрезки клетей труб на отдельные стандартные куски;
- Точность - обеспечивается перпендикулярностью резки конструкцией установки;
- Безопасность - не применяются огнеопасные и взрывоопасные газы пропан и кислород;
- Материал трубы не нагревается более 250 градусов Цельсия, состав и структура стали не меняется, как это происходит при газовой резки, не возникают термические напряжения;
- Угол снятия фаски - от 30° до 50° по отношению к продольной оси трубы;
- Инструмент для резки - абразивный диск диаметром 300×3 мм, инструмент для снятия фаски - абразивный круг диаметром 230×6 мм, что экономически выгодно по сравнению с газовой резкой, для которой применяются дорогостоящие газы пропан и кислород, и которые не надо возить вертолетами в отдаленные местности;
- Потребляемая мощность элетроприводами устройства и компрессора сжатого воздуха - максимальная, - 4 квт.
- Устройство устанавливается внутрь трубы одним рабочим за три минуты без вспомогательных подъемных механизмов, так как вес устройства не превышает 50 кг и имеет каретку с колесиками.
Сравнение заявленного технического решения, полезной модели, с прототипом позволило установить его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений, отличающее заявляемое техническое решение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".
1
2
Сущность изобретения поясняется описанием устройства, а также рисунком устройства, изображенного внутри трубы А в пространственной аксонометрии (фиг.1) и (фиг.2 - вид Б на фиг.1), где 1 - каретка с колесиками 2 для перемещения устройства внутри обрабатываемой трубы А, причем на середине каретки 1 перпендикулярно к ней нижним основанием установлена герметичная цилиндрическая стойка 3, в верхней части которой расположен пневмозажим 4, кроме этого на середине цилиндрической стойке 3 через имеющиеся отверстия вставлена сквозная втулка 5, геометрическая ось O-O которой расположена перпендикулярно геометрической оси О-O стойке 3, причем во втулке 5 расположен вал 6, на котором с лицевой стороны устанавливается кронштейн 7, на вылете консоли 8 которого с лицевой стороны устанавливается электропривод 9 с режущим инструментом 10, а с обратной стороны вала 6 устанавливается мотор-редуктор 11 и соединяется с валом 6 посредством муфты В (на фиг.2), кроме того, для изменения положения режущего инструмента 10 под размер конкретного диаметра обрабатываемой трубы А в кронштейне 7 имеется продольный паз 12, при помощи которого кронштейн 7 может свободно перемещаться по валу 6 и закрепляется в нужном положении.
Пневмозажим 4 содержит поршень (условно не показан) со штоком 13, который имеет сальниковое уплотнение (условно не показано) в верхней части герметичной цилиндрической стойке 3, причем в рабочем положении шток 13 выдвигается под действием давления воздуха от компрессора и упирается в поверхность трубы А и тем самым фиксирует положение каретки 1 устройства и его режущий инструмент 10 внутри трубы А строго перпендикулярно к внутренней образующей поверхности обрабатываемой трубы А, кроме того на вылете штока 13 пневмозажима 4 надета цилиндрическая пружина (условно не показана), которая возвращает шток 13 в исходное положение после снятия давления воздуха в цилиндрической герметичной стойке 3.
Устройство работает следующим образом.
Перед установкой устройства в трубе А рабочий устанавливает на нужный размер вылет консоли 8 кронштейна 7 с режущим инструментом 10. После этого закатывает устройство в трубу А на определенное расстояние от торца в ее глубину при помощи мерной телескопической линейки, затем включает компрессор при помощи которого нагнетается сжатый воздух в полость герметичной цилиндрической стойке 3, под действием которого поршень выдвигает шток 13 до упора с поверхностью трубы А и, таким образом фиксирует положение каретки 1 с режущим инструментом 10 в строго перпендикулярном положении, затем включает электропривод 9 с режущим инструментом 10 и после этого включает мотор-редуктор 11, который с определенной скоростью вращает вал 6, который вращает по периметру трубы А рабочий инструмент 10 и за несколько оборотов отрезает определенный размер трубы А. После отрезки заготовки трубы отключается электропривод 9 с рабочим инструментом 10, затем отключается компрессор и сбрасывается сжатый воздух в атмосферу, после чего шток под действием пружины возвращается в исходное положение. Для отрезки следующей заготовки трубы операция повторяется в той же последовательности. При снятии необходимой фаски с торца отрезанной заготовки трубы применяется рабочий инструмент с меньшим диаметром и с большим утолщением. Рабочий устанавливает режущий инструмент 10 на определенный угол и запускает устройство в работу также последовательно.
Источники информации, использованные при составлении описания изобретения на полезную модель:
1. Авторское свидетельство СССР №1540961;
2. Патент РФ №2207940.