Устройство для передвижения гибкого тела по опорной поверхности Советский патент 1993 года по МПК B66F19/00 B60V1/14 

Изобретение относится к области тяжелого транспортного машиностроения и может быть использовано для передвижения гибкого тела неограниченной длины по труднодоступной местности.

Известно устройство для передвижения гибкого тела по опорной поверхности, содержащее формирователь изгиба в вертикальной плоскости участка гибкого тела.

В процессе передвижения известного устройства изогнутые участки формируются у одного из концов гибкого тела, неизогнутая часть которого остается в контакте с опорной поверхностью.

Это позволяет повысить проходимость путем снижения удельного давления на опорную поверхность и снизить мощность привода.

Однако грузоподьемность известного устройства так же, как и всех других автономных транспортных средств, находится в прямой зависимости от его габаритов и не может беспредельно возрастать в соответствии с ростом требований к грузоподъемности. Это сужает область применения известного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для передвижения гибкого тела по опорной поверхности, содержащее приспособление для непрерывного наращивания длины гибкого тела и формирователь изгиба в вертикальной плоскости участка этого тела, снабженный приспособлением для создания подъемной силы, в качестве которого используется летательный аппарат.

Подобное выполнение устройства снимает ограничения на грузоподъемность и в связи с этим позволяет существенно расширить область применения, например, использовать его для прокладки наземного трубопровода через труднодоступную местность. Одновременно при этом гарантируется высокое качество изготовления трубопровода по его герметичности и долговечности, так как сварочные работы и защитные мероприятия производятся не в полевых, как обычно, а в стационарных заводских условиях.

Однако турбулентность атмосферы приведет к изменению положения летательного аппарата в воздухе, в результате чего будет меняться вес поднимаемого участка гибкого тела. Это ухудшит устойчивость, усложнит пилотирование летательного аппарата и в целом уменьшит безопасность работы. Также ухудшится точность прокладки гибкого тела по трассе.

Кроме того, при производстве работ в труднодоступной местности, исключающем дистанционное энергоснабжение приспособления для создания подъемной силы, конечная энерговооруженность последнего существенно ограничивает допустимую длину гибкого тела величиной радиуса автономного действия. Это снижает эффективность работы летательного аппарата.

Целью изобретения является повышение безопасности работ и точности прокладки гибкого тела по трассе, а также повышение эффективности работы по перемещению гибкого тела.

В основу замысла изобретения положено такое конструктивное решение устройства, которое при работе менее подвержено воздействию турбулентности атмосферы и позволяет повысить энерговооруженность приспособления для создания подъемной

силы за счет использования рассеянной теплоты окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для передвижения гибкого тела по опорной поверхности, содержащее при0 способление для непрерывного наращивания длины гибкого тела и формирователь изгиба в вертикальной плоскости участка этого тела, снабженный грузовой платформой с подъемным гидроцилиндром и меха5 низмом поворота, расположенной после приспособления для наращивания длины гибкого тела, а летательный аппарат выполнен в виде аппарата на воздушной подушке, снабжен теплопередающим контуром, за0 полненным легкоиспаряющимся жидким теплоносителем, составленным из последовательно соединенных испарителя, компрессора, конденсатора и дросселя. Аппарат на воздушной подушке имеет конденсатор,

5 размещенный на центральном трубопроводе в камере воздушной подушки, т.е. за вентилятором, а испаритель - на наружной поверхности корпуса.

Такое выполнение устройства позволя0 ет существенно повысить эффективность его работы и повысить энерговооруженность аппарата на воздушной подушке за счет использования рассеянной теплоты окружающей среды.

5 На фиг.1 изображено приспособление для наращивания длины гибкого тела; на фиг.2 - формирователь и аппарат на воздушной подушке.

На фиг.1 и 2 показано: 1 - гибкое тело,

0 2 - опорная поверхность, 3 - приспособление для непрерывного наращивания длины гибкого тела, 4 - формирователь, 5 - изогнутый участок, 6 - аппарат нд воздушной подушке, 7 - теплопередающий контур, 8 5 испаритель, 9 - компрессор, 10 - конденсатор, 11 -дроссель, 12 - корпус, 13 - гибкое ограждение, 14 - сопло, 15 - сопло, 16 - внутренняя камера, 17 - ресивер (камера воздушной подушки), 18 - центральный тру0 бопровод, 19 - вентилятор, 20 - наружная поверхность корпуса, 21 - формовочный стан, 22 - неприводной вертикальный валок, 23 - неприводной вертикальный валок, 24 - индуктор, 25 - индуктор, 26 - сварочный

5 валок, 27 - резцовый гратосниматель, 28 - резцовый гратосниматель, 29 - вертикальный валок, 30 -тяговая клеть, 31 - горизонтальный валок, 32 - рольганг, 33 - башенный кран, 34 - поворотная башня, 35 - стрела, 36 - каретка, 37 - фиксатор, 38 - фиксатор,

39 - подъемно-поворотное устройство, 40 - грузовая платформа, 41 - подъемный гидроцилиндр, 42 - механизм поворота, 43 - воздушный винт, 44 - приводной двигатель, 45 - рольганг, 46 - горизонтальная ферма, 47 - ролик, 48 - ролик, 49 - электропривод, 50 - продольная пластина.

Предлагаемое устройство для передвижения гибкого тела 1 по опорной поверхности 2 содержит приспособление 3 для непрерывного наращивания длины гибкого тела 1 и формирователь 4 изгиба в вертикальной плоскости участка 5 гибкого тела 1, снабженный аппаратом б на воздушной подушке для создания подъемной силы.

Для повышения эффективности работы устройство снабжено теплопередающим контуром 7, заполненным легкоиспаряющимся жидким теплоносителем, например, аммиаком. Теплопередающий контур 7 составлен из последовательно соединенных испарителя 8, компрессора 9, конденсатора 10 и дросселя 11,

Аппарат 6 на воздушной подушке выполнен в виде корпуса 12с гибким ограждением 13, имеющим сопла 14, 15, направленные на опорную поверхность 2, и снабжен внутренней камерой 16 камеры 17 воздушной подушки, сообщенной с центральным трубопроводом 18, имеющим вентилятор 19. Конденсатор 10 размещен на центральном трубопроводе 18, а испаритель 8 - на наружной поверхности 20 корпуса 12.

Приспособление для непрерывного наращивания длины гибкого тела 1 выполнено в виде технологической линии для непрерывного производства гибкого тела 1 в виде трубы, свариваемой из рулонной ленты. Эта линия содержит формовочный стан 21 (на чертеже показана последняя клеть стана), обеспечивающий формирование из рулонной ленты заготовки цилиндрической формы с продольными кромками, неприводные вертикальные валки 22, 23, фиксирующие форму поперечного сечения, два индуктора 24, 25, обеспечивающие нагрев заготовки до сварочных температур, сварочные валки 26, создающие сварочное давление, резцовые гратосниматели 27, 28 для зачистки шва, вертикальные валки 29 для поддержания давления в кромках после сварки, тяговую клеть 30 с горизонтальными валками 31 и рольганг 32, обеспечивающие поступление готовой трубы на формирователь 4. Могут быть предусмотрены агрегаты для нанесения на наружную поверхность трубы защитных покрытий.

Для первоначального изгиба в вертикальной плоскости участка 5 гибкого тела 1

по мере его наращивания предусмотрен башенный кран 33 с поворотной башней 34 и стрелой 35 с кареткой 36, к которой подвешен формирователь 4. Для закрепления

формирователя 4 на корпусе 12 по окончании процесса формирования участка 5 заданных размеров на корпусе 12 предусмотрены фиксаторы 37,38. Для обеспечения процесса стыковки корпуса 12 с

0 формирователем 4 предусмотрено подъемно-поворотное устройство 39, содержащее грузовую платформу 40, подъемный гидроцилиндр 41 и механизм поворота 42. Для обеспечения передвижения корпуса 12 с

5 формирователем 4 по опорной поверхности 2 предусмотрены движители в виде воздушных винтов 43 с приводными двигателями 44. Для обеспечения плавного схода свободного конца гибкого тела 1 предусмотрен

0 рольганг 45, закрепленный наклонно на кормовой части корпуса 12.

Формирователь 4 выполнен в виде горизонтальной фермы 46 с установленными на ней с возможностью вращения роликами

5 47, 48, имеющими ручьи для продольной фиксации трубы в процессе передвижения. Компрессор 9 выполнен осевого типа и имеет электропривод 49. Электродвигатель электропривода 49 электрически связан с

0 электрогенератором (не показан), который, в свою очередь, кинематически связан с приводным двигателем 44. Испаритель 8 и конденсатор 10 выполнен в виде поверхностных теплообменников. Конденсатор 10

5 снабжен продольными пластинами 50, размещенными в центральном трубопроводе 18 для интенсификации теплообмена между теплоносителем теллопередающего контура 7 и воздухом,нагнетаемым вентилятором

0 19 и оказывающим минимальное аэродинамическое сопротивление засасываемому воздуху, а также может распблэгаться в камере 17 воздушной подушки. Дроссель 11 выполнен в виде поперечной шайбы, уста5 новленной в трубопроводе теплопередаю- щего контура 7, соединяющем выход конденсатора 10 со входом испарителя 8.

Вышеупомянутый теплопередающий контур 7, составленный из последовательно

0 соединенных испарителя 8, компрессора 9, конденсатора 10 и дросселя 11, является тепловым насосом.

При этом размещение конденсатора 10 на центральном трубопроводе 18, а испари5 теля 8 - на наружной поверхности 20 корпуса 12 позволяет использовать для созда нйя воздушной подушки рассеянную теплоту окружающей среды и тем самым повысить энерговооруженность аппарата 6 для создания подъемной силы.

Предлагаемое устройство для передвижения функционирует следующим образом.

По мере наращивания гибкого тела 1 с помощью приспособления 3 для непрерывного наращивания длины гибкого тела 1 на формирователе 4, подвешенном, как указано выше, к каретке 36 башенного крана 33, образуется изогнутый в вертикальной плоскости участок 5. Величина изогнутого участка 5 определяется величиной подъемной силы аппарата 6 на воздушной подушке.

Аппарат 6 на воздушной подушке для создания подъемной силы транспортируется на опущенную вниз грузовую платформу 40 и ориентируется вдоль гибкого тела 1 с помощью механизма 42 поворота. Затем посредством подъемного гирдроцилиндра 41 производится стыковка и формирователь 4 закрепляется в фиксаторах 37, 38 корпуса 12.

Включаются приводные двигатели 44 воздушных винтов 4, корпус 12 приходит в движение и изогнутый участок 5 сдвигается в направлении свободного конца гибкого тела 1. При проходе всей трассы свободный конец гибкого тела 1 передвигается на величину, равную разности длин изогнутого участка 5 и соответствующего ему участка опорной поверхности 2 без трения о последнюю.

При этом под корпусом 12 внутри гибкого ограждения 13 образуется воздушная подушка, создающая подъемную силу и обеспечивающая, как указано выше, передвижения по труднодоступной местности с высокой скоростью.

Рабочими телами аппарата 6 на воздушной подушке для создания подъемной силы являются теплоноситель и атмосферный воздух.

Теплоноситель циркулирует в теп- лопередающем контуре 7 с изменением фазового состояния в результате работы компрессора 9. Теплоноситель подается в конденсатор 10 и благодаря высокому давлению, создаваемому компрессором 9, конденсируется. При этом выделяющаяся теплота конденсации используется для подогрева через продольные пластины 50 атмосферного воздуха, подаваемого в центральный трубопровод 18 вентилятором 19, Дроссель 11 снижает давление теплоносителя до давления в испарителе 8. Благодаря низкому давлению, создаваемому компрессором 9 в испарителе 8, теплоноситель кипит и отбирает от наружного атмосферного воздуха рассеянную теплоту окружающей среды. При этом температура испарителя 8 несколько ниже температуры

окружающей среды, создается температурный напор и теплообмен на поверхности испарителя 8 интенсифицируется. Осуществляется теплонасосный цикл и атмосферный воздух в центральном трубопроводе 18 или в камере 17 воздушной подушки получает больше теплоты, чем затраченная на привод компрессора 9 механическая работа. Атмосферный воздух засасывается, как

0 указано выше, вентилятором 19 в центральный трубопровод 18, нагревается продольными пластинами 50 теплотой конденсации теплопередающего контура 7 и за счет этого кинетическая энергия потока воздуха в цен5 тральном трубопроводе 18 увеличивается. В камере 17 воздушной подушки кинетическая энергия потока трансформируется в потенциальную и во внутренней камере 16 постоянно поддерживается избыточное

0 давление, под воздействием которого воздух устремляется в сопла 14, 15 гибкого ограждения 13 и выходит из них в виде струй, направленных вниз. Встречая на своем пути опорную поверхность 2, струи искривляют5 ся и растекаются по ней в стороны. Подсасываемый из внешнего пространства воздух увлекается струями в направлении их движения. В области, ограниченной днищем корпуса 12, гибким ограждением 13,

0 струями и опорной поверхностью 2, в результате реактивного действия струй возникает избыточное давление - воздушная подушка - и создается подъемная сила. Формула изобретения

5 1. Устройство для передвижения гибкого тела по опорной поверхности, содержащее приспособление для непрерывного наращивания длины гибкого тела, формирователь изгиба в вертикальной плоскости

0 участка этого тела и соединенный с формирователем изгиба летательный аппарат для поддержания в воздухе и перемещения гибкого тела, отличающееся тем, чем, с целью повышения безопасности работ и

5 точности прокладки гибкого тела по трассе, устройство оснащено грузовой платформой с подъемным гидроцилиндром и механизмом ее поворота, расположенной после приспособления для наращивания длины

0 гибкого тела, а летательный аппарат выполнен в виде аппарата на воздушной подушке, имеющем на верхней поверхности фиксаторы для крепления формирователя изгиба участка гибкого тела в вертикальной плоско5 сти.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что. с целью повышения эффективности в работе по перемещению гибкого тела, аппарат на воздушной подушке снаб- жен теплопередающим контуром, заполненным легкоиспаряющимся жидким ружной поверхности аппарата на воздуш- теплоносителем, составленным из после- ной подушке.

3. Устройство по п.2, отличающеедовательно соединенных испарителя,

3. Устройство по п.2, отличающеекомпрессора, конденсатора и дросселя,с я тем, что конденсатор расположен в трупри этом конденсатор расположен в камере5 бопроводе, подводящем воздух от компресвоздушной подушки, а испаритель - на на-сора в камеру воздушной подушки.

ной поверхности аппарата на воздуш- подушке.

3. Устройство по п.2, отличающее

Изобретение относится к тяжелому машиностроению и может быть использовано для передвижения гибкого тела неограниченной длины по труднодоступной местности. Цель изобретения - повышение безопасности работ и точности прокладки гибкого тела по трассе, а также повышение эффективности работы по перемещению гибкого тела. Устройство содержит приспособление для непрерывного наращивания длины гибкого тела, грузовую платформу с подъемным гидроцилиндром и механизмом ее поворота и аппарат на воздушной подушке для создания подъемной силы, включающий корпус с гибким ограждением, имеющим сопла, направленные на опорную поверхность, и внутреннюю камеру, камеру воздушной подушки, соо&щенной с центральным трубопроводом, имеющим вентилятор, и теплопередающий контур, заполненный легкоиспаряющимся жидким теплоносителем, составленный из последовательно соединенных испарителя, компрессора, конденсатора и дросселя. Конденсатор размещен на центральном трубопроводе или в камере воздушной подушки, а испаритель-на наружной поверхности корпуса. По мере наращивания длины гибкого тела изогнутый участок сдвигается в направлении его свободного конца. Под корпусом образуется воздушная подушка, обеспечивающая высокую проходимость. Теплоноситель кипит в испарителе и передает рассеянную теплоту через продольные пластины конденсатора воздуху, подаваемому в центральной трубопровод вентилятором. Кинетическая энергия потока воздуха в центральном трубопроводе увеличивается. В камере воздушной подушки кинетическая энергия трансформируется в потенциальную и по внутренней камере постоянно поддерживается избыточное давление. При этом увеличи-. вается грузоподъемность при тех же затратах топлива для работы вентилятора. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. ел с VI 00 XI ю со о

ч й ч л гл /: х W-N4

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 45Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Корректор С. Пекарь