УСТАНОВКА ДЛЯ ВРЕЗКИ ОТВОДОВ В ТРУБОПРОВОД Российский патент 2004 года по МПК F16L41/04 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и может быть использовано как при строительстве новых трубопроводов, так и при эксплуатации действующих.

Известно устройство [SU авт. св. 323990, F 16 L 41/04, 1984 г.] для врезки отводов в напорный трубопровод в период его эксплуатации, включающее корпус с размещенными в нем клапаном, шпинделем и механизмом привода, а также с расположенными на одной оси со шпинделем шестернями, одна из которых взаимодействует с ним посредством винтовой пары, а другая - посредством скользящей шпонки, и находящимися в свою очередь, в зацеплении с дополнительными шестернями, размещенными на валу механизма привода. Дополнительно корпус снабжен шарнирно закрепленной скобой с ходовым винтом, установленным соосно шпинделю и имеющим на конце стакан со сквозным пазом на боковой поверхности [SU авт. св. 1164496, F 16 L 41/04, 1985 г.].

В процессе фрезерования шток медленно опускается вниз при неподвижном положении стакана. Наблюдая визуально за опусканием конца штока в стакане, через паз осуществляют контроль за процессом фрезерования. Как только верхний конец штока опустится до отметки в стакане "Фрезерование окончено", привод выключают. Поворотом рукоятки винт при отвинченной контргайке перемещают вверх, скобу за счет поворота в шарнирах переводят в горизонтальное положение. Шестерню выводят из зацепления с винтовой парой. Шток с режущим инструментом и вырезанным "пятаком" под воздействием давления среды в трубопроводе поднимается в промежуточную камеру. После закрытия задвижки, установленной между промежуточной камерой и переходным патрубком, к боковому отростку последнего присоединяют новый трубопровод.

Устройство позволяет обеспечить заданный режим резания в процессе врезки. Кроме этого, наблюдая визуально за опусканием конца шпинделя через паз в стакане, осуществляют контроль над процессом фрезерования.

Недостатком устройства является необходимость визуального контроля над процессом фрезерования и ручного управления перемещением шпинделя, в том числе ручного выключения привода.

Известна также установка для врезки отводов в трубопровод [SU авт. св. 929953, F 16 L 41/04, 1982 г.], включающая размещенный в корпусе шпиндель с установленными на нем режущим инструментом и шестернями его осевого и углового перемещений, входящими в зацепление с соответствующими шестернями, установленными на валу приводного механизма, причем шестерни осевого перемещения выполнены сдвоенными. При этом сдвоенная шестерня на валу приводного механизма установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения, связанный с электромагнитным приводом. Приводной механизм имеет в своем составе электродвигатель. По окончании процесса фрезерования, фреза выводится в полость промежуточной камеры и в момент контакта фрезы с конечным выключателем электродвигатель выключается.

Установка содержит также автоматический блок управления.

Недостатком установки является наличие сложного автоматического блока управления, электромагнитного привода, конечного выключателя, требующих помимо всего специального источника питания.

Известна установка [патент RU 2173809, F 16 L 41/04, 2001 г.], выбранная за прототип, включающая размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нем режущим инструментом, шестерни его осевого и углового перемещений, входящие в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма, причем шестерня осевого перемещения шпинделя установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения. При этом ведущие шестерни связаны друг с другом посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой, а шестерня углового перемещения связана со шпинделем посредством шлицевого соединения, кроме того на ведомой шестерне углового перемещения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения, при перемещении шпинделя на заданное расстояние.

По окончании процесса фрезерования шпиндель перемещается до момента выхода из шлицевого соединения с шестерней, после чего перестает вращаться. При этом продолжение вращения привода и шестерен не приводит к разрушению устройства. В этом положении механизма фреза с вырезанным "пятаком" находится в полости переходного стакана.

Для демонтажа установки закрывают задвижку, через пропускной клапан стравливают давление из полости переходного стакана. После демонтажа установки к задвижке можно присоединить трубопровод соответствующего диаметра.

Для того чтобы привести установку в рабочее положение, необходимо произвести несколько операций:
- отвернуть верхнюю крышку;
- открутить накидную гайку;
- задвинуть шпиндель так, чтобы шлицы ходового винта вышли из зацепления;
- вывернуть ходовой винт, вращая его по часовой стрелке, на 50-100 мм (на ходовом винте левая резьба);
- поворачивая шпиндель, ввести его в зацепление с шестерней углового перемещения;
- дальнейшим задвиганием ходового винта ввести его шлицевое соединение в зацепление с шестерней осевого перемещения;
- закрутить накидную гайку;
- закрутить верхнюю крышку.

Данная установка отличается простотой и компактностью, а также более универсальными условиями эксплуатации.

Однако для того, чтобы привести устройство в рабочее положение, требуются время и усилия.

Задачей изобретения является сокращение рабочего цикла работы установки за счет более быстрого приведения ее в действие.

Поставленная задача решается установкой для врезки отводов в трубопровод, включающей размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нем режущим инструментом, шестерни его осевого и углового перемещений, входящие в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма, причем шестерня осевого перемещения шпинделя установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения. При этом ведущие шестерни связаны друг с другом посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой, а шестерня углового перемещения связана со шпинделем посредством шлицевого соединения, кроме того, на ведомой шестерне углового перемещения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения, при перемещении шпинделя на заданное расстояние. Установка отличается от известной тем, что шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом через муфту, имеющую обойму и возвратную пружину, а также имеющую возможность сопряжения с торцевой поверхностью шпинделя при его перемещении в направлении от трубопровода. Кроме того, ходовой винт снабжен ручкой поворота ходового винта.

Поставленная задача решается также, если муфта имеет возможность сопряжения с торцевой поверхностью шпинделя через бронзовую втулку.

На чертеже представлена предлагаемая установка.

Установка включает корпус 1, стойку 2, в котором размещен шпиндель 3, на конце которого закреплена чашечная фреза 4 и стержень 5 с пружинным захватом 6 для извлечения вырезанного "пятака" 7. Шпиндель 3 посредством шлицевого соединения связан с ведомой шестерней его углового перемещения 8. Шестерня осевого перемещения шпинделя 9 также посредством шлицевого соединения связана с муфтой 10 и через нее с ходовым винтом 11. Ходовой винт 11 и шпиндель 3 образуют винтовую пару с левой резьбой.

Ведомые шестерни углового 8 и осевого 9 перемещений шпинделя 3 входят в зацепление с соответствующими ведущими шестернями 12, 13, установленными соосно валу 14 приводного механизма 15. Шестерни 12 и 13 связаны между собой посредством шлицевого соединения. Кроме того, шестерня 12 имеет рычажный переключатель положения 16, установленный в верхней части корпуса 1 и имеющий пружинный механизм 17, обеспечивающий возможность автоматического перехода переключателя из одного фиксированного положения в другое.

Одно плечо рычажного переключателя положений 16 соединено со штоком 18, к которому посредством штифта 19 прикреплена вилка 20, размещенная в пазу, выполненном на ведущей шестерне 12.

Шпиндель 3 имеет отверстие, в котором размещена трубка 21, телескопически связанная с ходовым винтом 11. Внутри трубки проходит стержень 22. Муфта 10 имеет обойму 23 и возвратную пружину 24. Торцевая поверхность муфты 10 со стороны, обращенной к шпинделю 3, сопряжена с бронзовой втулкой 25. В верхней части ходового винта 11 имеется амортизатор 26. Верхняя часть установки, содержащая конструктивные элементы, обеспечивающие функционирование муфты 10, закрыта накидной гайкой 27.

На шестерне 9 установлена телескопически связанная с ней втулка 28. Торец втулки 28 закрыт крышкой 29, соединенной с втулкой посредством резьбы. Крышка 29 имеет отверстие, через которое проходит стержень 22. На конце стержня установлены регулировочные гайки 30. Кроме того, на шестерне вращения ходового винта 9 установлена тормозная колодка 31. Крышка 29 также имеет осевой паз для размещения в нем ручки поворота 32 ходового винта 11.

Монтаж установки производится на предварительно приваренном патрубке 33 через задвижку 34 и переходной стакан 35. В верхней части переходного стакана 35 имеется пропускной клапан 36.

Врезка отводов в действующий трубопровод осуществляется следующим образом. К трубопроводу приваривается центрирующий стержень 5, затем концентрично к нему приваривается патрубок 33, на котором устанавливается задвижка 34. На задвижку устанавливается устройство с переходным стаканом 35, при этом задвижка в открытом состоянии, а фреза со шпинделем выдвинуты в исходное состояние. Включают двигатель приводного механизма. При вращении вала приводного двигателя, ведомые шестерни 8 и 9 за счет зацепления с ведущими шестернями 12 и 13, получают угловое перемещение. За счет шлицевого соединения шпинделя 3 с шестерней 8 угловое перемещение сообщается шпинделю. Одновременно угловое перемещение сообщается ходовому винту за счет шлицевого соединения последнего с шестерней 9. Разность угловых перемещений ходового винта 11 и шпинделя 3 преобразуется в осевое перемещение шпинделя 3. Поскольку ходовой винт и шпиндель являются винтовой парой и вращаются с небольшой разностью в величине угловых скоростей, определяемой разностью диаметров зубчатых пар 8-13 и 9-12. При перемещении шпинделя 3 в направлении к трубопроводу вместе со шпинделем перемещается стержень 22 на расстояние, определяемое глубиной необходимого фрезерования.

По прохождении этого расстояния гайки 30, расположенные на стержне 22, притягивают крышку 29, закрепленную на подвижной втулке 28. Втулка 28, перемещаясь вдоль шестерни 9, оказывает давление на плечо рычажного переключателя положения 16, который выводит посредством штока 18 с вилкой 20 ведущую шестерню 12 из шлицевого соединения.

Одновременно рычажный переключатель 16 воздействует на тормозную колодку. В результате этих действий ходовой винт 11 перестает вращаться, этот момент соответствует положению "реверс". После чего шпиндель 3, вращаясь, навинчивается по левой резьбе на ходовой винт 11 и перемещается в направлении от трубопровода. Поскольку ходовой винт 11 неподвижен, скорость осевого перемещения шпинделя 3 в направлении от трубопровода значительно превышает скорость его осевого перемещения в направлении к трубопроводу. Это способствует быстрому выведению фрезы 4 с вырезанным "пятаком" из задвижки в полость переходного стакана 35.

Шпиндель, перемещаясь вдоль ходового винта, соприкасается со шлицевой муфтой посредством бронзовой втулки, перемещает ее, сжимая пружину вдоль внутреннего шлицевого соединения до выхода муфты из зацепления с ходовым винтом. После выхода ходового винта из зацепления с муфтой, а значит и с заторможенной шестерней, ходовой винт начинает вращаться с угловой скоростью вращения шпинделя и осевое перемещение шпинделя прекращается.

Для уменьшения трения между ходовым винтом и обоймой, осевые опоры ходового винта выполнены на подшипниках.

Для уменьшения трения между торцевыми поверхностями шпинделя и муфты служит бронзовая втулка.

Чтобы ввести в зацепление ходовой винт с муфтой и шестерней привода ходового винта, достаточно повернуть на несколько градусов ходовой винт по часовой стрелке за ручку поворота ходового винта.

Для демонтажа установки закрывают задвижку 34, через пропускной клапан 36 стравливают давление из полости переходного стакана 35. После демонтажа установки к задвижке 34 можно присоединить трубопровод соответствующего диаметра.

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и эксплуатации трубопроводов. В корпусе установки размещен шпиндель с режущим инструментом. Шестерни осевого и углового перемещений шпинделя входят в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма. Шестерня осевого перемещения шпинделя имеет возможность осевого перемещения и снабжена рычажным переключателем положения. Ведущие шестерни связаны посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой. Шестерня углового перемещения размещена на шпинделе посредством шлицевого соединения, а на ведомой шестерне углового перемещения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения при перемещении шпинделя на заданное расстояние. Шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом через муфту, имеющую обойму и возвратную пружину, а также возможность сопряжения с торцовой поверхностью шпинделя при его перемещении в направлении от трубопровода. Ходовой винт снабжен ручкой поворота ходового винта. Расширяет арсенал технических средств. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка для врезки отводов в трубопровод, включающая размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нём режущим инструментом, шестерни его осевого и углового перемещений, входящие в зацепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными соосно валу приводного механизма, причем шестерня осевого перемещения шпинделя установлена с возможностью осевого перемещения и имеет рычажный переключатель положения, при этом ведущие шестерни связаны друг с другом посредством шлицевого соединения, ведомая шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом, образующим со шпинделем винтовую пару с левой резьбой, а шестерня углового перемещения связана со шпинделем посредством шлицевого соединения, кроме того, на ведомой шестерне углового перемещения ходового винта закреплена тормозная колодка, имеющая возможность срабатывания одновременно с рычажным переключателем положения, при перемещении шпинделя на заданное расстояние, отличающаяся тем, что шестерня осевого перемещения связана с ходовым винтом через муфту, имеющую обойму и возвратную пружину, а также имеющую возможность сопряжения с торцевой поверхностью шпинделя при его перемещении в направлении от трубопровода, кроме того, ходовой винт снабжен ручкой поворота ходового винта.2. Установка для врезки отводов в трубопровод по п.1, отличающаяся тем, что муфта имеет возможность сопряжения с торцовой поверхностью шпинделя через бронзовую втулку.