КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ В ТРУБОПРОВОДАХ Российский патент 1997 года по МПК F16L55/18 F16L58/00 

Изобретение относится к средствам выполнения ремонта поврежденных линий и трубопроводов. Предназначено оно для диагностики состояния трубопроводов подземных городских коммуникаций, выявления дефектов труб и мест врезок отводов от магистральных трубопроводов, обработки (подготовки) врезок, классификации дефектов труб, заделки дефектов и мест врезок.

Известно дистанционно управляемое устройство для проведения ремонта и уплотнения трубопровода, содержащее тележку, снабженную ходовыми колесами и перемещаемую вдоль трубопровода с помощью двигателя, оси ходовых колес снабжены отдельными приводами. На тележке размещены вал, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, фланец, имеющий управляемый удерживающий элемент, установленный с возможностью радиального перемещения аппаратуры в виде обрабатывающего или очищающего элемента или узла для подачи наполнительного материала, и телевизионную камеру, имеющую возможность осевого перемещения. Вал выполнен полым и соединен с фланцем. Внутри вала размещены подводящие линии к аппаратуре. На поворотном фланце установлено несколько удерживающих элементов, выполненных в виде углового рычага. Рычаг установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, перпендикулярной оси вала. Одно плечо рычага предназначено для установки одного аппарата, другое связано с управляющей штангой, расположенной параллельно оси вала и установленной с возможностью осевого перемещения приводным двигателем (см. патент EP N 0204694, кл. F 16 L 55/18, 1991).

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей и невозможность получения качественного ремонта.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для производства ремонтных работ на поврежденных трубопроводах в местах, недоступных человеку, содержащее тележку на колесах, на которой установлен корпус с упорами, внутри которого размещены двигатели и емкости для смешения двух составляющих геля (герметика), узел крепления к корпусу инструментодержателя и телевизионного устройства. Передние и задние колеса имеют самостоятельные привода. К элементам устройства подведены электрические провода, а также сжатый воздух и вода. В качестве инструмента могут быть использованы сверла, фрезы, проволочные щетки, полировальные или металлические диск и т. д.

Инструментодержатель и сверла выполнены полыми, через внутренние полости которых поступает охлаждающая жидкость, а после пробивки стенки трубы сверлом может быть введен упомянутый ранее гель (см. патент EP N 0307416, кл. F 16 L 55/18, 1992). Все действия контролируются дистанционно.

Недостатками этого устройства являются: сложность узла соединения инструментодержателя и невозможность его замены. Это ограничивает функциональные возможности применяемого инструмента. Кроме того при вводе устройства через колодец и трубу изогнуть можно только телевизионное устройство, что усложняет процесс заведения устройства в трубу.

Задачей изобретения является повышение удобства эксплуатации комплекса при повышении качества ремонтных работ и экономии средств.

Поставленная задача достигается тем, что комплекс для ремонтных работ в трубопроводах, содержащий корпус с упором, установленный на колесах, телевизионное устройство, установленное с возможностью поворота, узел излома, узел съемного инструмента, установленный с возможностью радиального перемещения посредством механизма радиального перемещения и вращательного перемещения посредством механизма ротации, и расположенная на наземном комплексе система управления и контроля, соединенная электрическими, гидравлическими и пневматическими каналами связи с механизмами перемещения, снабжен узлами сменного навесного оборудования, механизмом продольного перемещения, микрофоном и съемным поддоном, при этом каждый узел сменного навесного оборудования, на одном из которых установлен узел съемного инструмента, и телевизионное устройство соединены с узлом излома, который установлен на валу механизма ротации, установленного на выходном штоке механизма продольного перемещения, съемный поддон размещен под корпусом и соединен с выходным штоком механизма продольного перемещения, а микрофон электрическим каналом связи соединен с наземным комплексом.

Кроме того, узел излома выполнен в виде рычага с прорезью, один конец которого шарнирно закреплен на неподвижной части узла, а на подвижной части рычаг закреплен резьбовой шпилькой с возможностью продольного перемещения рычага и его вращения по прорези.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен комплекс с телевизионной камерой, на фиг. 2 комплекс с телевизионным устройством и узлом съемного навесного оборудования, на фиг. 3 изображено соединение съемного навесного оборудования, на фиг. 3 изображено соединение съемного навесного оборудования с валом механизма ротации, на фиг. 4, 5 и 6 показано, как заводится комплекс из колодца в трубопровод, на фиг. 8 показано съемное навесное оборудование фрезерное, на фиг. 9 разрез А-А на фиг. 8.

На фиг. 1 изображена труба 1, в которой размещен комплекс. Комплекс содержит корпус 2 на колесах 3 с упором 4 и поддоном 5, а внутри него установлен микрофон 6, узел излома 7, сменное навесное оборудование 8 (см. фиг. 2), которое соединено с узлом излома 7, который установлен на валу механизма ротации, установленного на выходном штоке механизма продольного перемещения 9. На навесном оборудовании (фрезерном) размещен узел съемного инструмента 10 с возможностью радиального и вращательного движения за счет соединения с валом механизма ротации 11, который установлен на выходном штоке механизма продольного перемещения 9, телевизионное устройство 12, установленное на вилке с возможностью качания. Внутри комплекса размещены электромеханизмы управления (на чертежах показаны не все), к которым подведены каналы связи 13 и 14 (пневматические, гидравлические и электрические). По этим каналам с наземного комплекса 15 поступает питание и управление.

Корпус 2 с упором 4 и поддоном 5 представляет собой транспортный модуль, который предназначен для перемещения сменного навесного оборудования по трубам и протягивания за собой соединительных коммуникаций. Поддон 5 соединен с выходным штоком механизма продольного перемещения, что позволяет защищать каналы связи при их выдвижении.

Транспортный модуль с телевизионным устройством 12 предназначен для выявления явных или скрытых дефектов трубопроводов и обнаружения мест врезки отводов, а также наблюдения за отработкой и заделкой дефектов труб.

Телевизионное устройство (см. фиг. 7) состоит из телевизионной камеры 16 с осветителями (последние на чертеже не показаны), которая шарнирно установлена на кронштейне 17, электромеханизма поворота 18 телевизионной камеры и электромеханизма 19 стеклоочистителя 20, установленного на корпусе телевизионной камеры. Электромеханизм поворота 18 может быть установлен как на кронштейне, так и на корпусе телевизионной камеры. Поворот телевизионной камеры в шарнире кронштейна в сочетании с вращением кронштейна относительно его продольной оси с помощью электромеханизма ротации 11, установленного на транспортном модуле, позволяет производить сплошной осмотр поверхности трубы при движении транспортного модуля под удобным углом зрения, а также наблюдать за проведением технологического процесса ремонта трубы.

Транспортный модуль комплекса оснащен сменными колесами 3 и сменным упором 4 для работы в трубах различного диаметра.

Узел излома 7 предназначен для облегчения ввода комплекса из колодца в трубу в условиях ограниченного пространства в колодце (см. фиг. 4, 5 и 6).

Узел излома 7 является постоянной составляющей частью комплекса, но выполнен он может быть по-разному в зависимости от использования сменного навесного оборудования.

Сменное навесное оборудование может быть разнофункциональным: для обрезки выступающих труб, разделки трещин и свищей, причем может быть выполнено электромеханическим и гидравлическим, для бандажирования, для заделки дефектов.

Сменное навесное оборудование 8, например фрезерное, содержит (см. фиг. 8) электромеханизм подачи 21, шток 22 которого соединен с ползуном 23, на котором укреплен корпус 24 электромеханизма шпинделя или гидромотора. При выдвижении штока 22 ползун 23 вместе с электромеханизмом 24 шпинделя перемещается поперек трубы. После врезки фрезы 25 на нужную глубину в тело трубы обработки может идти как по окружности трубы так и вдоль трубы. Для этого на транспортном модуле установлены электромеханизмы ротации 11 и продольного перемещения 9.

Поддон 5 является съемным и служит для механической защиты каналов связи электрического, гидравлического и пневматического.

Комплекс работает следующим образом.

Через колодец комплекс заводится в трубу, причем для удобства производят перелом его в узле излома 7 (см. фиг. 4, 5 и 6). Корпус 2 передвигается на колесах 3 по сигналу дистанционного управления с наземного комплекса 15 (см. фиг. 1) и с помощью телевизионного устройства 12 осуществляет осмотр внутренней поверхности трубы. В случае обнаружения дефекта определяется каким способом рационально устранить этот дефект. После чего комплекс извлекается из трубы, устанавливается соответствующий узел сменного навесного оборудования.

Предположим необходимо произвести зачистку трубы. Для этого телевизионным устройством 12 и узлом излома 7 навешивается фрезерный узел 8 и доставляется транспортным комплексом к месту дефекта так, чтобы инструмент 10 был ориентирован на дефект. Подвод инструмента 10 осуществляется путем дистанционного управления с наземного комплекса 15 как в радиальном направлении, продольном, так и во вращательном. При этом транспортный модуль с помощью упора 14 закрепляется в трубе 1 в неподвижном состоянии и после этого начинается ремонтная операция.

С помощью телевизионного устройства 12 оператор на наземном комплексе 15 следит за ходом ремонта. В случае необходимости фрезерный узел 8 может быть заменен на другой, например, бандажный.

А с помощью микрофона, передающего звуковую информацию на наземный комплекс, оператор судит о нагрузках на механизм и приводы.

После окончания ремонта комплекс извлекается из трубы.

Заявленный комплекс надежен, прост в исполнении и себя чрезвычайно оправдывает, т. к. при повреждении трубопроводов извлечение последнего не только дорогостоящее мероприятие, но и приводит порой к транспортным пробкам, т. к. трубопроводы чаще всего находятся под дорожными магистралями. С использованием заявленного комплекса стоимость ремонтных работ трубопроводов значительно снижаются.

Использование: диагностика состояния трубопроводов и их ремонт. Сущность изобретения: комплекс для ремонтных работ в трубопроводах содержит наземное оборудование системы управления и контроля, передвижное в трубопроводе устройство с набором сменного оборудования для обрезки выступов труб, разделки трещин, свищей. Устройство снабжено узлом "излома" для облегчения ввода его в трубу из колодца в условиях ограниченного пространства. Комплекс снабжен телевизионным устройством и микрофоном, соединенными с наземным оборудованием. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Комплекс для ремонтных работ в трубопроводах, содержащий корпус с упором, установленный на колесах, телевизионное устройство, узел излома и узел съемного инструмента, установленный с возможностью радиального перемещения посредством механизма радиального перемещения и вращательного перемещения посредством механизма ротации, и расположенная на наземном комплексе система управления и контроля, соединенная электрическими, гидравлическими и пневматическими каналами связи с механизмами перемещения, отличающийся тем, что он снабжен узлами сменного оборудования, механизмом продольного перемещения, микрофоном и съемным поддоном, при этом каждый узел сменного оборудования, на одном из которых установлен узел съемного инструмента, и телевизионное устройство соединены с узлом излома, который установлен на валу механизма ротации, установленного на выходном штоке механизма продольного перемещения, съемный поддон размещен под корпусом и соединен с выходным штоком механизма продольного перемещения, а микрофон электрическим каналом связи соединен с наземным комплексом. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что узел излома выполнен в виде рычага с прорезью, один конец которого шарнирно закреплен на неподвижной части узла, а на подвижной части рычаг закреплен резьбовой шпилькой с возможностью продольного перемещения рычага и его вращения по прорези.