Устройство для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава
Владельцы патента RU 2698224:
ЧЕЛАК Петр Вячеславович (RU)
ФОФАНОВ Михаил Николаевич (RU)
ЯВОРСКИЙ Владимир Станиславович (RU)
Изобретение относится к строительству и может использоваться при ремонте трубопроводов. Устройство для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава (1) содержит световую цепь (2) с источниками УФ-излучения, кабельный барабан (4) с электроприводом для протягивания световой цепи через указанный рукав, воздуходувку (5) с электроприводом для создания в рукаве избыточного давления и блок (6) управления. Световая цепь (2) содержит опоры в виде телескопических кронштейнов, связанных с механизмами изменения угла наклона этих кронштейнов и их длины с соответствующими приводами. На концах кронштейнов установлены опорные ролики. Кроме того, световая цепь содержит датчики температуры, давления, камеру видеонаблюдения и 3-D сканер. Блок (6) управления связан с источниками УФ-излучения, датчиками температуры, датчиком давления, камерой видеонаблюдения, 3-D сканером, приводами механизмов изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов, а также с электроприводами кабельного барабана и воздуходувки. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава, и может быть использовано при ремонте внешних и внутренних инженерных сетей.
Существуют различные устройства для отверждения введенного в трубопровод рукава из полимерных смол посредством протягивания через указанный рукав световой цепи с источниками ультрафиолетового (УФ) излучения.
Например, известно устройство по патенту US 7812328, предназначенное для облучения внутренних стенок удлиненных полостей УФ или инфракрасным излучением с целью отверждения слоя синтетической смолы. Это устройство содержит основание с по меньшей мере одним источником излучения и несколькими колесами, посредством которых устройство направляется вдоль полости. Колеса установлены на рычагах с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно основания. С каждым рычагом соединена газовая пружина, стремящаяся повернуть рычаг в сторону удаления колеса в более удаленное от основания положение. Однако такое выполнение рычагов обеспечивает изменение радиального положения колес в относительно небольшом диапазоне, что приводит к необходимости использования для проведения восстановительных работ двух видов световых цепей: для труб диаметром до 600 мм и для труб диаметром более 600 мм. Кроме того, известное устройство не позволяет контролировать процесс отверждения слоя синтетической смолы и проводить работы в полностью автоматическом режиме, включая поддержание заданного давления воздуха, включение/выключение световой цепи, протягивание световой цепи с заданной скоростью, что не позволяет добиться стабильного качества проведения ремонтных работ.
Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство для отверждения полимерного рукава по заявке US 2010314561 A1, содержащее световую цепь с источниками УФ-излучения, средство ее протягивания через указанный рукав, средство создания избыточного давления в этом рукаве и блок управления, причем световая цепь содержит опоры в виде кронштейнов регулируемой длины с опорными роликами на концах, датчики температуры и камеру видеонаблюдения. При этом кронштейны могут быть выполнены упругими и складывающимися, однако в известном устройстве не предусмотрена возможность изменения длины этих кронштейнов в процессе протягивания световой цепи.
Кроме того, в известном устройстве отсутствуют средства автоматизации процесса протягивания световой цепи, что может привести к нарушению технологического процесса при работе с различными видами полимерного рукава. Также отсутствуют средства автоматической регулировки длины опор для роликов, из-за чего снижается возможность восстановления трубопровода при изменении внутреннего сечения восстанавливаемого трубопровода; отсутствуют средства автоматического контроля давления воздуха в полимерном рукаве и температуры его внутренней поверхности в процессе проведения восстановительных работ.
Таким образом, проблемой, решаемой изобретением, является создание устройства для отверждения полимерных рукавов с широким диапазоном их диаметров (от 150 до 1600 мм) любого сечения с возможностью полной автоматизации технологического процесса.
Указанная проблема решается в устройстве для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава, содержащем световую цепь с источниками УФ-излучения, средство ее протягивания через указанный рукав, средство создания избыточного давления в этом рукаве и блок управления, причем световая цепь содержит опоры в виде кронштейнов регулируемой длины с опорными роликами на концах, датчики температуры и камеру видеонаблюдения.
Согласно изобретению кронштейны выполнены телескопическими с возможностью изменения угла их наклона относительно продольной оси световой цепи, а световая цепь дополнительно содержит 3-D сканер, механизмы изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов с соответствующими приводами и датчик давления, при этом средство протягивания световой цепи выполнено в виде кабельного барабана с электроприводом, средство создания избыточного давления в полимерном рукаве выполнено в виде воздуходувки с электроприводом, а блок управления связан с источниками УФ-излучения, датчиками температуры, датчиком давления камерой видеонаблюдения, 3-D сканером, приводами механизмов изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов, а также с электроприводами кабельного барабана и воздуходувки.
Техническим результатом такого выполнения устройства является возможность автоматизации всего процесса отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава: контролировать внутреннее давления воздуха и температуры; регулировать протяжку световой цепи в трубопроводе; изменять длины кронштейнов в большом диапазоне при изменении внутреннего сечения полимерного рукава; выбирать мощность источника УФ-излучения, а также осуществлять визуальный контроль отверждения полимерного рукава.
Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью подачи команды на приводы механизмов изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов в зависимости от определенного 3-D сканером и/или камерой видеонаблюдения изменения профиля трубопровода.
Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью подачи команды на электропривод воздуходувки в зависимости от изменения сигнала датчика давления.
Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью подачи команды на электропривод кабельного барабана в зависимости от температуры внутренней поверхности полимерного рукава, определенной на основании данных датчика температуры.
Световая цепь может содержать две камеры видеонаблюдения, установленные на крайних звеньях световой цепи.
Устройство может дополнительно содержать генератор, при этом блок управления, воздуходувка, кабельный барабан и указанный генератор установлены на платформе, приспособленной для ее перемещения транспортным средством. Это позволяет обеспечить мобильность и энергонезависимость устройства.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематично показано устройство для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава, общий вид сбоку;
на фиг. 2 отдельно показано звено световой цепи, вид в перспективе;
на фиг. 3 схематично показано расположение световой цепи в трубе круглой формы;
на фиг. 4 схематично показано расположение световой цепи в трубе овоидальной формы.
Как показано на фиг. 1 и 2, устройство для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава 1 содержит световую цепь 2, и установленные на платформе 3 транспортного средства средство протягивания световой цепи 2 через указанный рукав, выполненное в виде кабельного барабана 4 с электроприводом, средство создания избыточного давления в рукаве, выполненное в виде воздуходувки 5 с электроприводом, блок 6 управления и генератор 7.
Световая цепь 2 состоит из нескольких звеньев, содержащих источники 8 УФ-излучения и опоры в виде установленных на основании этих звеньев телескопических кронштейнов 9 с опорными роликами 10 на концах и амортизаторами 11. Телескопические кронштейны 8 установлены с возможностью изменения угла наклона относительно продольной оси световой цепи и связаны с приводными механизмами 12 изменения длины и угла наклона телескопических кронштейнов. Кроме того, на переднем по ходу звене световой цепи 2 установлена камера 13 видеонаблюдения, 3-D сканер 14, а также датчики 15 температуры и датчик давления (условно не показан). Устройство также может содержать дополнительные камеру видеонаблюдения и 3-D сканер (не показаны) на заднем по ходу звене световой цепи 2.
Световая цепь 2 соединена с кабельным барабаном 4 и блоком 6 управления посредством кабеля 16, одновременно выполняющем функцию троса.
Блок 6 управления, выполненный на основе компьютера, связан с источниками 8 УФ-излучения, датчиками 15 температуры, датчиком давления, камерой (камерами) 13 видеонаблюдения, 3-D сканером 14, приводами механизмов 12 изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов 9, а также с электроприводами кабельного барабана 4 и воздуходувки 5. При этом блок 6 управления выполнен с возможностью подачи команды на приводы механизмов 12 изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов 9 в зависимости от определенного 3-D сканером и/или камерой 13 видеонаблюдения изменения профиля трубопровода; подачи команды на электропривод воздуходувки 5 в зависимости от изменения сигнала датчика давления; подачи команды на электропривод кабельного барабана 4 в зависимости от температуры внутренней поверхности полимерного рукава, определенной на основании данных датчиков 15 температуры. Приводные механизмы 12 изменения длины и угла наклона телескопических кронштейнов 9 выполнены независимыми, обеспечивая возможность следования световой цепи 2 по как по круглой трубе (фиг. 3), так и по трубе овоидальной формы (фиг. 4).
Устройство работает следующим образом.
В восстанавливаемый участок трубопровода вводят полимерный рукав 1, в который вводят световую цепь 2 и соединяют ее посредством кабеля 16 с кабельным барабаном 4. Затем на концы полимерного рукава устанавливают заглушки – пакеры 17, пропуская через них кабель 16, и соединяют воздуходувку 5 с внутренним пространством полимерного рукава 1 посредством воздуховода 18. После этого подают воздух и раздувают рукав до внутреннего размера трубопровода. Блок управления на основании данных, полученных с датчика давления, обеспечивает поддержание давления в полимерном рукаве в заданных пределах. На блоке управления задают параметры трубы (диаметр и длина) и рукава (толщина стенки и производитель). Световую цепь 2 устанавливают в начало трубы, после чего начинают ее протяжку. Устройство снабжается электроэнергией от генератора 7. Во время протяжки световой цепи в начале трубы происходит сканирование ее внутренней поверхности 3-D сканером, который считывает профиль трубы и передает полученную информацию в блок управления, выдающий соответствующие команды на механизмы 12, изменяющие угол наклона и длину телескопических кронштейнов 9. Это позволяет избежать образования зон затемнения и дает возможность использовать одну световую цепь в диапазоне диаметров ремонтируемых труб от 200 до 1600 мм. При прохождении световой цепи по трубе с включенным источниками УФ-излучения происходит измерение температуры и давления в трубе, что дает возможность контролировать процесс отверждения рукава. Блок управления позволяет автоматизировать весь процесс санации: контролировать давление и температуру в полимерном рукаве; включать видеозапись процесса полимеризации передней и задней камерами световой цепи; обеспечивать протяжку световой цепи в трубопроводе со скоростью, заданной для конкретной марки полимерного рукава, толщины его стенок, диаметра и протяженности.
В процессе полимеризации 3-D сканер проводит также сканирование восстановленной трубы и передает полученную информацию в блок управления для формирования 3-D модели восстановленного трубопровода. При этом также ведется запись всего рабочего процесса видеокамерами, установленными на фронтальной и тыльной стороне световой цепи, что позволяет оператору следить за процессом не только по показаниям датчиков давления и температуры, но и визуально. Все параметры процесса и видеозапись могут передаваться на внешний накопитель и/или в режиме реального времени на пульт в диспетчерскую.
1. Устройство для отверждения введенного в трубопровод полимерного рукава, содержащее световую цепь с источниками УФ-излучения, средство ее протягивания через указанный рукав, средство создания избыточного давления в этом рукаве и блок управления, причем световая цепь содержит опоры в виде кронштейнов регулируемой длины с опорными роликами на концах, датчики температуры и камеру видеонаблюдения, отличающееся тем, что кронштейны выполнены телескопическими с возможностью изменения угла их наклона относительно продольной оси световой цепи, а световая цепь дополнительно содержит 3-D сканер, механизмы изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов с соответствующими приводами и датчик давления, при этом средство протягивания световой цепи выполнено в виде кабельного барабана с электроприводом, средство создания избыточного давления в полимерном рукаве выполнено в виде воздуходувки с электроприводом, а блок управления связан с источниками УФ-излучения, датчиками температуры, датчиком давления, камерой видеонаблюдения, 3-D сканером, приводами механизмов изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов, а также с электроприводами кабельного барабана и воздуходувки.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью подачи команды на приводы механизмов изменения угла наклона и длины телескопических кронштейнов в зависимости от определенного 3-D сканером и/или камерой видеонаблюдения изменения профиля трубопровода.
3. Устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью подачи команды на электропривод воздуходувки в зависимости от изменения сигнала датчика давления.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью подачи команды на электропривод кабельного барабана в зависимости от температуры внутренней поверхности полимерного рукава, определенной на основании данных датчика температуры.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что световая цепь содержит две камеры видеонаблюдения, установленные на крайних звеньях световой цепи.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор, при этом блок управления, воздуходувка, кабельный барабан и указанный генератор установлены на платформе, приспособленной для ее перемещения транспортным средством.
