УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ГНУТЬЯ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2017 года по МПК B21D9/03 

Изобретение относится к устройству для гнутья труб, прежде всего труб с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или покрытых пенополиуретаном/жестким пенополиуретаном труб, для трубопроводов, выполненных с позиционируемой в трубе основной частью, на которой предусмотрена ходовая часть для перемещения в трубе, и по меньшей мере с тремя контактными элементами для установления контакта с внутренней стенкой трубы для приложения изгибающего усилия, причем по меньшей мере два контактных элемента предусмотрены на одной стороне основной части на концах основной части, и по меньшей мере один контактный элемент расположен на противоположной стороне основной части, и причем по меньшей мере один из контактных элементов посредством прилагающего усилие элемента предусмотрен подвижным по отношению к основной части в направлении внутренней стенки трубы. Кроме того, изобретение относится к способу гнутья таких труб.

Эти трубы применяются в таких трубопроводах, как магистральные трубопроводы, которые транспортируют большие объемы жидкостей или газов на дальние расстояния. Транспортируемые среды представлены, среди прочего, нефтью, химикалиями и/или питьевой водой.

Во всем мире существуют трубопроводы для транспортировки как жидких, так и газообразных материалов на большие расстояния. Эти трубопроводы составлены, в общем, из участков отдельных труб с длинами от 12 до 18 м. Трубы имеют в большинстве случаев диаметр от 4 до более 75 дюймов (прибл. от 10,16 см до более 190,50 см) и сварены в трубопровод, проложенный на земной поверхности, под землей и/или в воде. Зачастую трубопроводы, в общем, следуют контуру земной поверхности. Прохождение трубопроводов также может быть изменено, прежде всего, в их горизонтальном и вертикальном распространении или иным образом быть направлено вокруг преград.

Большая проблема при планировании и строительстве таких трубопроводов состоит в связывании концов отдельных труб посредством качественно полноценных сварных соединений. С целью следования контуру земной поверхности и избегания возможных преград при прохождении трубопроводов в трубопроводе необходимы изменения направления. При производстве изменений направления стараются в максимальной степени отказаться от сварных соединений. Изменения направления в трубопроводах могут быть произведены именно на трубах с большим диаметром посредством сваривания отдельных участков трубы. Для минимизации числа сварных соединений и повышения, таким образом, надежности трубопроводов, изменение направления должно быть произведено в трубе посредством гнутья трубы.

Как это принято при трубах большого диаметра, изгиба достигают посредством выполнения в трубе многочисленных малых последовательных шагов изгибания. Требуемый радиус изгиба производится в форме многоугольника. При такой методике изгибания оператор имеет полный контроль над числом формирующих прирастающих и/или постепенных изгибов, над расстоянием между прирастающими и/или постепенными изгибами, а также над величиной каждого прирастающего и/или постепенного изгиба в трубе.

Опытные операторы могут эффективно управлять трубогибочными машинами для производства точных изгибов в трубах и для минимизации при этом числа поврежденных или неправильно изогнутых труб, которые приводят к нецелесообразной трате времени и исходных материалов, таких как энергия и трубы.

После каждого процесса гнутья труба и гибочное устройство должны быть перемещены относительно друг друга с высокой точностью. При этом возможны как перемещение трубы в гибочном устройстве, так и перемещение самого гибочного устройства. Последний вариант имеет тот недостаток, что труба должна быть вновь выровнена в гибочном устройстве. Перемещение труб с большим диаметром, точное смещение оправки и контроль произведенного изгиба сопряжены с высокими издержками на персонал и потребностью в энергии.

Вследствие величины изгибаемых труб гибочные устройства, в общем, по своей природе массивны и приводятся в действие гидравлически. Гибочное устройство, в общем, известно из US 3,834,210 и US 5,092,150. Такие гибочные устройства имеют устройства для захвата трубы, для перемещения трубы в гибочном устройстве и для производства изгиба в трубе. Все эти устройства приводятся в действие под управлением оператора гидравлически.

Публикация DE 60028484 Т2 показывает обычное гибочное устройство, которое приспособлено для производства изгибов в трубе большого диаметра. Гибочное устройство содержит, в общем, усиленную раму, на которой компоненты зафиксированы против относительного перемещения. В число основных компонентов трубогибочного устройства входят гибочный инструмент, оправка, называемая также сердечником, опорное приспособление и стопорный башмак. Гибочный инструмент представляет собой жесткий и стационарный относительно рамы корпус с обращенной к трубе изогнутой поверхностью, причем гибочный инструмент во время процесса гнутья подвергается прижиманию к трубе. Опорное приспособление во время процесса гнутья приводится в действие гидравлическим давлением и поворачивается в направлении гибочного инструмента. Стопорный башмак между тем фиксирует трубу. На рабочих участках гибочного устройства во время процесса гнутья посредством гибочного инструмента, опорного приспособления и стопорного башмака усилия передаются на трубу таким образом, что она деформируется. Оправка представляет собой неподвижную, снабженную звеньями конструкцию, которая обеспечивает гнутье трубы без изменения круглой формы трубы на месте изгиба. Такие оправки известны из уровня техники.

Как показывает уже вышеупомянутое гибочное устройство, обычно гибочные устройства содержат три рабочих участка, на которых необходимые для гнутья трубы силы передаются на трубу. В процессе гнутья на рабочем участке производится активное приложение усилий посредством гидравлического цилиндра. Остальные пассивные рабочие участки служат в качестве упора и соединены посредством рамы с активным рабочим участком. DE 69603499 Т2 показывает гибочное устройство, в котором средний из числа трех рабочих участков выполнен в качестве активного рабочего участка.

Для гнутья таких труб с большим диаметром должны быть приложены большие силы. Соответственно необходимые гибочные устройства и оправка должны быть выполнены большими и массивными. Необходимое для использования таких больших гибочных устройств оборудование, как например, дизельные агрегаты, гидронасосы и оправки также имеет большой объем и большую массу. В целом, необходимо констатировать, что обслуживание таких гибочных устройств при транспортировке и на месте производства работ предъявляет большие требования к занимаемой площади. К высоким издержкам логистики добавляются издержки на расходные материалы, прежде всего, горючее и энергоносители.

Из DE 60028484 Т2 известен способ уменьшения трудовых затрат, а кроме того, автоматизации гибочного устройства и управления с помощью программируемого процессора. Автоматизация требуется именно для выполнения прирастающих и/или постепенных изгибов с высокой степенью повторяемости и точности. Более высокое качество позволяет сократить продолжительность всего процесса гнутья и, таким образом, уменьшить транспортировочный вес и потребность в энергии гибочного устройства.

Ранее упомянутое устройство и соответствующий способ известны из DE 102008060897. В данном случае предусмотрено гибочное устройство, которое, по меньшей мере, с помощью своих существенных для функции гибочного станка частей полностью позиционируется во внутренней части сгибаемой трубы. Таким образом, является возможным, что гибочное устройство прикладывает необходимые для гнутья трубы силы к трубе изнутри. С одной стороны, таким образом сделан возможным отказ от оправки и/или сердечника, поскольку само гибочное устройство одновременно как поддерживает внутреннюю форму трубы, так и производит изгиб в трубе. Это обеспечивает незначительные трудовые затраты, а также незначительную потребность в энергии. Кроме того, в принципе предотвращены повреждения размещенного снаружи на трубе покрытия, например лакокрасочного покрытия, изоляции и/или армирования из синтетической смолы.

Из JP 58138523 А известно также гибочное устройство, которое выполняет изгиб внутри трубопровода. Оно имеет в наличии два активных рабочих участка (передний и задний), тогда как средний рабочий участок выполнен пассивным. В данном случае проблемным является точное приложение усилий к обоим отдельным рабочим участкам.

Является предпочтительным, что также действительно и для последующего соответствующего изобретению решения, что на держателе гибочного устройства предусмотрены по меньшей мере три контактных элемента, причем два контактных элемента расположены на первой стороне держателя на концах держателя, и один контактный элемент - на одной из противоположных первой стороне вторых сторон держателя, в середине держателя. За счет этого сделано возможным, что гибочное устройство подвижно подобно балансиру в пределах трубы. В добавление к этому является предпочтительным, что контактные элементы могут быть приложены к внутренней поверхности трубы, прежде всего, с геометрическим замыканием. За счет этого сделано возможным, что гибочное устройство при приложении к трубе необходимых для гнутья сил приспосабливается к внутренней поверхности трубы и, таким образом, избегает повреждения трубы. Контактные элементы состоят также согласно аспекту изобретения из разновидности резины, древесины твердой породы, алюминиевого сплава и/или пластика с надлежащей твердостью по Шору. Это устройство требует усовершенствования относительно точности гнутья, прежде всего, относительно труб с нанесенным покрытием.

В основе изобретения лежит цель создания гибочного устройства, с помощью которого труба с нанесенным покрытием может быть изогнута с более высокой точностью.

В отношении устройства цель согласно изобретению достигнута в первом решении посредством того, что прилагающий усилие элемент расположен по существу горизонтально таким образом, что происходит горизонтальное приложение усилий и что предусмотрен перенаправляющий элемент, который выполнен таким образом, что горизонтально приложенная сила производит по существу вертикальное перемещение контактного элемента к внутренней стенке трубопровода.

За счет этого можно оптимизировать необходимое приложение усилий и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно.

Другой аспект этого решения предусматривает, что ходовая часть расположена на основной части таким образом, что основная часть является вращаемой по отношению к ходовой части и что вращение происходит по существу перпендикулярно относительно направления движения. За счет этого можно оптимизировать необходимую направленность устройства в трубе и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно. Это делает возможным выравнивание устройства по отношению к силе тяжести, вследствие чего отклонения маршрута перемещения могут быть компенсированы, что позволяет производить гнутье точно в плоскости.

Другой аспект изобретения предусматривает, что второй контактный элемент предусмотрен подвижным посредством прилагающего усилие элемента по отношению к основной части в направлении внутренней стенки трубы отдельно от движения первого контактного элемента, а на противоположной второму контактному элементу стороне на основной части предусмотрен другой контактный элемент, предпочтительно выполненный монолитно с противоположным контактным элементом, который особо предпочтительно простирается до конца основной части, на котором расположен второй контактный элемент. Было показано, что такое расположение обеспечивает особо точное изгибание трубопровода.

Относительно устройства цель согласно изобретению достигнута во втором решении посредством того, что ходовая часть расположена на основной части таким образом, что основная часть является вращаемой по отношению к ходовой части и что вращение происходит по существу перпендикулярно относительно направления движения.

За счет этого можно оптимизировать необходимую направленность устройства в трубе и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно. Другой аспект этого решения предусматривает, что прилагающий усилие элемент расположен по существу горизонтально таким образом, что происходит горизонтальное приложение усилий и что на конце прилагающего усилие элемента предусмотрен по меньшей мере один перенаправляющий элемент, который выполнен таким образом, что горизонтально приложенная сила производит по существу вертикальное перемещение контактного элемента к внутренней стенке трубопровода. За счет этого можно оптимизировать необходимое приложение усилий и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно.

Другой аспект изобретения предусматривает, что второй контактный элемент посредством прилагающего усилие элемента предусмотрен подвижным по отношению к основной части в направлении внутренней стенки трубы и что на противоположной второму контактному элементу стороне на основной части предусмотрен другой контактный элемент, предпочтительно выполненный монолитно с противоположным контактным элементом, который особо предпочтительно простирается до конца основной части, на котором расположен второй контактный элемент. Было показано, что такое расположение обеспечивает особо точное изгибание трубопровода.

В отношении устройства цель согласно изобретению достигнута в третьем решении посредством того, что второй контактный элемент посредством прилагающего усилие элемента предусмотрен подвижным по отношению к основной части в направлении внутренней стенки трубы и что на противоположной второму контактному элементу стороне на основной части предусмотрен другой контактный элемент.

За счет этого сделано возможным оптимальное выравнивание и стопорение устройства в трубе относительно требуемого угла изгиба и последующее оптимизированное выполнение шага изгибания с помощью первого контактного элемента.

Другой аспект изобретения предусматривает, что лежащий напротив второго подвижного контактного элемента контактный элемент выполнен монолитно с противоположным контактным элементом, который предпочтительно простирается до конца основной части, на котором расположен второй контактный элемент.

Также является предпочтительным, что прилагающий усилие элемент расположен по существу горизонтально таким образом, что происходит горизонтальное приложение усилий и что на конце прилагающего усилие элемента предусмотрен по меньшей мере один перенаправляющий элемент, который выполнен таким образом, что горизонтально приложенная сила производит по существу вертикальное перемещение контактного элемента к внутренней стенке трубопровода. За счет этого можно оптимизировать необходимое приложение усилий и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно.

Другой аспект изобретения предусматривает, что ходовая часть расположена на основной части таким образом, что основная часть является вращаемой по отношению к ходовой части и, что вращение происходит по существу перпендикулярно относительно направления движения. За счет этого можно оптимизировать необходимую направленность устройства в трубе и можно выполнять, таким образом, изгиб более точно.

Последующие выгодные технические решения представляют выгодные варианты осуществления для всех трех решений соответствующей изобретению задачи.

Другой аспект изобретения предусматривает, что перенаправляющий элемент имеет клиновидный элемент и на подвижном контактном элементе сопряженный клиновидному элементу элемент, который подвижно расположен на клиновидном элементе. За счет этого может быть произведено горизонтальное приложение усилий, вследствие чего может быть применен с технической точки зрения более крупный прилагающий усилие элемент с большей высотой подъема при меньшем диаметре, в то время как одновременно обеспечена необходимая точность приложения усилий. При этом выполнение клиновидного элемента в качестве составной части перенаправляющего элемента предоставляет особо простой, но эффективный вариант осуществления. Кроме того, посредством клиновидного элемента передаваемая сила увеличивается соответственно углу клина.

Другой аспект изобретения предусматривает, что подвижный контактный элемент посредством шарнирно присоединенного с возможностью вращения к контактному элементу соединительного элемента, предпочтительно консоли или стального каната, подвижно соединен с основной частью, и предпочтительно соединительный элемент шарнирно присоединен к основной части с возможностью вращения, и/или что между подвижным контактным элементом и основной частью предусмотрен по меньшей мере один возвратный элемент, предпочтительно упругий элемент. Посредством возвратного элемента общая конструкция устройства упрощена, поскольку прилагающий усилие элемент должен передавать силу только в одном направлении.

Другой аспект изобретения предусматривает, что на расположенной напротив перенаправляющего элемента стороне прилагающего усилие элемента соответственно на прилагающем усилие элементе и сопряженным образом на основной части в качестве упора для приложения усилий имеется соответственно контактная поверхность, причем поверхности при приложении усилий находятся в контакте, и/или что прилагающий усилие элемент является гидравлическим цилиндром.

Относительно гидравлического цилиндра является выгодной возможность того, что необходимые силы производятся посредством гидронасоса снаружи или в пределах трубы и подводятся посредством жестких и/или гибких трубопроводов к выступающим контактным поверхностям для передачи там сил на трубу посредством компактно располагаемых гидравлических цилиндров. При этом число гидравлических цилиндров может быть выбрано соответственно необходимым для гнутья силам. Особо выгодным является расположение гидравлических цилиндров на одном и/или на обоих концах держателя, поскольку тем самым посредством длинного плеча рычага гибочного устройства с помощью относительно малых сил может быть получен большой изгибающий момент.

Другой аспект изобретения предусматривает, что ходовая часть имеет основную часть ходовой части, которая является вращаемой по отношению к основной части, и/или что ходовая часть имеет переднюю и заднюю ходовую часть, и оси вращения основных частей ходовой части ходовых частей проходят коаксиально, причем предпочтительно ось вращения расположена таким образом, что она находится выше центра тяжести устройства и/или ходовой части.

Другой аспект изобретения предусматривает, что ходовая часть имеет ходовой корпус, который имеет колеса для подачи устройства в трубе и который является подвижным по отношению к основной части ходовой части к оси вращения основной части ходовой части предпочтительно посредством по меньшей мере одного гидравлического цилиндра. Посредством приподнимания колес необходимое для гнутья трубы по высоте пространство образуется особо простым способом.

Является предпочтительным, что контактные элементы имеют, прежде всего, выполненное в виде пластинчатой пружины подрессоривание. За счет этого сделано возможным амортизированное прикладывание контактных элементов к трубе. Также является возможным, что контактные элементы приспособлены к геометрии поверхностей трубы, что обеспечивает надежную фиксацию гибочного устройства и предохраняет материал трубы от повреждений. При этом является особенно благоприятным, что гибочное устройство и/или, по меньшей мере, контактный элемент построены с геометрией производимого посредством гибочного устройства угла изгиба и/или радиуса изгиба трубы. За счет этого сделано возможным, что сгибаемая область трубы прилегает к рабочему участку, вследствие чего могут быть предотвращены коробления, складчатости или другие нежелательные деформации трубы. Такой рабочий участок предварительно сформирован соответственно геометрии подлежащего производству изгиба.

Является предпочтительным, что гибочное устройство имеет выпуклую геометрию в его продольной протяженности. За счет этого сделано возможным, что гибочное устройство может перемещаться также в изогнутой трубе. При этом геометрическое построение гибочного устройства задано в зависимости от диаметра трубы минимально допустимым радиусом изгиба для больших труб.

В отношении способа цель согласно изобретению достигнута способом гнутья труб, прежде всего труб с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или с покрытием из пенополиуретана, для трубопроводов, с шагами: местного стопорения первого конца сгибаемой трубы, подвижной поддержки противоположного конца сгибаемой трубы, введения гибочного устройства, предпочтительно представленного вышеописанным устройством, во внутреннее пространство сгибаемой трубы, прохождения трубы гибочным устройством, размещения гибочного устройства в первом месте изгибания, приподнимания ходовой части, регистрации действительного угла изгиба трубы, активации прилагающего усилие элемента, выдвижения подвижного контактного элемента к внутренней стенке трубопровода, продолжения перемещения контактного элемента относительно внутренней стенки трубопровода до необходимого в точке изгиба угла изгиба, введения контактного элемента, выдвижения ходовой части, перемещения к следующей точке изгиба, повторения гнутья.

В соответствии с изобретением после приподнимания находящейся дальше в трубе ходовой части обращенный вниз контактный элемент садится на внутреннюю стенку трубы, а второй, выполненный подвижным контактный элемент выдвигается относительно внутренней стенки трубы таким образом, что гибочное устройство односторонне заклинивается в трубе.

Другой аспект изобретения предусматривает, что во время прохождения трубы регистрируется ход предпочтительно посредством вращающего импульса колес ходовой части или посредством датчика натяжения каната в качестве измерения расстояния между гибочным устройством и концом трубы на входной стороне, и/или что во время опускания передней ходовой части контролируется расстояние до внутренней стенки трубы, и/или что необходимый угол изгиба состоит из достигаемого угла изгиба на месте изгибания и угла, который образуется за счет эластичности сгибаемой трубы.

Другой аспект изобретения предусматривает, что основная часть гибочного устройства в соответствующем месте изгибания направлена против силы тяжести.

В последующем изобретение разъяснено более подробно посредством нескольких вариантов осуществления посредством чертежей.

На фиг. 1 показано пространственное представление первого варианта осуществления

устройства согласно изобретению,

на фиг. 2 - альтернативное фиг. 1 представление,

на фиг. 3 - представление частичного выреза к фиг. 1,

на фиг. 4 - представление разреза в продольном направлении к фиг. 1,

на фиг. 5 - детальное представление передней ходовой части к фиг. 1,

на фиг. 6 - пространственное представление второго варианта осуществления устройства согласно изобретению,

на фиг. 7 - детальное представление к фиг. 6 с выдвинутым контактным элементом,

на фиг. 8 - представление разреза в продольном направлении к фиг. 6,

на фиг. 9 - детальное представление передней ходовой части к фиг. 6,

на фиг. 10 - процесс гнутья с помощью устройства согласно фиг. 6,

на фиг. 11 - пространственное представление третьего варианта осуществления устройства согласно изобретению, и

на фиг. 12 - представление разреза в продольном направлении к фиг. 11.

Фиг. 1-5 показывают первый вариант осуществления соответствующего изобретению гибочного устройства 10. Гибочное устройство 10 имеет основную часть 11, на переднем и заднем конце которой расположена соответственно ходовая часть 12. На верхней стороне 16 основной части 11 предусмотрены два контактных элемента 13, 14. Нижняя сторона 17 основной части 11 имеет изгиб 18. На нижней стороне 17 центрально предусмотрен контактный элемент 15. Контактный элемент 13 выполнен подвижным в направлении А движения. Для установления возможности выполнения этого перемещения контактный элемент имеет консоль 19, которая соединяет контактный элемент 13 посредством оси 20 вращения с основной частью. Консоль 19 присоединена посредством второй оси 21 вращения. Ниже контактного элемента 13 предусмотрен перенаправляющий элемент 22, который соединен с прилагающим усилие элементом 23. Под прилагающим усилие элементом 23 имеется в виду гидравлический цилиндр. Гидравлический цилиндр 23 имеет поршневой шток 24. Он соединен на своей обращенной от полости 25 цилиндра стороне посредством штифтового соединения 26 с клином 27. Клин 27 имеет наклонную поверхность 28, на которой подвижно расположен второй клин 29. Клин 29 соединен с возможностью вращения с держателем 30, на котором расположен контактный элемент 13. Во внутреннем пространстве основной части расположена база 32. Гидравлический цилиндр 23 имеет нижнюю проушину 33 цилиндра. Она соединена посредством штифтового соединения 34 с основной частью 11. Проушина 33 цилиндра имеет внешнюю поверхность 35.

База 32 имеет сопряженную внутреннюю поверхность 36. Между штифтовым соединением 34 и проушиной 33 цилиндра имеется такой люфт, что при выдвинутом гидравлическом цилиндре 23 усилие на обращенной от контактного элемента 13 стороне гидравлического цилиндра 23 передается посредством внешней поверхности 35 на внутреннюю поверхность 36 базы 32. Контактный элемент 14 и контактный элемент 15 соответственно размещены на основной части 11 неподвижно, но с возможностью замены.

Ходовая часть 12 выполнена в этом варианте осуществления, как указано ниже. На торцовой поверхности 37 основной части 11 расположен приемный элемент 38. На приемном элементе 38 с возможностью вращения расположен поворотный элемент 39. На поворотном элементе 39 с возможностью вращения расположен маятниковый элемент 40. В пределах маятникового элемента 40 расположен гидравлический двигатель 41, который посредством приводной шестерни 42 соединен с приводным валом 43. Приводной вал 43 состоит в соединении с ведущими колесами 44. Посредством ведущих колес 44 гибочное устройство 10 вводится в трубу и выводится из нее. Посредством поворотного элемента 39 можно приподнимать ходовую часть 12 таким образом, что контактный элемент 15 соприкасается с внутренней стенкой 102 трубы 100 и ведущие колеса 44 отделяются от внутренней стенки 102 трубы 100.

Фиг. 6-9 показывают второй вариант осуществления соответствующего изобретению гибочного устройства 10. На основной части 11, на переднем и заднем конце, соответственно расположена ходовая часть 12. На верхней стороне 16 соответственно находятся на переднем и заднем конце контактный элемент 13 и контактный элемент 14. На нижней стороне 17 центрально и неподвижно размещен контактный элемент 15. На переднем участке ходовой части 12 нижняя сторона 17 имеет изгиб 18. Передний контактный элемент 13 и задний контактный элемент 14 соединены друг с другом посредством двух канатов 45, выполненных в качестве ограничителя хода и направляющей. Построение перенаправляющего элемента 22 и прилагающего усилие элемента 23 соответствует первому варианту осуществления. Как представлено на фиг. 7, контактный элемент 13 дополнительно соединен с основной частью 11 посредством упругих элементов 46. Упругие элементы 46 служат для направления контактного элемента 13 вновь в его начальную позицию, когда гидравлический цилиндр 23 втягивается. Передняя ходовая часть 12 имеет ось 47, которая расположена в продольном направлении основной части 11 на торцовой поверхности 37 основной части 11. Вокруг оси 47 с возможностью вращения расположена оболочка 48. На оболочке 48 неподвижно размещен несущий элемент 49. На несущем элементе 49 посредством консоли 51 размещен маятниковый элемент 50. Маятниковый элемент 50 имеет приемное приспособление 52 для колес 53. Посредством гидравлических цилиндров 54, которые соединены с несущим элементом 49 и маятниковым элементом 50, можно приподнимать маятниковые элементы 50 таким образом, что колеса 53 оказываются перемещенными от внутренней стенки трубы, вследствие чего нижний контактный элемент 15 оказывается уложенным на внутренней стенке трубы. Для установления достаточного пространства для изгиба маятниковые элементы 50 посредством гидравлических цилиндров 54 приподнимаются, в общем, таким образом, что между ходовой частью 12 и внутренней стенкой трубы 102 образуется достаточное расстояние для изгибания трубы 100 соответственно кверху на требуемый угол изгиба.

На фиг. 10 показано использование гибочного устройства 10 согласно второму варианту осуществления при гнутье трубы 100. Труба 100 образована из трубы 103 магистрального трубопровода и покрытия 101, например жесткого пенополиуретана. Гибочное устройство 10 введено в трубу 100. Представлена уже изогнутая область 104 трубопровода 100. Ходовая часть 12 гибочного устройства 10 введена таким образом, что контактный элемент 15 приведен в контакт с внутренней стенкой 102 трубы 103 магистрального трубопровода. Контактный элемент 13 выдвинут посредством гидравлического цилиндра 23 и перенаправляющего элемента 22 посредством того, что клин 27 перемещен поршневым штоком 24 гидравлического цилиндра, и при этом клин 29 перемещен кверху по наклонной поверхности 28 клина 27 до вхождения контактного элемента 13 в контакт с внутренней стенкой 102. Посредством продолжения перемещения поршневого штока 24 контактный элемент 13 затем прижат к внутренней стенке 102 трубы 100, и труба 103 магистрального трубопровода трубы 100 получает изгиб. Для формирования постоянного изгиба сначала должна быть выбрана упругая деформация трубы. Затем пластичная деформация трубы происходит таким образом, что достигается надлежащая деформация. После окончания шага изгибания, когда достигнут надлежащий угол изгиба, поршневой шток 24 втягивается посредством гидравлического цилиндра, вследствие чего клин 29 может быть перемещен вниз по наклонной поверхности 28. Поскольку посредством канатов 45 предотвращено перемещение контактной поверхности 13 в другом направлении, чем назад и внутрь основной части 11, контактный элемент 13 приводится посредством упругих элементов 46 вновь в его основное положение. Упругий компонент процесса гнутья регистрируется и учитывается при управлении гнутьем для достижения точности.

Затем ходовая часть 12 вновь выдвигается и гибочное устройство 10 может быть перемещено из трубы и до следующего места изгибания, на котором в таком случае может быть соответствующим образом выполнено последующее приращение изгиба.

Третий вариант осуществления соответствующего изобретению гибочного устройства 10 представлен на фиг. 11 и 12. На основной части 11 ходовые части 12 расположены на обеих сторонах, которые имеют конструкцию той части ходовой части 12 второго варианта осуществления, которая находится в области контактного элемента 13.

Контактный элемент 13 выполнен подвижным посредством соответствующего перенаправляющего элемента 22 и прилагающего усилие элемента 23. Между контактным элементом 13 и основной частью 11 расположены направляющие консоли 55. Нижний контактный элемент 15 простирается вдоль прямого участка основной части 11 от начала выполненного изогнутым участка основной части 11 до того конца основной части 11, на котором расположен контактный элемент 14. При этом контактный элемент 15 неподвижно размещен на нижней стороне 17 по всей длине прямого участка. В этом варианте осуществления контактный элемент 14 подвижен в направлении С движения от основной части 11.

Для этого предусмотрен гидравлический цилиндр 56, который соединен со сдвигающим элементом 57, на котором расположены клинья 58. Контактный элемент 14 расположен на несущем элементе 59. На нижней стороне несущего элемента 59 расположены клинья 60, которые подвижно расположены на наклонной поверхности 61 клиньев 58. Когда гидравлический цилиндр 56 выдвигается, клинья 58 перемещаются по отношению к клиньям 60 таким образом, что клинья 60 оказываются продвинутыми по наклонным поверхностям 61 в направлении С движения таким образом, что контактный элемент 14 перемещен к внутренней стенке 102 трубы 100. Выдвигание контактного элемента 14 производится до достижения его контакта с внутренней стенкой 102. За счет этого тот конец гибочного устройства 10, который обращен к еще неизогнутой части трубы 100, заклинивается в пределах трубы магистрального трубопровода и тем самым стопорится. Затем контактный элемент 13 посредством гидравлического цилиндра 23 и перенаправляющего элемента 22 выдвигается в направлении А движения до достижения контактным элементом 13 внутренней стенки 102 трубы 103 магистрального трубопровода и касания ее. Наконец, выполняется, как описано ранее, изгиб трубы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к гнутью труб с нанесенным покрытием для трубопроводов. Устройство имеет позиционируемую в трубе основную часть с ходовой частью для перемещения в трубе и по меньшей мере с тремя контактными элементами для установления контакта с внутренней стенкой трубы для приложения изгибающего усилия. Причем по меньшей мере два контактных элемента предусмотрены на одной стороне основной части на концах основной части, и по меньшей мере один контактный элемент расположен на ее противоположной стороне. По меньшей мере один из контактных элементов посредством прилагающего усилие элемента выполнен подвижным по отношению к основной части в направлении к внутренней стенки трубы. Для осуществления способа гнутья таких труб данное устройство вводят в трубу, размещают в местах изгибания и посредством выдвижения подвижного контактного элемента осуществляют гнутье трубы в данном месте. Повышается точность гнутья. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для гнутья труб, преимущественно труб (100) с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или покрытых пенополиуретаном/жестким пенополиуретаном труб для трубопроводов, содержащее позиционируемую в трубе основную частью (11), на которой предусмотрена ходовая часть (12) для перемещения в трубе (100), и по меньшей мере три контактных элемента (13, 14, 15) для установления контакта с внутренней стенкой (102) трубы (100) для приложения изгибающего усилия, причем по меньшей мере два контактных элемента (13, 14) расположены на одной стороне (16) основной части (11), на ее концах, и по меньшей мере один контактный элемент (15) расположен на противоположной стороне (17) основной части (11), при этом по меньшей мере один из контактных элементов (13, 14, 15) выполнен посредством прилагающего усилие элемента (23) подвижным по отношению к основной части (11) в направлении (А) внутренней стенки (102) трубы (100), отличающееся тем, что прилагающий усилие элемент (23) расположен по существу горизонтально с возможностью горизонтального приложения усилий, при этом в нем предусмотрен перенаправляющий элемент (22), выполненный с возможностью по существу вертикального перемещения (А) контактного элемента (13, 14, 15) к внутренней стенке (102) трубы (100) посредством горизонтально приложенной силы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ходовая часть (12) расположена на основной части (11) с обеспечением вращения основной части (11) относительно ходовой части (12) по существу перпендикулярно относительно направления ее движения.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено прилагающим усилие элементом (56) для выполнения второго контактного элемента (14) подвижным относительно основной части (11) в направлении (С) внутренней стенки (102) трубы (100), при этом на противоположной второму контактному элементу (14) стороне (17) на основной части (11) расположен другой контактный элемент, предпочтительно выполненный монолитно с противоположным контактным элементом (15), который особо предпочтительно располагается до конца основной части (11), на котором расположен второй контактный элемент (14).

4. Устройство для гнутья труб, преимущественно труб (100) с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или покрытых пенополиуретаном/жестким пенополиуретаном труб для трубопроводов, содержащее позиционируемую в трубе основную часть (11), на которой предусмотрена ходовая часть (12) для перемещения в трубе (100), и по меньшей мере три контактных элемента (13, 14, 15) для установления контакта с внутренней стенкой (102) трубы (100) для приложения изгибающего усилия, причем по меньшей мере два контактных элемента (13, 14) расположены на одной стороне (16) основной части (11) на ее концах, и по меньшей мере один контактный элемент (15) расположен на противоположной стороне (17) основной части (11), при этом по меньшей мере один из контактных элементов (13, 14, 15) посредством прилагающего усилие элемента (23) выполнен подвижным относительно основной части (11) в направлении (А) внутренней стенки (102) трубы (100), отличающееся тем, что ходовая часть (12) расположена на основной части (11) с возможностью вращения основной части (11) относительно ходовой части (12) по существу перпендикулярно относительно направления движения.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что прилагающий усилие элемент (23) расположен по существу горизонтально с обеспечением горизонтального приложения усилий, при этом в нем предусмотрен перенаправляющий элемент (22), выполненный с возможностью по существу вертикального перемещения (А) контактного элемента (13, 14, 15) к внутренней стенке (102) трубы (100) посредством горизонтально приложенной силы.

6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что оно снабжено прилагающим усилие элементом (56) для выполнения второго контактного элемента (14) подвижным относительно основной части (11) в направлении (С) внутренней стенки (102) трубы (100), при этом на противоположной второму контактному элементу (14) стороне (17) на основной части (11) расположен другой контактный элемент, предпочтительно выполненный монолитно с противоположным контактным элементом (15), который особо предпочтительно располагается до конца основной части (11), на котором расположен второй контактный элемент (14).

7. Устройство для гнутья труб, преимущественно труб (100) с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или покрытых пенополиуретаном/жестким пенополиуретаном труб, для трубопроводов, содержащее позиционируемую в трубе основную часть (11), на которой предусмотрена ходовая часть (12) для перемещения в трубе (100), и по меньшей мере три контактных элемента (13, 14, 15) для установления контакта с внутренней стенкой (102) трубы (100) для приложения изгибающего усилия, причем по меньшей мере два контактных элемента (13, 14) расположены на одной стороне (16) основной части (11) на ее концах, и по меньшей мере один контактный элемент (15) расположен на противоположной стороне (17) основной части (11), при этом по меньшей мере один из контактных элементов (13, 14, 15) посредством прилагающего усилие элемента для приложения изгибающего усилия выполнен подвижным относительно основной части (11) в направлении внутренней стенки (102) трубы (100), отличающееся тем, что второй контактный элемент (14) выполнен подвижным и снабжен прилагающим усилие элементом (56) для обеспечения подвижности упомянутого контактного элемента (14) относительно основной части (11) в направлении (С) внутренней стенки (102) трубы (100) отдельно от движения первого контактного элемента (13), а на противоположной второму контактному элементу (14) стороне (17) на основной части (11) расположен другой контактный элемент (15).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что противоположный второму подвижному контактному элементу (14) другой контактный элемент выполнен монолитно с противоположным контактным элементом (15), который предпочтительно простирается до конца основной части (11), на котором расположен второй контактный элемент (14).

9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что прилагающий усилие элемент (23) расположен по существу горизонтально с обеспечением горизонтального приложения усилий и содержит расположенный на его конце по меньшей мере один перенаправляющий элемент (22), выполненный с возможностью осуществления посредством горизонтально приложенной силы по существу вертикального перемещения (А) контактного элемента (13, 14, 15) к внутренней стенке (102) трубы (100).

10. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что ходовая часть (12) расположена на основной части (11) с возможностью вращения основной части (11) относительно ходовой части (12) по существу перпендикулярно относительно направления движения.

11. Устройство по любому из пп. 1, 2, 5, 8, отличающееся тем, что перенаправляющий элемент (22) выполнен с клиновидным элементом (27), подвижный контактный элемент (13, 14, 15) выполнен с элементом (29), подвижно расположенным на упомянутом клиновидном элементе (27) и сопряженным с ним.

12. Устройство по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8, отличающееся тем, что подвижный контактный элемент (13, 14, 15) подвижно соединен с основной частью (11) посредством соединительного элемента, предпочтительно консоли (19) или стального каната (45), который шарнирно соединен с возможностью вращения с указанным контактным элементом и с основной частью (11), и/или по меньшей мере одного возвратного элемента (46), предпочтительно упругого элемента, который расположен между подвижным контактным элементом (13, 14, 15) и основной частью (11).

13. Устройство по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8, отличающееся тем, что на расположенной напротив перенаправляющего элемента (22) стороне прилагающего усилие элемента (23) и на сопряженной с ней основной части (11) выполнены в качестве упора для приложения усилий контактные поверхности (35, 36) с возможностью соприкосновения при приложении усилий, при этом прилагающий усилие элемент (23) является гидравлическим цилиндром.

14. Устройство по одному из пп. 2, 4, 5, 8, отличающееся тем, что ходовая часть (12) имеет основную часть (40, 48) ходовой части, которая является вращаемой по отношению к основной части (11), и/или ходовая часть (12) имеет переднюю и заднюю ходовую часть, и оси вращения основных частей ходовой части ходовых частей (12) проходят коаксиально, причем предпочтительно ось вращения расположена выше центра тяжести устройства и/или ходовой части (12).

15. Устройство по одному из пп. 2, 4, 5, 8, отличающееся тем, что ходовая часть (12) имеет ходовой корпус (40, 50) с колесами (44, 53) для подачи устройства (10) в трубе (100), который выполнен подвижным относительно оси вращения основной части (40, 48) ходовой части предпочтительно посредством по меньшей мере одного гидравлического цилиндра.

16. Способ гнутья труб, преимущественно труб (100) с нанесенным покрытием, предпочтительно изолированных и/или с покрытием из пенополиуретана, для трубопроводов, включающий местное стопорение первого конца подлежащей сгибанию трубы (100), подвижную поддержку противоположного конца подлежащей сгибанию трубы, введение во внутреннее пространство подлежащей сгибанию трубы (100) гибочного устройства (10) по любому из пп. 1-15, прохождение трубы (100) гибочным устройством (10), размещение гибочного устройства (10) в первом месте изгибания, поднятие ходовой части (12), регистрацию действительного угла изгиба трубы (100), активацию прилагающего усилие элемента (23), выдвижение подвижного контактного элемента (13, 14, 15) к внутренней стенке (102) трубопровода, продолжение перемещения контактного элемента (13, 14, 15) относительно внутренней стенки (102) трубопровода до необходимого в точке изгиба угла изгиба, введение контактного элемента (13, 14, 15), выдвижение ходовой части (12), перемещение к следующей точке изгиба, повторение гнутья, при этом после поднятия находящейся дальше в трубе (100) ходовой части (12) обеспечивают посадку обращенного вниз контактного элемента (15) на внутреннюю стенку (102) трубы и выдвижение второго подвижного контактного элемента (14) относительно внутренней стенки (102) с обеспечением одностороннего заклинивания гибочного устройства в трубе.

17. Способ по п. 16, в котором в процессе гибки трубы (100) регистрируют посредством колес (44, 53) ход ходовой части (12) или измеряют расстояние между гибочным устройством (10) и концом трубы на входной стороне посредством датчика натяжения каната, и/или осуществляют контроль расстояния до внутренней стенки трубы во время опускания передней ходовой части (12) для установления необходимого угла изгиба, состоящего из достигаемого угла изгиба на месте изгибания и угла, образованного за счет эластичности подлежащей сгибанию трубы.

18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что основную часть (11) гибочного устройства (10) в соответствующем месте изгибания направляют против силы тяжести.