Устройство для контроля формы сечения трубопровода

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения формы сечений цилиндрических изделий, например трубопроводов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем одновременного измерения радиусов кривизны и периметра контролируемого сечения. Устройство содержит измерительный узел с регистрирующим элементом и механизм фиксации измерительного узла на трубопроводе в виде отрезков гибкой ленты, соединенных между собой с помощью роликов и пружинного замка. Измерительный узел выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой кареток с закрепленными на них опорными роликами, соединенными с отрезками гибкой ленты. Первая каретка снабжена стойкой, шарнирно соединенной с тягой, на которой шарнирно закреплен рычаг, в котором размещен дополнительный шарнир для соединения со стойкой второй каретки. Рычаг посредством винта соединен с направляющей пластиной с продольным пазом на одном конце и регистрирующим элементом на другом конце, прижатом к измерительному диску на торце барабана, ось которого закреплена на стойке второй каретки. Привод вращения барабана выполнен в виде катушки, закрепленной на оси одного из роликов фиксирующего механизма, снабженной гибким поводком, один конец которого намотан на барабан, а другой закреплен на катушке. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения формы сечений цилиндрических изделий, например трубопроводов.

Известно устройство для контроля формы сечения паропроводов, содержащее шарнирно сочлененные полукольца с опорными элементами и разъемной винтовой стяжкой с упором, в котором полукольца выполнены из ряда звеньев в виде трехплечих рычагов, два плеча из которых шарнирно соединены со смежными звеньями и снабжены опорными роликами, а третье плечо каждого рычага подвижно связано со смежным звеном посредством планки с фиксатором [1] .

Недостатками этого устройства являются повышенная трудоемкость в изготовлении, а также невысокий уровень точности измерения формы сечения из-за интервального способа замера, невозможность автоматической регистрации результатов измерений.

Известно также устройство для контроля формы сечения трубопроводов, содержащее измерительный узел, взаимодействующий с ним регистрирующий элемент и механизм фиксации измерительного узла на трубопроводе, выполненный в виде отрезка гибкой ленты с приводом для ее обкатывания по периметру исследуемого сечения [2] . При этом измерительный узел выполнен в виде скобы, одна ножка которой шарнирно закреплена на гибкой ленте, а другая прижата к ней для регистраций измерений посредством пружинного замка на ленте.

Недостатком указанного устройства является невозможность одновременного измерения периметра и формы сечения трубопроводов, что снижает его функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля не только радиусов кривизны, но и периметра контролируемого сечения.

Для этого в устройстве для контроля формы сечения трубопровода измерительный узел выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой кареток с раздвижными опорными элементами и стойками, связанными между собой тягой, один концевой участок которой шарнирно закреплен на стойке первой каретки, а другой шарнирно соединен с рычагом, шарнирно закрепленным в стойке второй каретки. При этом каретки снабжены опорными роликами, соединенными гибкой лентой, а измерительный узел выполнен в виде установленного на оси стойки второй каретки барабана, снабженного на торце измерительным диском, механизмом его вращения и регистрирующим элементом, размещенным на свободном конце пластины, другой концевой участок которой имеет паз, в котором зафиксирован рычаг. Привод вращения барабана выполнен в виде катушки, установленной на оси одного из роликов фиксирующего механизма, и закрепленного на катушке одним концом гибкого поводка, намотанного на барабан и закрепленного другим концом на нем.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - элемент измерительного узла и механизм фиксации, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку.

Устройство для контроля формы сечения трубопроводов содержит измерительный узел, состоящий из двух кареток 1, шарнирно сочлененных между собой осью 2 и снабженных опорными роликами 3, фиксированными на исследуемом сечении цилиндрического объекта 4, и стойками 5 и 6, в шарнирах 7 и 8 которых закреплены концевые участки соответственно тяги 9 и рычага 10, соединенных между собой шарниром 11. В рычаге 10 зафиксирована при помощи винта 12 в пазу 13 пластина 14, на свободном конце которой размещен регистрирующий элемент 15, например, в виде иглы. Измерительный узел фиксируется на контролируемой поверхности трубопровода при помощи приспособления в виде гибкой ленты с приводом 16, звенья которой соединены между собой роликами 17. На оси ролика, ближайшего к второй каретке 1 со стойкой 6, установлена катушка 18, на которой закреплен гибкий поводок 19, другой конец которого намотан на поверхности барабана 20, установленного на его оси с винтом 21, закрепленной на стойке 6 второй каретки с возможностью вращения. На торцовой поверхности барабана 20 расположен измерительный диск 22, например, из парафинированной бумаги.

Для выделения исследуемого сечения устройство снабжено неподвижной направляющей 23, снабженной масштабными метками с закрепленными на нем реперами 24, а также нониусом для замера периметра. Кроме того, вторая каретка со стойкой 6 снабжена рейкой 25 для взаимодействия с реперами 24. Винт 21 фиксирует пластину 26 через прорези на ней относительно держателя 27 стойки 6 каретки 1 и оси барабана 20. На пластине 26 посредством прижима 28 и винтов 29 закреплены масштабные иглы 30. Держатель 27 снабжен винтом 31 для фиксации барабана 20 в заданном положении. Винты 32 фиксируют положение роликов 3 относительно пазов в основании кареток 1.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое сечение цилиндрического объекта 4 фиксируется направляющей 23, по закрепленному на ней нониусу определяется периметр контролируемого сечения. Затем с помощью винтов 32 устанавливается заданное расстояние между опорными роликами 3 кареток 1 и осью 2. После этого путем перемещения тяги 9 относительно шарнира стойки 5 каретки 1, последующего его закрепления стопорным винтом шарнира 7 и фиксации пластины 14 через ее паз 13 винтом 12 устанавливается положение регистрирующего элемента 15 в нулевое положение посередине между центром и наружным диаметром измерительного диска по эталонному сегменту с радиусом, равным среднему радиусу сечения контролируемого объекта. Затем для замеров радиусов кривизны или определяемых ими параметров фиксируется с помощью прижима 28 и винтов 29 положение масштабных игл 20 относительно пластины 26 и измерительного диска 22 и прочерчиваются измерительные метки иглами 30 путем поворота барабана 20 вокруг своей оси в заданных участках измерительного диска. После этого положение барабана 20 фиксируется винтом 21 держателя 27 стойки 6 каретки 1, измерительный узел устанавливается вдоль направляющей в начальное положение с помощью гибкой ленты с приводом 16 и роликами 17, затем перемещается по периметру контролируемого сечения объекта 4 и в заданных точках по его периметру производится поочередной контроль каждого из определяемых параметров путем перемещения измерительных меток параметра при вращении барабана 20 к регистрирующему элементу 15 и последующего снятия показаний. Определение интервала изменения замеряемых параметров в контролируемом сечении производится после перемещения устройства по периметру путем сопоставления получаемой в результате перемещения длины прочерченной регистрирующим элементом 15 на диске 22 риски с соответствующими определяемому параметру измерительными сетками.

При построении графика изменения заданного параметра вдоль периметра контролируемого сечения цилиндрического объекта после установки измерительного узла на поверхности объекта монтажа измерительных игл описанным способом гибкий поводок катушки 18 закрепляется на барабане 20. Затем с помощью нанесенной на направляющую 23 масштабной сетки в заданных ее точках крепятся репера 24. После этого с помощью привода 16 устройство перемещается вдоль контролируемого сечения. При этом в результате изменения угла между основаниями кареток 1 с вершиной в шарнире тяга 9 через рычаг 10 и пластину 14 изменяет положение регистрирующего элемента 15 относительно диска 22, вращение которого происходит путем разматывания гибкого поводка 19 с барабана 20 из-за вращения катушки 18 при ее перемещении по поверхности контролируемого сечения. При этом масштабные иглы прочерчивают измерительную шкалу, регистрирующий элемент 15 прочерчивает на диске 22 кривую с всплесками на ней, обусловленными контактом рейки 25 с реперами 24 направляющей 23. По положению всплесков на кривой определяются координаты точек по периметру замеряемого параметра.

Устройство позволяет определять одновременно периметр контролируемого цилиндрического объекта и в его заданных точках проводить автоматическую регистрацию радиусов кривизны поперечного сечения и связанные с ними локальные деформации в пластической области или в условиях ползучести, напряжения и коэффициенты интенсивности напряжений, величины расчетного ресурса эксплуатации при заданных величинах номинальных геометрических размеров объекта и дефектов (трещин) с использованием стандартных расчетных методик или путем предварительной градуировки устройства.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявленное устройство позволяет проводить одновременно определение нескольких параметров контролируемого сечения, автоматическую регистрацию результатов измерений в компактной графической форме и контроль величин заданных параметров в недоступных для визуального наблюдения точках сечения. (56)1. Авторское свидетельство СССР N 832310, кл. G 01 B 5/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 1566185, кл. G 01 B 5/20, 1988.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА, содержащее измерительный узел, взаимодействующий с ним регистрирующий элемент и механизм фиксации измерительного узла на трубопроводе, выполненный в виде отрезков гибкой ленты, соединенных между собой с помощью роликов и пружинного замка, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет контроля не только радиусов кривизны, но и периметра, измерительный узел выполнен в виде шарнирно соединенных между собой двух кареток, двух опорных роликов, закрепленных на соответствующих каретках и соединенных с соответствующими отрезками гибкой ленты, двух стоек, размещенных на соответствующих каретках и шарнирно соединенных между собой посредством тяги, рычаги, шарнирно соединенного с одной из стоек и с тягой, направляющей пластины, на одном конце которой выполнен продольный паз, в котором размещен с возможностью перемещения и фиксации конец рычага, а на другом конце размещен регистрирующий элемент, и закрепленного на той же стойке с возможностью вращения и фиксации барабана, торец которого является измерительным диском и предназначен для взаимодействия с регистрирующим элементом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод вращения барабана выполнен в виде катушки, закрепленной на оси одного из роликов фиксирующего механизма, и закрепленного на катушке одним концом гибкого поводка, намотанного на барабан и закрепленного другим концом на нем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3