Устройство для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность магистрального трубопровода

Полезная модель относится к области проведения изоляционных работ на трубопроводах методом намотки на них слоев изолирующей ленты в полевых или стационарных условиях.
Известно устройство для намотки ленточной изоляции на трубопровод, содержащее раму, опорные элементы с роликами-катками на конце, установленные по периметру в боковых стенках рамы с возможностью перемещения и фиксации, закрепленные на боковых стенках рамы с внешней стороны шпули для размещения рулонов ленточной изоляции, рама выполнена из двух частей с разъемными соединениями, устройство снабжено закрепленным на раме ротором с прикрепленной вокруг него приводной цепью, ободом привода с размещенной на нем звездочкой, входящей в зацепление с цепью, закрепленными сбоку на ободе двигателем и рукояткой-рычагом, причем двигатель кинематически связан со звездочкой, ротор и обод привода выполнены разрезными из двух частей с разъемными соединениями. (см патент RU №2218515, публ. 10.12.2003 г.).
Однако данное техническое решение имеет ограниченные технологические возможности, как в части его использования для намотки ленточной изоляции на различные по типоразмерному ряду трубопроводы, так и по эффективности его использования для намотки ленточной изоляции на магистральные трубопроводы в сложных природно-климатических зонах.
Наличие в конструкции данного устройства зубчатого разъемного ротора для установки на ней приводной цепи с жесткими допусками по размерам и форме повышает материалозатраты, материалоемкость устройства.
Вместе с тем, известны устройства для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность трубопровода, которые наиболее целесообразны по функциональным возможностям их использования в условиях строительства и ремонта магистральных трубопроводов (см. патенты RU №.2160864, публ. 20.12.2000; №2490538, публ. 20.08.2013 г.).
Процесс намотки изолирующей ленты на наружную поверхность трубопровода при реализации данных технических решений осуществляется оператором при ручном вращении устройства, что повышает эффективность использования устройств на магистральных участках трубопроводов.
Устройство для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность трубопровода по патенту RU №.2490538 является ближайшим аналогом заявляемого технического решения.
Данное устройство содержит корпус образованный сборно-разборными секциями, формирующими многогранник относительно наружной поверхности трубопровода, количество секций определяется диаметром трубопровода, в зоне стыковки смежных секций расположены колесные рамы, которые соединены между собой соединительной рамой, каждая колесная рама выполнена в виде поярусно расположенных продольно ориентированных стержней, соединенных между собой вертикально ориентированными стойками, верхний стержень оснащен рукоятками, а нижний для контактного взаимодействия с наружной поверхностью трубопровода - опорными катками со средствами регулирования угла их наклона, каждая соединительная рама выполнена в виде поперечно ориентированных к продольной оси трубопровода тяг, которые шарнирно соединены с нижними продольно ориентированными стержнями смежных колесных рам, имеют средства регулирования их длины, в передней части устройства с шаговым угловым смещением на соединительных рамах посредством консолей различной длины установлены шпуледержатели с механизмами регулировки усилия натяжения для изоляционной ленты и антиадгезионной пленки, шпуледержатели оснащены средствами регулировки их углов наклона.
При реализации данного технического решения обеспечивается прикатывание нанесенного на поверхность трубопровода слоев изоляционного покрытия при перемещении опорных катков по ленточной изоляции, при этом за счет угла наклона опорных катков обеспечивается продольное перемещение устройства при сматывании ленты.
В данном техническом решении тяги соединительных рам (см. рис. 1 и 2) шарнирно соединены с нижними стержнями колесных рам и выполнены из двух частей, соединяемых между собой средством регулирования на основе натяжного устройства с пружинящими элементами, что, при различных силовых усилиях на рукояти приводит к нарушению стабильности положения секций многогранника на заданном диаметре обрабатываемого трубопровода, происходит смещение секций, ухудшается контакт опорных катков при намотке ленточной изоляции на наружную поверхность трубопровода, что в целом снижает качество и надежность нанесения изолирующих слоев ленты на наружную поверхность магистрального трубопровода и особенно при наличии на его поверхности предварительно нанесенного защитного покрытия.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности и качества нанесения изолирующих слоев ленты на наружную поверхность магистральных трубопроводов.
Для решения поставленного технического результата предлагается устройство для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность магистрального трубопровода, содержащее корпус образованный сборно-разборными секциями, формирующими многогранник относительно наружной поверхности трубопровода, количество секций определяется диаметром трубопровода, в зоне стыковки смежных секций расположены колесные рамы, которые соединены между собой соединительной рамой, каждая колесная рама выполнена в виде поярусно расположенных продольно ориентированных стержней, соединенных между собой вертикально ориентированными стойками, верхний стержень оснащен рукоятками, а нижний для контактного взаимодействия с наружной поверхностью трубопровода - опорными катками со средствами регулирования угла их наклона, каждая соединительная рама выполнена в виде поперечно ориентированных к продольной оси трубопровода тяг, которые соединены с нижними продольно ориентированными стержнями смежных колесных рам и имеют средства регулирования их длины, в передней части устройства с шаговым угловым смещением на соединительных рамах посредством консолей различной длины установлены шпуледержатели с механизмами регулировки усилия натяжения для изоляционной ленты и антиадгезионной пленки, шпуледержатели оснащены средствами регулировки их углов наклона, при этом, согласно полезной модели, нижний продольно ориентированный стержень каждой колесной рамы оснащен параллельно расположенными смещенными по его длине и фиксируемыми на нем кронштейнами, каждый из которых образован двумя вертикально ориентированными пластинами, каждая из которых расположена с обеих сторон относительно продольной оси указанного стержня, пластины кронштейнов с одной стороны имеют соосные отверстия для шарнирного соединения с соответствующими концами параллельных тяг соединительной рамы предыдущей секции многогранника, а с другой стороны пластины кронштейнов имеют группу соосных отверстий для регулирования линейного и углового положения тяг следующей соединительной рамы для соответствующего диаметра трубопровода, каждая соединительная рама имеет расположенные между ее поперечно ориентированными тягами стержни, соединяющие тяги между собой и фиксирующие их заданное регулировочное положения относительно колесной рамы предыдущей секции многогранника, при этом опорные катки каждой колесной рамы соединены с ее вертикально ориентированными стойками с возможностью регулирования их положения по высоте относительно нижнего продольно ориентированного стержня колесной рамы.
При анализе известного уровня техники не выявлены технические решения, имеющие аналогичную совокупность признаков заявляемому техническому решению, что свидетельствует о соответствии его критериям полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».
При реализации данного технического решения угловое положение, линейные параметры поперечно ориентированных тяг соединительных рам отрегулированы на заданные параметры секций формируемого многогранника, а опорные катки колесных рам-на контактное взаимодействие с его наружной поверхностью, что оптимизирует и стабилизирует линейные и угловые параметры секций формируемого многогранника на заданном диаметре обрабатываемого трубопровода, повышается надежность и качество нанесения изолирующих слоев ленты на наружную поверхность магистральных трубопроводов, что и подтверждается ниже приведенным описанием.
Полезная модель поясняется графическими материалами, где на:
Рис. 1 и 2 показаны общие виды (аксонометрия) устройства для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность магистрального трубопровода при различном их диаметре;
Рис. 3 - показан общий вид (аксонометрия) колесной рамы;
Рис. 4-5 - то же, что на рис 3 вид спереди и сбоку;
Рис. 6 - общий вид (аксонометрия) секции устройства, образованной колесными и соединительной рамами.
Рис. 7 - общий вид (аксонометрия) устройства со стороны шпуледержателей.
Устройство для намотки изолирующей ленты на наружную поверхность магистрального трубопровода содержит корпус, образованный сборно-разборными секциями, формирующими многогранник относительно наружной поверхности трубопровода, количество секций определяется диаметром трубопровода. На рис. 1 и 2 показаны устройства для изоляции трубопроводов при оптимальном количестве секций соответственно для диаметра трубопровода 1420 мм и для диаметров - 168…114 (мм).
Между смежными секциями устройства расположены колесные рамы 1, которые соединены между собой соединительными рамами 2.
Каждая колесная рама выполнена в виде поярусно расположенных продольно ориентированных стержней 3, 4, соединенных между собой вертикально ориентированными стойками 5. Верхний стержень 4 оснащен рукоятками 6, предназначенными для вращения устройства вручную относительно наружной поверхности трубопровода. Нижний стержень 3 колесной рамы оснащен опорными катками 7 со средствами 8 для регулирования угла их наклона. Опорные катки 7 обеспечивают контактное взаимодействие с наружной поверхностью трубопровода и при вращении устройства его продольное перемещение относительно поверхности трубопровода. Опорные катки 7 соединены со стойками 5 с возможностью регулирования их положения по высоте относительно нижнего продольно ориентированного стержня 3 колесной рамы. Регулирование опорных катков 7 по высоте стабилизируют их контактное взаимодействие с наружной поверхностью трубопровода.
Каждая соединительная рама 2 выполнена в виде поперечно ориентированных к продольной оси трубопровода параллельных тяг 9, которые соединены с нижними продольно ориентированными стержнями 3 смежных колесных рам.
Нижний продольно ориентированный стержень 3 каждой колесной рамы оснащен параллельно расположенными смещенными по его длине и фиксируемыми на нем кронштейнами, каждый из которых образован двумя вертикально ориентированными пластинами 10, каждая из которых расположена с обеих сторон относительно продольной оси указанного стержня 3. Пластины 10 каждого кронштейна с одной стороны имеют соосные отверстия 11 для шарнирного соединения с соответствующими концами параллельных тяг 9 соединительной рамы 2 предыдущей секции многогранника. С другой стороны пластины 10 каждого кронштейна имеют группу соосных отверстий 12…15 для соединения тяг 9 следующей секции формируемого многогранника. Оси отверстий 12…15 имеют угловое смещение относительно друг друга. Положение осей отверстий 12…15 на пластинах 10 каждого кронштейна определяют с учетом линейных параметров соединительных тяг 9 и их углового положения при образовании секций формируемого многогранника для соответствующего диаметра наружной поверхности трубопровода. Для регулирования линейных параметров секций используют выполненные на тягах 9 регулировочные отверстия. Для стабилизации взаимного углового положения и линейных параметров образуемых секций при формировании многогранника на соответствующий диаметр трубопровода используют расположенные между тягами 9 стержни 16, которые соединяют тяги 9 каждой секции между собой и стержни 17 параллельные тягам 9 и фиксирующих их заданное линейное и угловое регулировочное положение относительно колесной рамы предыдущей секции многогранника. Для фиксации тяг 9 в заданном угловом и линейном положении стержни 17 имеют средства крепления и регулировки их длины относительно стержня 3 колесной рамы предыдущей секции, что оптимизирует и стабилизирует линейные и угловые параметры секций формируемого многогранника на заданном диаметре обрабатываемого трубопровода, повышается надежность и качество нанесения изолирующих слоев ленты на наружную поверхность магистральных трубопроводов.
Таким образом, формирующие многогранник для соответствующего диаметра трубопровода смежные секции в зоне стыковки их имеют общую колесную раму, с нижним продольно ориентированным стержнем 3 с которым соединены тяги 9 каждой предыдущей и последующей соединительных рам. Линейные параметры и взаимное угловое положение тяг 9 определяется при совмещении и соединении регулировочных отверстий тяг 9 с отверстиями 12…15 пластин 10 в зависимости от количества секций на соответствующем диаметре трубопровода.
Угловое и линейное положение секций формирующих многогранник стабилизировано стержневой системой 16 и 17, расположенных между тягами 9 соединительных рам.
В передней части формируемого многогранника с шаговым угловым смещением на соединительных рамах посредством консолей 18 различной длины установлены шпуледержатели с механизмами регулировки усилия натяжения 19 для изоляционной ленты (не показана) и антиадгезионной пленки (не показана), шпуледержатели оснащены средствами 20 регулировки их углов наклона, намотчиком 21 антиадгезионной пленки. Консоль 18 шпуледержателя, предпочтительно, следующего за шпуледержателем с максимальной длиной его консоли имеет съемную проставку (не показана) для регулирования длины консоли.
Работа устройства осуществляется следующим образом:
Оператор вращает устройство вокруг трубы, при этом за счет угла поворота опорные катки 7 перемещаются по винтовой линии, чем обусловливается продольное перемещение устройства. Со шпуледержателей последовательно сматываются изоляционные ленты и послойно наматываются на поверхность трубы. Антиадгезионная пленка наматывается на намотчик 21.
При реализации данного технического решения угловое положение, линейные параметры поперечно ориентированных тяг соединительных рам отрегулированы и стабилизированы на заданные параметры секций формируемого многогранника на соответствующем диаметре обрабатываемой поверхности трубопровода, а опорные катки колесных рам-на контактное взаимодействие с его наружной поверхностью, что повышает надежность и качество нанесения изолирующих слоев ленты на наружную поверхность магистральных трубопроводов.