УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ТРУБЫ ПО ВНУТРЕННЕМУ ПЕРИМЕТРУ Российский патент 1997 года по МПК F16L55/18 

Изобретение касается устройства и способа для отделения трубы по внутреннему периметру.

При ремонтных работах на трубах трубопровода питательной воды внутри парогенератора может быть необходимым полностью извлекать части системы трубопроводов, например распределительные патрубки питательной воды. Для этого является необходимым отделять патрубки распределителя питательной воды от распределительных труб путем механического процесса резания, например путем распиловки. Вследствие стесненных пространственных условий внутри парогенератора является необходимым производить это разделение с помощью устройства, которое может быть введено во внутрь Т-образно отходящих от патрубка распределительных труб. Выпиливание труб с помощью полотна круглой пилы, однако, постоянно связано с опасностью, что полотно пилы может перекоситься и устройство может быть извлечено из трубы только со значительными затратами. Из ЕР-А2-00 29 343 и WO 83/03457 известны устройства для обработки внутренней поверхности труб, в частности для расфрезерования входных отверстий соединительной линии, впадающей в облицованный трубопровод, в которых установленные в трубопроводе передвигаемые салазки несут фрезерную головку. Наряду с двигателем для привода фрезерного рабочего органа на салазках расположены также необходимые для продольной подачи и подачи на врезание фрезерной головки приводные блоки. Таким образом компактная конструкция известных устройств затрудняется и их использование в трубах с малым диаметром является невозможным.

В основе изобретения лежит задача указать устройство и способ для отделения трубы по внутреннему периметру, с помощью которых избегаются выше названные недостатки и которые пригодны, в частности, для применения в трубах с малым номинальным внутренним диаметром.

Названная задача решается согласно изобретению с помощью устройства, которое содержит следующие признаки:
a) устройство содержит вводимый в трубу и перемещаемый внутри трубы и фиксируемый на внутренней стенке трубы манипулятор,
b) манипулятор содержит подаваемую на врезание вертикально относительно оси трубы и вращающеюся вокруг трубы фрезерную головку с фрезерным рабочим органом,
c) для передачи необходимых для движения вращения и подачи на врезание фрезерной головки приводимых моментов для манипулятора предусмотрены гибкие валы.

Путем применения манипулятора с выше названными признаками, в котором в качестве режущего инструмента предусмотрен фрезерный рабочий орган, усложняющий извлечение манипулятора перекос режущего инструмента практически больше не возникает. Фрезерный рабочий орган, в частности концевая фреза, также и при неблагоприятных условиях, например после заклинивания внутри стенки трубы, может быть легко вытянута с помощью соответствующего реверсирования движения. Таким образом манипулятор постоянно может просто извлекаться.

Так как для передачи необходимых для движения подачи на врезание и вращение фрезерной головки приводных моментов для манипулятора предусмотрены гибкие валы, может быть реализована крайне компактная конструкция манипулятора, которая позволяет производить работы также в трубах с малым номинальным внутренним диаметром. Кроме того, обеспечивается безотказная работа также под водой.

В качестве привода для быстрого вращения фрезерного рабочего органа предпочтительно предусмотрен гидравлический двигатель.

В качестве фрезерного рабочего органа предпочтительно пригодна концевая фреза.

В предпочтительном выполнении изобретения манипулятор содержит для фиксирования внутри трубы зажимной цилиндр с несколькими гидравлически приводимыми зажимными кулачками, которые выдвигаются относительно внутренней стенки трубы.

Особенно компактная конструкция может быть достигнута за счет того, что для подачи рабочей среды на приводимые в действие поршнем зажимные кулачки предусмотрены кольцевые каналы, которые расположены в виде кольцевой канавки на окруженной зажимным цилиндром подшипниковой втулке.

Способ согласно изобретения включает следующие операции:
a) в трубу вводят перемещаемый внутри трубы манипулятор и закрепляют его на внутренней стенке трубы,
b) с помощью фрезерного рабочего органа расположенной на манипуляторе, подаваемой на врезание перпендикулярно оси трубы и вращающейся вокруг оси трубы фрезерной головки трубу фрезеруют по внутреннему периметру, причем
c) необходимые для движения вращения и подачи на врезание фрезерной головки приводные моменты для манипулятора передают через гибкие валы.

В качестве фрезерного рабочего органа предпочтительно применяют концевую фрезу.

Для дальнейшего пояснения изобретения делается ссылка на чертежи. На фиг. 1 схематически показано устройство согласно изобретения. Фиг. 2 и 3 показывают предпочтительное выполнение устройства соответственно с частичным сечением параллельно продольному направлению.

Согласно фиг. 1 в трубу 2, например ответвляющуюся с помощью распределительного патрубка питательной воды 5 парогенератора распределительную трубу, введен манипулятор 6. Манипулятор 6 является перемещаемым внутри трубы и содержит фрезерную головку 10. Фрезерная головка 10 для отделения трубы 2 по внутреннему периметру вдоль представленной штрихами линии 3 снабжена не видным на чертеж фрезерным рабочим органом. Фрезерная головка 10 снабжена устройством подачи на врезание 12, с помощью которого она может перемещаться вдоль проходящей вертикально к оси трубы 4 и вертикально стоящей на плоскости чертежа оси подачи на врезание z. Ось подачи z пересекает плоскость чертежа вне оси трубы 4.

Манипулятор 6 является перемещаемым в направлении оси трубы 4 на шаровых роликах 8. Чтобы избежать опрокидывания манипулятора 6 при перемещении внутри трубы 2, можно предусмотреть также снабженное шаровыми роликами 8 дополнительное опорное кольцо 9. Манипулятор 6 может быть зафиксирован в трубе 2 с помощью гидравлического зажимного цилиндра 14, который содержит несколько, например шесть, радиально выдвигаемых зажимных кулачков 16.

Фрезерная головка 10 может, кроме того, вместе с устройством подачи на врезание 12 вращаться внутри неподвижного зажимного цилиндра 14 вокруг оси трубы 4, так что фрезерный рабочий орган может двигаться вдоль внутреннего периметра трубы 2.

Для необходимого для фрезерования быстрого вращения фрезерного рабочего органа предпочтительно предусмотрен гидравлический двигатель, снабжаемый по гибкому гидравлическому трубопроводу 20 рабочей средой, например маслом для гидросистем. Два других гидравлических трубопровода 22 и 23 предусмотрены для зажима или соответственно освобождения приводимых в действие поршнем зажимных кулачков 16 гидравлического зажимного цилиндра 14. Подача рабочей среды на поршень осуществляется предпочтительно через кольцевой канал, который расположен в виде кольцевой канавки на окруженной зажимным цилиндром 14 подшипниковой втулке.

Необходимые для движения вращения и подачи на врезание фрезерной головки 10 приводные моменты передают через гибкие валы 24 или соответственно 26, которые приводятся в действие, например вручную, вне трубы 2 или распределительного патрубка питательной воды 5.

В предпочтительном выполнении согласно фиг. 2 через гибкий вал приводится в действие конической передачей 40. Коническая передача 40 содержит связанную с гибким валом 26 с замыканием по вращающему моменту коническую шестерню, с помощью которой движение вращения гибкого вала 26 преобразуется в движение вращения ориентированного вертикально относительно оси вращения этой конической шестерни ходового винта 42. С помощью движения вращения ходового винта 42 фрезерная головка 10 перемещается в направлении оси z. Это является движением подачи на врезание, которым фрезерный рабочий орган 11 подводится к внутренней поверхности трубы.

Для движения вращения фрезерной головки 10 вокруг оси манипулятора 7, которая в основном совпадает с осью трубы 4, предусмотрено червячное колесо 54 и червячный вал 52, которые приводятся гибким валом 24 через коническую передачу 50.

Фрезерный рабочий орган 11, предпочтительно концевая фреза, приводится гидравлическим двигателем 21 с включенной за ним планетарной передачей, который обеспечивает необходимую для режущей обработки трубы высокую скорость вращения фрезерного рабочего органа 11.

Согласно фиг. 3 гидравлическое обеспечение для движения освобождения и движения зажима зажимных кулачков 16 зажимного цилиндра 14 происходит через кольцевые каналы 36 или соответственно 37, которые в виде v-образной канавки кольцом окружают подшипниковую втулку 38 зажимного цилиндра 14. Кольцевые каналы 36 или соответственно 37 взаимно уплотнены с помощью расположенных в канавках 35 подшипниковой втулки 38 О-колец. Кольцевые каналы 36 или соответственно 37 находятся в соединении с каналом 32 или соответственно 34, который подключен к гидравлическому трубопроводу 22 или соответственно к не видному на чертеже гидравлическому трубопроводу 23 (фиг. 1). Через кольцевые каналы 36 и 37 гидравлическая жидкость направляется кольцеобразно к отдельным зажимным поршням 30 зажимного цилиндра 14. От цилиндра зажимных поршней 30 к кольцевым каналам 36 и 37 ведут отверстия, которые при нагрузке давлением обеспечивают радиально направленное внутрь или соответственно наружу движение связанного с силовым замыканием с зажимными кулачками 16 зажимного поршня 30.

От гидравлических трубопроводов 22 и23 (фиг. 1), таким образом, для обеспечения давлением нескольких зажимных поршней 30 является необходимым только один единственный подвод 32 или соответственно 34 к кольцевым каналам 36 или соответственно 37. Это позволяет иметь особенно компактную конструкцию.

Использование: в ремонтных работах на трубах трубопровода питательной воды внутри парогенератора. Сущность изобретения: устройство с вводимым в трубу (2) и перемещаемым внутри трубы (2) манипулятором (6), который содержит подаваемую на врезание перпендикулярно оси трубы (4) и вращающуюся вокруг оси трубы (4) фрезерную головку (15) с фрезерным рабочим органом. С помощью применения фрезерного рабочего органа в качестве режущего инструмента для отделения трубы (4) перекос режущего инструмента практически больше не возникает. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для отделения трубы по внутреннему периметру, содержащее вводимый в трубу и перемещаемый внутри трубы и фиксируемый на внутренней стенке трубы манипулятор, который содержит подаваемую на врезание вертикально относительно оси трубы и вращающуюся вокруг оси трубы фрезерную головку с фрезерным рабочим органом, отличающееся тем, что для передачи необходимых для движения вращения и подачи на врезание фрезерной головки приводных моментов к манипулятору предусмотрены гибкие валы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что манипулятор снабжен гидравлическим двигателем для привода фрезерного рабочего органа. 3. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что в качестве фрезерного рабочего органа предусмотрена концевая фреза. 4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что для фиксирования манипулятора предусмотрен зажимной цилиндр с несколькими гидравлически приводимыми в действие зажимными кулачками. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что для подвода рабочей среды на приводимые в действие через поршень зажимные кулачки предусмотрены кольцевые каналы, которые расположены в виде кольцевой канавки на окруженной зажимным цилиндром подшипниковой втулке. 6. Способ отделения трубы по ее внутреннему периметру, при котором в трубу вводят и зажимают на внутренней стенке трубы перемещаемый внутри трубы манипулятор, на котором расположена подаваемая на врезание вертикально к оси трубы и вращаемая относительно оси трубы фрезерная головка с фрезерным рабочим органом, отличающийся тем, что необходимые для движения вращения и для движения подачи на врезание фрезерной головки приводные моменты для манипулятора передают через гибкие валы. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве фрезерного рабочего органа применяют концевую фрезу.