СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЗАХВАТА Российский патент 2017 года по МПК F16D1/08 B66C1/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и инструменту для захвата, особенно - к способу и инструменту для захвата удлиненных объектов, таких как трубы, брусья, балки и т.д.

Уровень техники

С удлиненными объектами, такими как трубы, брусья и балки, приходится обращаться и их необходимо переносить на место при таких работах, как прокладка трубопроводов или строительство.

Такие объекты могут иметь значительную массу и размеры и поэтому могут быть неудобными для должного и безопасного захвата и транспортирования к месту такой работы.

Решения известного уровня техники включали в себя просто использование троса, каната, цепи или строп другого типа для охвата окружности этого элемента, чтобы его можно было поднять. Это не очень безопасно. Повышенная безопасность может быть достигнута выполнением выемки вокруг окружности этого элемента посредством станочной обработки, чтобы обеспечить "посадочное место" для таких строп. Это, однако, невыгодно потому, что процесс станочной обработки требует затраты времени квалифицированного оператора, а, кроме того, - он на все время изменяет внешнюю окружность этого элемента, наделяя ее ослабленной прочностью как вследствие уменьшения окружности, так и создавая потенциальную область концентрации напряжений.

Предлагались специальные захватывающие инструменты. Один такой инструмент раскрыт в публикации WO 0229301. Она защищает захватывающее устройство, приводимое в действие давлением текучей субстанции, и включающее в себя многочисленные части, в результате чего получается сложное устройство со связанными с этим производственными ограничениями.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предложен захватывающий инструмент, содержащий корпус, имеющий внутреннюю полость для приема предназначенного к захвату объекта, при этом внутренняя полость имеет боковую стенку, углубление, выполненное вокруг, по меньшей мере, участка этой боковой стенки, зажимной элемент, расположенный внутри углубления, в котором углубление является регулируемым от первого размера, при котором зажимной элемент размещен по существу внутри этого углубления, до второго размера, при котором этот зажимной элемент поджат из углубления во внутреннюю полость.

Предназначенный к захвату объект может быть удлиненной конструкцией и может иметь, как правило, круговое поперечное сечение. Примеры включают в себя трубы, баллоны, брусья и т.д.

Внутренняя полость может быть по существу цилиндрической. Углубление также может быть по существу цилиндрическим. Альтернативно, углубление может быть тороидальной формы, такой как треугольный тороид.

Углубление может быть выполнено по всей протяженности боковой стенки. Углубление может быть выполнено в плоскости, перпендикулярной главной оси внутренней полости.

Зажимной элемент может включать в себя зажимное кольцо. Это зажимное кольцо может быть разрезано, чтобы быть наделенным возможностью сжатия от первого диаметра ко второму диаметру, при этом первый и второй диаметры соответствуют первому и второму размерам.

Зажимное кольцо может иметь, как правило, круговое поперечное сечение. Зажимной элемент или кольцо может также иметь другое поперечное сечение, включая треугольное поперечное сечение.

Зажимное кольцо может быть расположено рядом с боковым элементом внутри углубления. Зажимное кольцо может находиться между расположенными с обеих сторон первым и вторым боковыми элементами.

Боковые элементы могут содержать боковые кольца, расположенные внутри углубления. Эти боковые кольца могут иметь, как правило, круговые поперечные сечения.

Боковые кольца могут иметь больший общий диаметр, чем зажимное кольцо. Боковые кольца могут иметь меньший диаметр поперечного сечения, чем зажимное кольцо, или, действительно, может иметь диаметр поперечного сечения, равный или больший, чем зажимное кольцо.

Корпус может содержать первую часть корпуса и вторую часть корпуса. Первая и вторая части корпуса могут быть выборочно подвижными одна относительно другой. Первая и вторая части корпуса могут взаимодействовать с образованием углубления.

Первая часть корпуса может быть, как правило, цилиндрической. Она может иметь выступающий из конца центрирующий выступ, вокруг которого установлена вторая часть корпуса.

Вторая часть корпуса может быть, как правило, цилиндрической. Она может иметь часть с увеличенным диаметром по своей внутренней боковой стороне, в которой сидит выступающий центрирующий выступ первой части корпуса.

Часть с увеличенным диаметром может быть расположена смежно с частью с меньшим диаметром, которая образует упор. Выступающий центрирующий выступ, часть с увеличенным диаметром и/или упор могут взаимодействовать с образованием углубления.

Альтернативно, первая и вторая части корпуса могут быть, как правило, многоугольными тороидами.

Первая и вторая части корпуса могут быть установлены вместе на одном или большем количестве удлиненных направляющих элементов. Эти направляющие элементы могут быть установлены сквозь первую и вторую части корпуса посредством направляющих отверстий.

Один или больше удлиненных направляющих элементов могут быть резьбовыми, а на внешних концах этих резьбовых удлиненных направляющих элементов могут быть расположены резьбовые крепежные элементы для обеспечения возможности выборочного относительного перемещения первой и второй частей корпуса. Этими резьбовыми крепежными элементами могут быть гайки.

В соответствии с настоящим изобретением предложен способ захвата, включающий в себя этапы расположения зажимного элемента вокруг предназначенного для захвата объекта, расположения двух зажимных боковых элементов таким образом, чтобы они расположились по обеим сторонам зажимного элемента, сжатия зажимного элемента поджатием зажимных боковых элементов друг к другу, причем, этот зажимной элемент сконфигурирован таким образом, что его осевое сжатие переводится в радиальное сжатие.

Зажимной элемент может включать в себя зажимное кольцо. Зажимное кольцо может быть разрезано для обеспечения возможности сжатия от первого диаметра до второго диаметра, при этом первый и второй диаметры соответствуют первому и второму размерам.

Зажимные боковые элементы могут быть обеспечены посредством боковых колец. Боковые кольца могут иметь больший диаметр, чем зажимное кольцо.

Краткое описание чертежей

Варианты исполнения изобретения теперь будут описаны - всего лишь в виде примера - со ссылками на нижеследующие чертежи, в которых:

Фиг. 1 - вид в разрезе захватывающего инструмента в соответствии с первым вариантом исполнения настоящего изобретения в первой или в разжатой конфигурации.

Фиг. 2 - вид с торца зажимного кольца захватывающего инструмента по фиг. 1.

Фиг. 3 - вид в разрезе захватывающего инструмента захватывающего инструмента по Фиг. 1 во второй или в сжатой конфигурации.

Фиг. 4 - вид в разрезе захватывающего инструмента в соответствии со вторым вариантом исполнения настоящего изобретения в первой или в разжатой конфигурации.

Фиг. 5 - вид в разрезе захватывающего инструмента по Фиг. 4 во второй или в сжатой конфигурации.

Фиг. 6 - вид в разрезе захватывающего инструмента в соответствии с третьим вариантом исполнения настоящего изобретения во второй или в сжатой конфигурации.

Фиг. 7 - вид в разрезе захватывающего инструмента в соответствии с четвертым вариантом исполнения настоящего изобретения во второй или в сжатой конфигурации.

Фиг. 8 по 13 - последовательные виды в перспективе захватывающего инструмента по Фиг. 7, прикрепленного к трубе РРРР.

Фиг. 14 - вид в перспективе захватывающего инструмента по Фиг. 7 с разделением деталей.

Фиг. 15 - вид с торца первой части корпуса захватывающего инструмента по Фиг. 7.

Фиг. 16 - вид сверху в сечении по линии D-D первой части корпуса по Фиг. 15.

Фиг. 17 - вид сверху первой части корпуса по Фиг. 15.

Фиг. 18 - вид с торца второй части корпуса захватывающего инструмента по Фиг. 7.

Фиг. 19 - вид сверху в сечении по линии Е-Е второй части корпуса по Фиг. 18.

Фиг. 20 - вид сверху в сечении по линии G-G второй части корпуса по Фиг. 18.

Фиг. 21 - еще один вид сверху в сечении по линии Н-Н второй части корпуса по Фиг. 18.

Фиг. 22 - вид с торца концевой заглушки, предназначенной для использования с захватывающим инструментом по Фиг. 7.

Фиг. 23 - вид сверху концевой заглушки по Фиг. 22.

Фиг. 24 - вид сверху в сечении по линии А-А концевой заглушки по Фиг. 22.

Фиг. 25 - вид с торца зажимного элемента захватывающего инструмента по Фиг. 7.

Фиг. 26 - вид сбоку зажимного элемента по Фиг. 25.

Фиг. 27 - вид с торца тороидального уплотнения предназначенного для использования с захватывающим инструментом по Фиг. 7 и с концевой заглушкой по Фиг. 22.

Фиг. 28 - вид сверху в сечении по линии А-А тороидального уплотнения по Фиг. 27.

Фиг. 29 - вид с торца альтернативной первой части корпуса, совместимой с захватывающим инструментом по Фиг. 7.

Фиг. 30 - вид сверху в сечении по линии D-D альтернативной первой части корпуса по Фиг. 29, и

Фиг. 31 - вид сбоку первой части корпуса по Фиг. 29.

Захватывающий инструмент 10 изображен на Фиг. 1. Следует понимать, что это частичный вид: инструмент 10 является по существу симметричным, и нижний частичный вид (не показан) был бы по существу идентичным тому, что изображено на Фиг. 1, но перевернутым.

Инструмент 10 содержит корпус 12. Этот корпус 12, далее, содержит первую часть 14 корпуса и вторую часть 16 корпуса.

Корпус 12 обычно является цилиндрическим, поскольку настоящий вариант исполнения предназначен для захвата цилиндрической трубы Р. Захватывающий инструмент почти полностью симметричен относительно оси Х-Х, которая на Фиг. 1 является также главной осью трубы Р.

Внутренняя часть корпуса 12 имеет внутреннюю цилиндрическую боковую стенку 18 и внутреннюю цилиндрическую боковую стенку 20.

Первая часть 14 представляет собой по существу L-образный тороид, содержащий главную прямоугольную тороидальную часть 14а, из которой продолжается центрирующий выступ 14b.

Вторая часть 16 корпуса окружает центрирующий выступ 14b и также является по существу L-образным тороидом. Она содержит главную прямоугольную тороидальную часть 16а, которая непосредственно окружает центрирующий выступ 14b.

Смежно с главной прямоугольной тороидальной частью 16а находится часть 16b с увеличенным диаметром. Как видно из Фиг. 1 и Фиг. 3, первая 14 и вторая части 14 и 16 корпуса являются дополнительными между собой, так что когда они поджаты одна к другой, как будет описано далее, они также образуют по существу цельный прямоугольный тороид.

Различные размеры первой и второй частей 14 и 16 корпуса также являются дополнительными, так что образовано свободноскользящее соединение этих двух частей. Осевой размер центрирующего выступа 14b несколько меньше, чем осевой размер главной прямоугольной тороидальной части 16а, так что во внутренней боковой стенке 20 образовано углубление 18.

Углубление 18 продолжается, в общем, как и прямоугольный тороид, продолжающийся в продольном направлении от оси Х-Х. Внутри углубления 18 размещен зажимной элемент 22. Этот зажимной элемент 22 обычно является элементом кольцеобразной формы. Фиг.2 показывает вид с торца зажимного элемента 22. Он является разорванным кольцом, имеющим по своей окружности зазор 22а. Дополнительно, вокруг его внешней окружности 22с выполнены высечки 22b кольца. Зажимной элемент 22, как видно на Фиг.1, имеет, в общем, круговое поперечное сечение. Зажимной элемент 22 образован из закаленной стали. Квалифицированный специалист знаком со сталями, пригодными для этой цели, или знает, что подходящими и пригодными могут быть и другие материалы.

Зажимной элемент 22 посажен внутри углубления 18 и, наделенный своей упругостью, будет стремиться поджаться к внешней стенке 18а углубления 18.

Внутри углубления 18, кроме того, посажены два боковых элемента 24, расположенные по каждой из сторон зажимного элемента 22. Они размещены подобно зажимному элементу 22, являясь разорванными кольцевыми элементами, хотя они имеют меньший диаметр поперечного сечения. Они также поджимаются к внешней стенке 18а углубления 18. Предпочтительно, чтобы диаметр поперечного сечения боковых элементов 24 составлял менее чем 50% от диаметра поперечного сечения зажимного элемента 22. В этом случае контакт между боковыми элементами 24 и зажимным элементом 22 направлен в сторону внешней окружности 22с зажимного элемента 22 и внутренней окружности боковых элементов 24.

Через, соответственно, первую и вторую части 14 и 16 корпуса выполнены высверленные отверстия 26, 28. Эти высверленные отверстия 26, 28 параллельны оси Х-Х и коаксиальны одно другому.

Внутри обоих высверленных отверстий 26, 28 расположен резьбовой направляющий элемент 30, который обеспечивает дополнительное средство крепления для первой и второй частей 14 и 16 корпуса. На противоположных концах направляющего элемента 30 расположены два резьбовых крепежных элемента, - простые гайки 32, так что первая и вторая части 14 и 16 корпуса расположены между ними. Понятно, что вокруг окружности инструмента 10 будут расположены дополнительные направляющие элементы и гайки. В настоящем варианте исполнения вокруг окружности инструмента 10 всего будет восемь сборок направляющих элементов и гаек. Квалифицированный специалист поймет, что количество таких сборок может быть различным.

Во время работы инструмент 10 заводится поверх трубы Р в "открытом" положении, как показано на Фиг. 1, то есть, первая и вторая части 14 и 16 корпуса несколько разведены одна от другой, а углубление 18 имеет первый осевой размер. В такой компоновке боковые элементы 24 и зажимной элемент 22 не ограничены в осевом направлении взаимодействием друг с другом, а их внутренняя упругость позволяет им поджиматься к внешней стенке 18а углубления 18. Внутренняя окружность 22d зажимного элемента 22 также находится внутри углубления 18 и не касается трубы Р.

Затем гайки 32 затягивают, что сжимает вместе первую и вторую части 14 и 16 корпуса. Это вызывает уменьшение осевого размера углубления 18, достигающего, в конечном счете, второго размера, как показано на Фиг. 3.

По мере уменьшения осевого размера боковые элементы 24 поджимаются друг к другу. Поскольку контактные точки между боковыми элементами 24 и зажимным элементом 22 расположены в направлении внешней окружности 22а зажимного элемента, то поджатие боковых элементов 24 друг к другу приводит к ограничению диаметра зажимного элемента 22 и воздействует на его внутреннюю окружность 22d в направлении трубы Р, тем самым сокращая общий диаметр, то есть, диаметр самого кольца, а не диаметр его поперечного сечения. Зазор 22а и высечки 22b кольца участвуют в механизме ограничения диаметра, уменьшая необходимое усилие для того, чтобы сделать это, и предотвращая возникновение какого бы то ни было нежелательного механизма деформации в направлении оси, что могло бы быть в случае непрерывного кольца.

В конце концов, внутренняя окружность 22d касается внешней поверхности трубы Р. Как показано на Фиг. 3, предпочтительно, чтобы внутренняя окружность 22d уменьшилась до диаметра, меньшего, чем величина внешнего диаметра трубы Р. На трубе Р образуется пояс, сжатый на глубину d₁. Это может быть чисто упругая деформация трубы Р, или же она может включать в себя пластичную деформацию.

Образование сжатого пояса способствует захвату трубы Р по меньшей мере двумя путями: во-первых, возникнет по существу радиальная реактивная сила в направлении зажимного элемента 22, и сжатый пояс также будет сдерживать относительное осевое перемещение инструмента 10 относительно трубы Р.

Второй вариант исполнения настоящего изобретения показан на Фиг. 4 и 5 в "открытом" и в "закрытом" положении в соответствии с тем, что показано на Фиг. 2 и 3 для первого варианта исполнения. Второй вариант исполнения имеет конструктивные признаки, подобные признакам первого варианта исполнения, при этом использовалась подобная же схема обозначений, за исключением добавления префикса "1", а в случае буквенных обозначений Х-Х и Р, у них в начале стоит такая же буква, делая их ХХ-ХХ и РР. Глубина, на которую сжатый пояс находится ниже внешней поверхности трубы РР, обозначена d₂.

Главным отличием является относительные размерности диаметров поперечного сечения зажимного элемента 122 и боковых элементов 124. В этом варианте исполнения боковые элементы 124 имеют относительно меньший диаметр поперечного сечения, по сравнению с зажимным элементом 122. Это, фактически, не вносит никаких изменений в функционирование этого варианта исполнения относительно того, что описано ранее, так что, этот второй вариант исполнения функционирует в значительной степени подобно первому варианту исполнения.

Одно главное отличие заключается в том, что, следует заметить, - когда бульшие по размеру боковые элементы 24 первого варианта исполнения прижимаются один к другому, они входят в прямой контакт друг с другом внутри углубления 18 (см. Фиг. 3).

Во втором варианте исполнения относительно меньшие боковые элементы 124 не входят в прямой контакт друг с другом внутри углубления 118 (см. Фиг. 5). Более того, радиальное перемещение зажимного кольца 122 внутрь - меньше, и поэтому для одного и того же размера зажимного кольца d₁ будет меньше, чем d₂.

На Фиг. 6 показан третий вариант исполнения настоящего изобретения. Этот третий вариант исполнения имеет признаки, подобные признакам первого и второго вариантов исполнения, при этом использовалась подобная же схема обозначений, за исключением добавления префикса "2", а в случае буквенных обозначений Х-Х и Р, к ним в начале прибавлена такая же буква, делая их ХХХ-ХХХ и РРР.

Корпус 212 третьего варианта исполнения содержит большее количество отдельных частей, чем контур первого и второго вариантов исполнения. Корпус 212 третьего варианта исполнения содержит первую часть 214 корпуса, в значительной степени похожую по конфигурации на первую часть корпуса первого и второго вариантов исполнения, с промежуточными второй и третьей частями 215 и 216 корпуса и концевой заглушкой 217. Вторая и третья части 215 и 216 корпуса подобны вторым частям 16, 116 первого и второго вариантов исполнения, однако они также включают в себя соответствующие центрирующие выступы 215с и 216с, выступающие из частей 215b, 216b с увеличенным диаметром. Центрирующий выступ 215с второй части 215 корпуса выступает в продольном направлении из первой части 214 корпуса и в направлении третьей части 216 корпуса. Третья части 216 корпуса устанавливается вокруг этого центрирующего выступа 215с, и, подобным же образом, концевая заглушка 217 устанавливается вокруг центрирующего выступа 216с третьей части 216 корпуса. В этом варианте исполнения центрирующий выступ 215с толще (то есть, большего диаметра), чем центрирующий выступ 216с, но это всего лишь конструктивная особенность, не существенная для функционирования изобретения.

В этом варианте исполнения образованы два углубления 218 (между первой частью 214 корпуса и второй частью 215 корпуса). Функционирование зажимных элементов и боковых элементов внутри этих углублений в значительной степени идентично тому, что описано выше.

Концевая заглушка 217 содержит тонкую втулочную часть 217а, которая окружает центрирующий выступ 216с, переходную скошенную часть 217b, ведущую к толстой втулочной части 217с, которая окружает трубу РРР более плотно, и концевую пластину 217d, расположенную против второй части 216 корпуса.

Совокупность центрирующего выступа 216с, тонкой втулочной части 217а, переходной скошенной части 217b и толстой втулочной части 217с создает уплотнительную нишу 221. Внутри этой уплотнительной ниши 221 расположено эластомерное уплотнение 223. Эта концевая заглушка 217 позволяет "запечатать" трубу РРР, тем самым уменьшить поступлении или истечение текучей субстанции.

Кроме того, она обеспечивает две точки захвата от двух отдельных сборок зажимного элемента/бокового элемента.

Следует понимать, что добавлением дополнительных частей корпуса могут быть добавлены следующие зажимные элементы, а при необходимости концевая заглушка может быть опущена, без выхода за пределы существа настоящего изобретения.

Боковые элементы 24, хотя описанные выше как разорванные кольцевые элементы, могут быть непрерывными кольцевыми элементами, например, полными торами.

Хотя это и предпочтительно, но ни боковые элементы, ни зажимные элементы не требуют кругового поперечного сечения. Они могут иметь, например, овальные сечения, или же боковые элементы могут иметь квадратные поперечные сечения. Круговое поперечное сечение обеспечивает плавный и устойчивый захватывающий механизм, без возникновения нежелательных точечных нагрузок.

Более того, хотя описано, что обычно кольца боковых элементов имеют меньшие диаметры поперечного сечения, чем зажимные кольца, они могут быть равными в поперечном сечении, или же диаметры колец боковых элементов могут превышать диаметр зажимного кольца.

Четвертый вариант исполнения настоящего изобретения показан на Фиг. 7-28. Этот четвертый вариант исполнения имеет признаки, подобные признакам первого, второго и третьего вариантов исполнения, при этом использовалась подобная же схема обозначений, за исключением добавления префикса "4", а в случае буквенных обозначений Х-Х и Р, у них в начале прибавлена такая же буква, делая их ХХХХ-ХХХХ и РРРР.

Четвертый вариант исполнения представляет инструмент 410 для захвата трубы. Инструмент 410 содержит корпус 412. Далее, корпус 412 содержит первую часть 414 корпуса и вторую часть 416 корпуса.

Корпус 412 обычно цилиндрический или как можно видеть из Фиг. 7, тороидальный, поскольку настоящий вариант исполнения предназначен для использования при захвате цилиндрической трубы РРРР. Захватывающий инструмент 410 в значительной степени симметричен относительно оси ХХХХ-ХХХХ, которая на Фиг. 7 является также главной осью трубы РРРР.

Каждая часть 414, 416 корпуса является по существу пятиугольным тороидом. Когда они смежны одна с другой в максимально близком положении, как показано на Фиг. 7, составляя корпус 412, то углубление 418, которое при этом образуется, обычно является треугольным тороидом.

Зажимной элемент 422 является, вообще, дополнительным треугольным тороидом. Дополнительные подробности конструкций зажимного элемента 422 показаны на Фиг. 25 и 26. Зажимной элемент 422 содержит три тороидальные части 422а, каждый из которых образует приблизительно 120° тороидального зажимного элемента 422. Вокруг самого внешнего края тороидального зажимного элемент 422 выполнено кольцевое углубление 422b, в которое посажено тороидальное эластомерное кольцо 422с, и оно соединяет три тороидальных части 422а. Можно понять, что оптимально, чтобы внутренний диаметр тороидального зажимного элемента 422, - когда все эти три тороидальные части 422а соприкасаются, образуя непрерывный элемент, был равен или был чуть меньше, чем внешний диаметр трубы РРРР. Таким образом, когда инструмент 410 сжат вокруг трубы РРРР, он будет обеспечивать надежный захват.

На внутренней поверхности тороидального зажимного элемента 422 обеспечены зубья 422d. Эти зубья 422d выполнены в виде резьбовой внутренней поверхности этого тороидального зажимного элемента. Они могут быть также в виде упорядоченных по окружности или упорядоченных в продольном направлении возвышенных участков или в виде любого другого расположения, которое обеспечивает точечные усилия, приложенные между зажимным элементом 422 и трубой РРРР.

Рядом с инструментом 410 смежно со второй частью 416 корпуса расположена концевая заглушка 417. Ее функции - почти такие же, как и описанной выше концевой заглушки 217. Концевая заглушка 417 является по существу цилиндрическим диском, который закрывает и блокирует трубу РРРР.

Между концевой заглушкой 417 и трубой РРРР обеспечено тороидальное уплотнение 423. На внутренней поверхности концевой заглушки 417 выполнено дополняющее тороидальное углубление 421. Тороидальное уплотнение 423 может быть образовано из того же самого материала, что и либо труба, либо инструмент 410, обычно из металла. Это тороидальное уплотнение может быть даже изготовлено на станке из лишней части трубы, оставшейся после установки трубы РРРР.

Тороидальное уплотнение 423 обычно имеет равнобедренное трапецеидальное поперечное сечение, однако, как более ясно можно видеть на Фиг. 28, само поперечное сечение несколько более специфично, чем это общее описание. Внутренний край 423а (на виде законченного тороида) поперечного сечения является по существу прямолинейным, как и внешний край 423b. Как внутренний край 423а, так и внешний край 423b являются по существу параллельными оси ХХХХ-ХХХХ. Внутренний край 423а имеет меньший боковой размер, чем внешний край 423b.

Промежуточные края 423с, которые расположены между внешним краем 423b и внутренним краем 423а, - не прямолинейные, а искривленные наружу выпуклым образом. Они образуют округлость вокруг каждой из поверхностей тороидального уплотнения 423. Как можно видеть на Фиг. 7, конец трубы РРРР, к которому прикреплен инструмент 410, подготовлен к приему тороидального уплотнения 423 посредством инструментальной обработки таким образом, что передний край имеет дополняющую угловую поверхность, соответствующую тороидальному уплотнению 423.

Фиг. 8-13 иллюстрируют способ крепления инструмента 410 к трубе РРРР. Труба РРРР сначала обрабатывается на станке, чтобы получить идущий под углом передний край. На трубу РРРР надевается первая часть 414 корпуса, за которой следует зажимной элемент 422. Затем на трубу РРРР надевается вторая часть корпуса, таким образом, чтобы зажимной элемент был расположен между первой частью 414 корпуса и второй частью 416 корпуса (см. Фиг. 8).

Через установочные отверстия 426, 428 пропускаются установочные болты, и на болты наворачиваются соответствующие гайки 432, так что обе части 414, 416 корпуса сжаты по фланцам гайками 432 (см. Фиг. 9).

Гайки 432 зажимаются их совместным стягиванием. Это, в свою очередь, поджимает друг к другу части 414, 416 корпуса. По мере того, как каждая из сторон углубления 418 сходится с другой, это радиально поджимает зажимной элемент 422 к трубе РРРР и уменьшает его диаметр. Выполненные под углом края частей корпуса, которые образуют углубление, действуют как боковые элементы, которые сжимают зажимной элемент таким же образом. Зубья 422d находятся в контакте с трубой и обусловленная ими точечная нагрузка начинает пластически деформировать внешнюю поверхность трубы, обеспечивая надежный захват (см. Фиг. 10).

Когда части 414, 416 корпуса оказываются смежными одна с другой и касаются одна другой, образуя часть 412 корпуса, в резьбовые крепежные отверстия 435 вворачивают крепежные болты 433, которые удерживают вместе части 414, 416 корпуса. После этого установочные болты 430 и гайки 432 удаляют (см. Фиг. 11). В таком виде инструмент 410 может функционировать как обычный инструмент для захвата трубы.

Фиг. 12 детализирует установку тороидального уплотнения 423 и концевой заглушки 417. Тороидальное уплотнение 423 устанавливается на обработанный конец трубы РРРР смежно со второй частью 416 корпуса. Концевая заглушка 417 надевается поверх тороидального уплотнения 423, и обработанный конец трубы РРРР вместе с тороидальным уплотнением 423 оказывается посаженным внутри углубления 421 для тороидального уплотнения.

Установочные болты 430 снова пропускают через установочные отверстия 426, 428, 440, а на болты 430 наворачивают соответствующие гайки 432, так что первая часть 414 корпуса и концевая заглушка 417 сжимаются по фланцу этими гайками 432. Гайки 432 зажимают их совместным стягиванием. Это, в свою очередь, поджимает друг к другу части 414, 416 корпуса и концевую заглушку 417.

По мере того, как углубление 421 тороидального уплотнения поджимается в направлении конца трубы РРРР, тороидальное уплотнение 423 сжимается. Это сжатие вызывает деформацию углубления 421 тороидального уплотнения. Под воздействием этого сжатия обработанный конец трубы также будет стремиться деформироваться. Промежуточные края 423с стремятся стать менее выпуклыми и более прямыми, а тороидальное уплотнение 423, соответственно, слегка увеличивается в диаметре - от своего первого диаметра в состоянии покоя до второго диаметра или диаметра уплотнения. Следует понимать, что это расширение упруго деформируемого материала, такого как металл, приведет к возникновению сжимающего усилия между концом трубы РРРР и тороидальным уплотнением 423. Между промежуточными краями 423с, обработанным концом трубы и углублением 421 уплотнения будет иметь место квазиточечная нагрузка. Поэтому между обработанным концом трубы и промежуточным краем 423с трубы введено осевое уплотнение. Упругая деформация материалов, которые составляют различные компоненты, обеспечивает положительное смещение для этой точки уплотнения.

Когда часть 412 корпуса и концевая заглушка 417 оказываются смежными одна с другой и касаются одна другой, в резьбовые крепежные отверстия 435 вворачивают крепежные болты 433, которые удерживают концевую заглушку 417 вместе с корпусом 412. После этого установочные болты 430 и гайки 432 удаляют. В таком виде труба РРРР по своему концу загерметизирована.

Фиг. 29-31 показывают альтернативную первую часть 514 корпуса, используемую в качестве замены для вышеописанной части 414 корпуса. Она подобна вышеописанной части корпуса и имеет одинаковые или идентичные конструктивные признаки с приставкой "5" вместо "4". Главное отличие состоит в том, что в первой части 514 корпуса между участком углубления 518 и остальной частью внутренней полости образован выступ 550. Этот выступ 550 обеспечивает упор, посредством которого зажимной элемент 422 будет ограничен от выступания из углубления 518 в большей степени, чем необходимо. Дополняющий выступ может быть выполнен на подобным же образом построенной альтернативной второй части корпуса (не показана).

В изобретение могут быть внесены дополнительные изменения и улучшения, не выходя за рамки настоящего изобретения. Например, хотя оно описано как сконструированное из трех частей, зажимной элемент может содержать один непрерывный элемент, разорванный элемент, как в соответствии с первым вариантом исполнения, две части, четыре части или столько, сколько может представляться необходимым квалифицированному специалисту. Далее, хотя настоящее изобретение описано как захватывающий инструмент, квалифицированному специалисту будет понятно, что оно может быть использовано в качестве соединителя труб или в других приемлемых приложениях.

Изобретение относится к инструментам для захвата удлиненных объектов. Инструмент (410) содержит корпус (412), корпус имеет внутреннюю полость для приема предназначенного к захвату объекта, внутренняя полость имеет боковую стенку, углубление (418), выполненное вокруг по меньшей мере участка этой боковой стенки, зажимной элемент (422), расположенный внутри углубления. Углубление является регулируемым от первого размера, при котором зажимной элемент размещен внутри этого углубления, до второго размера, при котором этот зажимной элемент выжат из углубления во внутреннюю полость. Для захвата располагают зажимной элемент вокруг предназначенного для захвата объекта, располагают два зажимных боковых элемента таким образом, чтобы они расположились по обеим сторонам зажимного элемента, сжимают зажимной элемент поджатием зажимных боковых элементов друг к другу. Зажимной элемент сконфигурирован таким образом, что его осевое сжатие переводится в радиальное сжатие. Достигается повышение безопасности захвата и транспортирования. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. Захватывающий инструмент, содержащий корпус (412), имеющий внутреннюю полость для приема в себя предназначенного к захвату объекта, при этом внутренняя полость имеет боковую стенку, углубление (418), выполненное вокруг по меньшей мере участка этой боковой стенки, зажимной элемент (422), расположенный внутри углубления, при этом корпус (412) содержит первую часть (414) корпуса и вторую часть (416) корпуса, которые взаимодействуют с образованием углубления (418) и которые выполнены на соответствующих противоположных сторонах зажимного элемента (422), при этом формы первой и второй частей корпуса и зажимного элемента (422) выбраны так, что осевое перемещение первой и второй частей друг к другу приводит к радиальному сжатию зажимного элемента, при этом углубление (418) является регулируемым от первого размера, при котором зажимной элемент (422) размещен по существу внутри этого углубления (418), до второго размера, при котором этот зажимной элемент (422) выжат из углубления (418) первой и второй частями корпуса во внутреннюю полость, и при этом зажимной элемент разделен на отдельные части.

2. Захватывающий инструмент по п.1, в котором углубление является по существу тороидальным.

3. Захватывающий инструмент по п.2, в котором тороидальное углубление имеет треугольное поперечное сечение.

4. Захватывающий инструмент по п.1, в котором углубление выполнено по всей протяженности боковой стенки.

5. Захватывающий инструмент по п.1, в котором зажимной элемент разделен на три отдельные части.

6. Захватывающий инструмент по п.1, в котором зажимное кольцо имеет, по существу, треугольное поперечное сечение.

7. Захватывающий инструмент по п.1, в котором первая и вторая части корпуса являются выборочно подвижными одна относительно другой.

8. Захватывающий инструмент по п.1, в котором первая часть корпуса имеет выступающий из конца центрирующий выступ, вокруг которого установлена вторая часть корпуса.

9. Захватывающий инструмент по п.1, в котором первая и вторая части корпуса установлены вместе на одном или большем количестве удлиненных направляющих элементов.

10. Захватывающий инструмент по п.1, в котором зажимной элемент содержит внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью, при использовании, захватывать трубу, принимаемую во внутренней полости, которая содержит зубья.

11. Захватывающий инструмент по п.1, дополнительно содержащий кольцо, соединяющее отдельные части вместе.

12. Способ захвата, включающий в себя этапы расположения зажимного элемента вокруг предназначенного для захвата объекта, расположения двух зажимных боковых элементов таким образом, чтобы они находились по обеим сторонам зажимного элемента, разделенного на отдельные части с возможностью сжатия от первого диаметра до второго диаметра, сжатия зажимного элемента поджатием зажимных боковых элементов друг к другу, причем этот зажимной элемент сконфигурирован таким образом, что его осевое сжатие переводится в радиальное сжатие.

13. Способ захвата по п.12, в котором зажимной элемент включает в себя зажимное кольцо.

14. Захватывающий инструмент по п.12 или 13, в котором зажимные боковые элементы могут быть обеспечены посредством боковых колец.

15. Захватывающий инструмент по п.14, в котором боковые кольца имеют больший полный диаметр, чем зажимное кольцо.