Устройство для перемещения в трубопроводе

 

Изобретение относится к пневмогидроприводным устройствам для перемещения рабочих инструментов, например, устройств для контроля и очистки внутренней поверхности трубопровода и обеспечивает расширение технологических возможностей. Устройство снабжено шаговым движителем, включающим пару фиксирующих пневмоцилиндров, штоки которых снабжены роликовыми упорами, две пары вертикальных и горизонтальных упорных пневмогидроцилиндров, штоки которых снабжены фигурными упорами, и две пары пневмогидроцилиндров перемещения, при этом каждая пара упорных пневмогидроцилиндров и пневмогидроцилиндров перемещения, связанных между собой кинематически, расположена относительно другой пары соответствующих пневмогидроцилиндров во взаимоперпендикулярных плоскостях, пара вертикальных упорных пневмогидроцилиндров размещена внутри полого цилиндрического корпуса с возможностью перемещения вдоль продольной оси трубопровода, а пара горизонтальных упорных пневмогидроцилиндров проходит через внутреннюю полость, направляющей, выполненной в виде полого цилиндра, присоединенного к заднему торцу полого цилиндрического корпуса самоходного устройства с возможностью перемещения их перпендикулярно продольной оси трубопровода. 5 ил.

Изобретение относится к гидропневмоприводным устройствам для перемещения рабочих инструментов в трубопроводе, например, устройств для контроля и очистки внутренней поверхности трубопровода.

Целью предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для перемещения в трубопроводе, содержащем двухзвенный механизм с приводом шагового перемещения одного звена относительно другого посредством установленного между ними силового цилиндра осевого перемещения звеньев, каждое из которых имеет средство его фиксации в трубопроводе в виде опорных элементов с силовым цилиндром и систему управления силовыми цилиндрами, имеется по меньшей мере пара центрирующих элементов, каждый из которых имеет силовой цилиндр, и дополнительные цилиндры осевого перемещения звеньев, при этом силовые цилиндры центрирующих и опорных элементов закреплены в корпусах соответствующих звеньев посредством выполненных в корпусах пазов во взаимоперпендикулярных плоскостях к продольной оси устройства, а каждый центрирующий и опорный элемент размещен на свободном конце штока соответствующего силового цилиндра, причем основной и дополнительные силовые цилиндры осевого перемещения звеньев закреплены в корпусе второго по ходу перемещения устройства звена вдоль оси устройства, а их штоки взаимодействуют с боковой стенкой силовых цилиндров опорных элементов для поочередного перемещения звеньев.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство отличается принципиально новой конструкцией, включающей пару центрирующих элементов и дополнительные цилиндры осевого перемещения звеньев. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна".

В результате анализа известных в данной области техники технических решений были выявлены пневмогидравлические приводы /см. а.с. СССР N N1278495, 1325203/, в которых имеются элементы, т.е. силовые цилиндры, сходные с конструктивными элементами заявляемого устройства, однако расположение и взаимосвязь их предлагаемым в устройстве способом позволяет получить новые свойства, что приводит к значительному расширению технологических возможностей предлагаемого устройства. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

Перемещение устройства осуществляется за счет попеременной подачи рабочего агента из насосной станции в пары силовых цилиндров вертикальных и горизонтальных опорных элементов, каждая из которых, в свою очередь, кинематически связана с соответствующей парой силовых цилиндров осевого перемещения, в которые также периодически подается рабочий агент.

Подача рабочего агента в силовые цилиндры осуществляется посредством реле давления, установленного в каждом силовом цилиндре и подключенного к автоматической электрической схеме, расположенной внутри устройства.

За счет большого шага перемещения, равного двум длинам штока силовых цилиндров, а также за счет оперативного автоматического переключения /подачи/ давление с пары вертикальных на пару горизонтальных силовых цилиндров опорных элементов достигается значительная скорость перемещения устройства. Автоматической электрической схемой, установленной в устройстве, предусматривая реверсивность последнего.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 схема расположения силовых цилиндров осевого перемещения звеньев; на фиг. 3 схема расположения силовых цилиндров опорных элементов; на фиг. 4 схема расположения устройств автоматики на силовых цилиндрах осевого перемещения; на фиг. 5 схема расположения устройства автоматики на силовых цилиндрах центрирующих и опорных элементов.

Устройство для перемещения в трубопроводе включает размещенные в трубопроводе 1 цилиндрический корпус 2 и двухзвенный механизм с приводом шагового перемещения одного звена относительно другого. Двухзвенный механизм содержит пару центрирующих элементов с силовыми цилиндрами 3, две пары опорных элементов с вертикальными 4 и горизонтальными 5 силовыми цилиндрами и две пары дополнительных цилиндров осевого перемещения 6 и 7. Силовые цилиндры 3 центрирующих элементов расположены в передней части устройства по ходу перемещения взаимопротивоположно относительно продольной оси трубопровода 1, а их штоки снабжены роликовыми упорами 8. Вертикальные силовые цилиндры 4 опорных элементов расположены в пазах 9. Штоки вертикальных 4 и горизонтальных 5 силовых цилиндров имеют фигурные упоры соответственно 10 и 11.

Цилиндры осевого перемещения 6 жестко крепятся к правому вертикальному силовому цилиндру 4 сверху и снизу.

Штоки цилиндров осевого перемещения 7 крепятся к элементу 12, выполненному в виде кольца, с двух противоположных сторон на горизонтальной оси последнего. Кольцо имеет диаметр, равный диаметру полого цилиндрического корпуса 2.

Горизонтальные силовые цилиндры 5 опорных элементов проходят через направляющую 13 перпендикулярно продольной оси трубопровода 1 и ограничены кольцом элемента 12. Направляющая 13 представляет собой полый цилиндр, приваренный к заднему торцу полого цилиндрического корпуса 2.

Ко всем цилиндрам 3, 4, 5, 6, 7 подключены напорные трубопроводы 14 с установленными в них электромагнитными клапанами 15. Напорные трубопроводы 14 соединены с насосной станцией /не показана/. Кроме того, к силовым цилиндрам 3, 4, 5 с двух сторон подключаются по два реле давления 16, соединенных с автоматической электрической схемой /на чертеже не показана/, установленной в полом цилиндрическом корпусе 2.

В цилиндрах осевого перемещения 6, 7 с двух сторон на незначительном расстоянии от торцов имеются два отверстия, к которым подключаются два микропереключателя 17, также соединенные с вышеуказанной автоматической электрической схемой.

Устройство работает следующим образом.

При подаче рабочего агента из насосной станции по напорным трубопроводам одновременно в два силовых цилиндра 3 центрирующих элементов их штоки перемещаются до достижения роликовыми упорами 8 внутренней стенки трубопровода 1. Реле давления 16, смонтированные в силовых цилиндрах 3, реагируют на повышение давления и подают сигнал электромагнитным клапаном 15 на отключение подачи рабочего агента в силовые цилиндры 3. При этом устройство фиксируется строго по продольной оси трубопровода 1. После установления силовых цилиндров 3 в рабочее положение "в распор" подается давление в вертикальные силовые цилиндры 4, срабатывают реле давления 16, установленные на вертикальных силовых цилиндрах 4, и фигурные упоры 10, достигнув внутренней стенки трубопровода 1, центрируют устройство вдоль продольной оси трубопровода 1. После установления силовых цилиндров 3 и 4 в "распор", реле давления 16, смонтированные в вертикальных силовых цилиндрах 4, подают сигнал на электромагнитный клапан 15 цилиндров осевого перемещения 6 на подачу в них рабочего агента для перемещения их поршней против направления движения устройства. При этом вертикальные силовые цилиндры 4, оставаясь закрепленными "в распор" во внутренней стенке трубопровода 1, неподвижны, а цилиндры осевого перемещения 6, а вместе с ними и весь полый цилиндрический корпус 2 устройства перемещаются на один шаг вперед. При перемещении поршней цилиндров осевого перемещения 6 на определенную длину, прежде чем достигнуть конечного положения, микропереключатель 17 срабатывает, подавая сигнал для горизонтальных силовых цилиндров 5 на перемещение их поршней в исходное положение, т.е. их фигурные упоры 11 не соприкасаются с внутренней стенкой трубопровода 1. Поршни цилиндров осевого перемещения 7 готовы для перемещения на один шаг вперед, т.е. находятся в крайнем правом положении, исходном, относительно цилиндров осевого перемещения 7. После срабатывания микропереключателя 17 цилиндров осевого перемещения 6, подается сигнал на исходное положение горизонтальных силовых цилиндров 5 и в них поступает рабочий агент до тех пор, пока фигурные упоры 11 не достигнут внутренней стенки трубопровода 1, т.е. не установятся "в распор". Затем реле давления 17 в горизонтальных силовых цилиндрах 5 подают сигнал на перемещение полого цилиндрического корпуса 2 устройства вперед, т. е. включаются в работу цилиндры осевого перемещения 7, которые перемещают полый цилиндрический корпус 2 до тех пор, пока микропереключатель 17 цилиндров осевого перемещения 7 не выдает сигнал на установку вертикальных силовых цилиндров 4 в исходное положение /т.е. фигурные упоры 10 опущены во внутрь полого цилиндрического корпуса 2 устройства, а поршни цилиндров осевого перемещения 6 находятся в крайнем правом положении/. Затем цикл повторяется.

Таким образом, при передаче сигнала с реле давления 16 вертикальных и горизонтальных силовых цилиндров 4, 5 на микропереключатели 17 цилиндров осевого перемещения 6 и 7 устройство делает шаг за шагом и перемещается за один шаг на длину штоков цилиндров осевого перемещения 6 и 7 до остановки его по сигналу датчика или оператора /на чертеже не показаны/. Устройство может останавливаться в заданном месте или двигаться назад.

При движении назад подача рабочего агента в цилиндры осевого перемещения 6 и 7 осуществляется в направлении обратном от принятого первоначально.

Формула изобретения

Устройство для перемещения в трубопроводе, содержащее двухзвенный механизм с приводом шагового перемещения одного звена относительно другого посредством установленного между ними силового цилиндра осевого перемещения звеньев, каждое из которых имеет средство его фиксации в трубопроводе в виде опорных элементов с силовым цилиндром и систему управления силовыми цилиндрами, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено по меньшей мере парой центрирующих элементов, каждый из которых имеет силовой цилиндр, и дополнительными цилиндрами осевого перемещения звеньев, при этом силовые цилиндры центрирующих и опорных элементов закреплены в корпусах соответствующих звеньев, посредством выполненных в корпусах пазов во взаимно перпендикулярных плоскостях к продольной оси устройства, а каждый центрирующий и опорный элемент размещен на свободном конце штока соответствующего силового цилиндра, причем основной и дополнительные силовые цилиндры осевого перемещения звеньев закреплены в корпусе второго по ходу перемещения устройства звена вдоль оси устройства, а их штоки взаимодействуют с боковой стенкой силовых цилиндров опорных элементов для поочередного перемещения звеньев.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5