CH669127A5 - Traction device serving as mole running inside pipes - uses radially extended pivoted arms to act against walls of pipe either for locomotive movement or to lock mole - Google Patents

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Abstract

The traction device has self-locking radial thrust arms (3) which are pushed outward to lock in the inner wall of the pipe, and can be remotely controlled to proceed either forward or backward. Movement is generated by alternate radial extension and retraction of the arms (3), which act against the walls of the pipe. The arms are activated hydraulically or pneumatically, and movement controlled by an electrical, pneumatic, or hydraulic logic controller. Precise positioning is obtained by slow speed rotation of an electric actuator controlling air or hydraulic supply. USE/ADVANTAGE - Mole for transport of cleaning and maintenance equipment in, for example, water, gas or sewer pipes. Good adherence under heavy traction, high torque resistance, in insensitive to condition of interior of pipe.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION

Le dispositif de traction selon l'invention a pour but de permettre l'exploration et de faciliter les interventions de toute nature visant l'entretien et l'assainissement de canalisations de fluides divers, tels qu'eau, gaz, égouts, etc. The purpose of the traction device according to the invention is to allow exploration and to facilitate interventions of all kinds aimed at the maintenance and sanitation of pipes for various fluids, such as water, gas, sewers, etc.

On connaît déjà des appareils autotractés destinés à opérer des visions, des soudures et meulages circulaires à l'intérieur de canalisations, en particulier de coeurs de réacteurs nucléaires, échangeurs, comportant de nombreux coudes (brevets FR 1.508.238, EP 0061078 Bl). Self-propelled devices intended to operate visions, welds and circular grindings are already known inside pipes, in particular cores of nuclear reactors, exchangers, comprising numerous bends (patents FR 1,508,238, EP 0061078 Bl).

La présente invention vise avant tout la traction de charges très lourdes ou forcées à l'intérieur de conduites quasi rectilignes, tels pipelines, conduites d'eaux, gaz, égouts, et requérant une force de traction axiale considérable ou la neutralisation d'un couple important. The present invention aims above all to pull very heavy or forced loads inside almost straight pipes, such as pipelines, water pipes, gases, sewers, and requiring a considerable axial pulling force or the neutralization of a couple. important.

Ces conditions se présentent lors de la traction de hérissons, dispositifs de nettoyage par meulage ou brossage intérieurs faisant appel à des couples de rotation significatifs à neutraliser. These conditions arise when pulling hedgehogs, internal grinding or brushing cleaning devices using significant torques to neutralize.

Le dispositif se distingue aussi par son insensibilité à l'état de surface intérieure desdites canalisations, puisque le dispositif s'appuie radialement sur leur surface intérieure. De plus, son principe lui confère une force de traction et une adhérence exceptionnelles. The device is also distinguished by its insensitivity to the interior surface state of said pipes, since the device is supported radially on their interior surface. In addition, its principle gives it exceptional traction and grip.

Le principe du déplacement du dispositif est semblable à celui mis en oeuvre par certains animaux rampants. Il fait appel à une succession d'appuis alternés sur la surface intérieure de la canalisation, entrecoupés de mouvements longitudinaux ordonnés de contraction et d'extension. The principle of movement of the device is similar to that implemented by some crawling animals. It uses a succession of alternating supports on the interior surface of the pipeline, interspersed with ordered longitudinal movements of contraction and extension.

Les appuis assurant les points d'ancrage indispensables à une traction sans risque de glissement sont conçus de manière à répartir l'effort uniformément à l'intérieur de la canalisation, cette dernière étant résistante à ce type de charge. Son système d'autoserrage transforme l'effort de traction en force d'appui radiale, conférant au dispositif de traction une adhérence qu'impose la nature des interventions susmentionnées. The supports providing the anchoring points essential for traction without risk of slipping are designed to distribute the force evenly inside the pipe, the latter being resistant to this type of load. Its self-tightening system transforms the tensile force into a radial pressing force, giving the traction device an adhesion which the nature of the above-mentioned interventions imposes.

L'avantage du système réside aussi dans le fait que le mécanisme d'appui a un diamètre variable. Se déployant radialement, après une extension axiale, contre la paroi intérieure du tuyau, souvent chargée de dépôts ou présentant des discontinuités résultant de piquages de canalisations secondaires, il est en conséquence insensible à a ces inconvénients, pierre d'achoppement d'autres dispositifs moto- risés. The advantage of the system also lies in the fact that the support mechanism has a variable diameter. Deploying radially, after an axial extension, against the internal wall of the pipe, often loaded with deposits or having discontinuities resulting from branching of secondary pipes, it is consequently insensitive to these drawbacks, stumbling block of other motorcycle devices - laughed.

Les dessins annexés illustrent des formes d'exécution du dispositif objet de l'invention. The accompanying drawings illustrate embodiments of the device which is the subject of the invention.

Le principe visible sur la figure 1 est le suivant: Position I L'extenseur radial a est rétracté. The principle visible in Figure 1 is as follows: Position I The radial expander a is retracted.

L'extenseur radial b est déployé et s'appuie fortement contre la surface intérieure de la conduite. The radial expander b is deployed and bears strongly against the interior surface of the pipe.

L'extenseur axial c est déployé. The axial expander c is deployed.

Position 2 Après avoir actionné l'extenseur c, ce dernier s'est contracté, tirant la charge F d'une course de vérin. Position 2 After activating the expander c, the latter contracted, pulling the load F from a cylinder stroke.

Position 3 On actionne simultanément les moteurs a et b, a en extension, b en rétraction. Cette phase vise à déplacer le point d'appui; il n'y a donc aucun mouvement de la charge F. Position 3 Motors a and b are operated simultaneously, a in extension, b in retraction. This phase aims to move the support point; there is therefore no movement of the load F.

Position 4 Action sur l'extenseur c qui déploie son point d'appui vers l'extrémité B de la conduite. Il n'y a aucun déplacement de la charge F lors de cette séquence. Position 4 Action on the expander c which deploys its fulcrum towards the end B of the pipe. There is no displacement of the load F during this sequence.

Position 5 Contraction et extension respectives des mouvements des appuis a et b. On se retrouve dans la position 1. Position 5 Contraction and respective extension of the movements of the supports a and b. We are in position 1.

La figure 2 est un exemple de réalisation schématisée. Figure 2 is a schematic embodiment.

Le vérin C de course 1, dessiné en position d'extension, comporte un motoréducteur à ses deux extrémités. The stroke C cylinder 1, drawn in the extended position, has a geared motor at its two ends.

Les axes 1 des motoréducteurs a et b sont filetés. Une bague 2 se visse et se dévisse sur la vis 1 selon le sens de rotation du moteur. The axes 1 of the gearmotors a and b are threaded. A ring 2 is screwed and unscrewed on the screw 1 according to the direction of rotation of the motor.

Les bagues 2 se déplacent donc axialement. The rings 2 therefore move axially.

Ce faisant, elles ouvrent ou ferment une série de biellettes 3 représentées sur la figure 2 fermées côté A de la canalisation, déployées côté B, de sorte que le mouvement du dispositif de traction aura la direction A-B, la charge étant en F. In doing so, they open or close a series of rods 3 shown in FIG. 2 closed on the A side of the pipeline, deployed on the B side, so that the movement of the traction device will have the direction A-B, the load being at F.

Le détail de la commande des biellettes 3 est représenté sur la figure 3. The detail of the control of the links 3 is shown in FIG. 3.

La figure 4 représente une forme d'exécution d'un dispositif de traction utilisant des vérins hydrauliques à une pression de 100 à 150 bar. Les circuits hydrauliques sont noyés dans des rainures des tubes extérieurs 7 et 8 disposées selon six génératrices 1. Figure 4 shows an embodiment of a traction device using hydraulic cylinders at a pressure of 100 to 150 bar. The hydraulic circuits are embedded in grooves of the outer tubes 7 and 8 arranged according to six generators 1.

Ces circuits sont rassemblés en un seul faisceau à l'extrémité du dispositif de traction. These circuits are combined into a single bundle at the end of the traction device.

La figure 5 représente le même dispositif muni d'extenseurs, dont les mouvements d'élongation et de contraction sont produits par le déplacement axial d'un plan incliné ou cône, agissant par l'intermédiaire de galets, simultanément sur chaque extenseur radial. Dans cette forme d'exécution, les extenseurs peuvent être cylindriques et glissent à l'intérieur de paliers autolubrifiés. FIG. 5 represents the same device provided with expanders, the elongation and contraction movements of which are produced by the axial displacement of an inclined plane or cone, acting by means of rollers, simultaneously on each radial expander. In this embodiment, the expanders can be cylindrical and slide inside self-lubricated bearings.

Le cylindre 2 est mobile; son piston 3 est solidaire du cylindre 4, lui-même solidaire du tube extérieur 8. Lorsque le piston 5 est actionné, il entraîne le cylindre 6, lui-même solidaire du tube 7, lequel va glisser sur la partie extérieure du cylindre 4. Il s'ensuit une élongation du dispositif égale à la course du piston 5. The cylinder 2 is mobile; its piston 3 is integral with the cylinder 4, itself integral with the outer tube 8. When the piston 5 is actuated, it drives the cylinder 6, itself integral with the tube 7, which will slide on the exterior part of the cylinder 4. This results in an elongation of the device equal to the stroke of the piston 5.

Une forte adhérence contre la paroi est obtenue par un dispositif autobloquant. Plus la force de traction est grande, plus forte est la pression exercée contre la paroi de la canalisation. Strong adhesion against the wall is obtained by a self-locking device. The greater the tensile force, the greater the pressure exerted against the wall of the pipe.

C'est ainsi que l'angle a formé entre les biellettes 3 déployées et la paroi de la canalisation va déterminer l'effet d'autoserrage. Cet angle sera quelque peu plus grand que 900. Thus the angle formed between the rods 3 deployed and the wall of the pipe will determine the self-tightening effect. This angle will be somewhat larger than 900.

L'adaptation du dispositif au diamètre de la canalisation se fait par la longueur des biellettes. Celles-ci peuvent comporter des vis de réglage à leur extrémité. On pourra dés lors régler l'angle a à sa valeur optimale pour tous les diamètres de canalisations. The adaptation of the device to the diameter of the pipe is done by the length of the rods. These may have adjusting screws at their ends. We can then adjust the angle a to its optimal value for all pipe diameters.

Le nombre de biellettes sera aussi grand que possible, mais de trois au minimum. The number of links will be as large as possible, but at least three.

Un nombre élevé répartira mieux l'effort. Des surfaces de répartitions de charges, caoutchoutées ou non, peuvent être fixées aux extrémités des biellettes. A high number will better distribute the effort. Load distribution surfaces, rubberized or not, can be attached to the ends of the links.

Le temps de rotation de la vis déplaçant l'écrou puis les biellettes est déterminé par un temporisateur. Il est tel que l'on ait l'assurance que les biellettes sont complètement ouvertes ou fermées. Lors de la butée, un limiteur de couple évite un effort anormal sur le réducteur. The rotation time of the screw moving the nut and then the links is determined by a timer. It is such that we can be sure that the links are fully open or closed. During the stop, a torque limiter avoids an abnormal force on the reduction gear.

Le principe même de ce dispositif de traction offre le choix entre l'utilisation de vérins électriques, pneumatiques ou hydrauliques, selon la force à mettre en oeuvre ou l'énergie à disposition. The very principle of this traction device offers the choice between the use of electric, pneumatic or hydraulic cylinders, depending on the force to be used or the energy available.

Quel que soit le type de vérin utilisé pour le mouvement axial, sa commande prévue depuis l'extrémité de la canalisation permet un déplacement extrêmement précis, de même qu'une inversion du sens du déplacement, par simple inversion d'ordre des commandes des deux extenseurs radiaux. Whatever type of cylinder used for axial movement, its control provided from the end of the pipe allows extremely precise movement, as well as reversing the direction of movement, by simply reversing the order of the commands of the two radial expanders.

Ainsi dispose-t-on d'une possibilité de manoeuvre autorisant des travaux d'une grande précision à l'intérieur d'une canalisation, d'autant que l'extension simultanée des deux jeux de biellettes constitue un véritable positionnement concentrique du dispositif sur lequel pourront trouver appui tous les types d'appareils d'interventions internes nécessitant un point d'appui d'une parfaite stabilité. Thus there is a possibility of maneuvering authorizing very precise work inside a pipeline, all the more so since the simultaneous extension of the two sets of rods constitutes a true concentric positioning of the device on which will be able to find support all types of internal intervention devices requiring a point of support of perfect stability.

Un petit programmateur extérieur détermine la séquence des déplacements aux moteurs ou vérins respectifs, réalisant l'avance, le recul ou le blocage du système. A small external programmer determines the sequence of movements to the respective motors or cylinders, advancing, reversing or blocking the system.

La mise en oeuvre est extrêmement simple. Léger, le dispositif ne nécessite la présence que d'un seul opérateur, évitant les sujétions d'une liaison radio. The implementation is extremely simple. Lightweight, the device requires the presence of only one operator, avoiding the subjugations of a radio link.

De plus, le même dispositif de traction permet d'investiguer des canalisations de diamètres très différents par simple adaptation de la longueur des extenseurs radiaux. In addition, the same traction device makes it possible to investigate pipes of very different diameters by simple adaptation of the length of the radial expanders.

Un dispositif à plusieurs vérins radiaux indépendants conviendra pour l'exploration de canalisations ovoïdales. A device with several independent radial jacks will be suitable for exploring ovoid pipes.

La vitesse à l'avancement dépendra en grande partie du système moteur axial, lui-même déterminé par les caractéristiques de la charge. The forward speed will depend largely on the axial motor system, itself determined by the characteristics of the load.

Des changements de direction peu marqués de la canalisation ne présenteront pas de difficultés de passage au dispositif. Plus petite sera la course axiale, plus grande sera son aptitude à s'accommoder de changements de direction plus accentués de la canalisation. Slight changes in direction of the pipeline will not present any difficulties in passing the device. The smaller the axial travel, the greater will be its ability to accommodate more pronounced changes in direction of the pipeline.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de traction de charges lourdes à mouvement discontinu pour appareils de traitement et d'intervention à l'intérieur de canalisations tubulaires, dont le déplacement est produit par au moins un mouvement d'extension et de rétraction radiales assurant l'appui sur la surface interne de la canalisation, suivi d'au moins un mouvement de translation axial, caractérisé en ce que les moyens assurant l'appui sur la surface interne de la canalisation sont constitués de telle sorte qu'ils engendrent l'autoblocage du dispositif par la force de traction axiale.1. Device for pulling heavy loads with discontinuous movement for treatment and intervention apparatus inside tubular conduits, the displacement of which is produced by at least one movement of radial extension and retraction ensuring support on the internal surface of the pipeline, followed by at least one axial translational movement, characterized in that the means ensuring the support on the internal surface of the pipeline are constituted so that they generate the self-locking of the device by the axial tensile force. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens assurant l'appui sur la surface de la canalisation engendrent les mouvements d'extension radiale et comprennent des biellettes articulées sur le corps du dispositif dont une extrémité s'appuie sur la paroi de la canalisation de telle manière que la pression d'appui soit d'autant plus forte que la traction l'est aussi.2. Device according to claim 1, characterized in that said means ensuring the support on the surface of the pipe generate the movements of radial extension and comprise links articulated on the body of the device, one end of which rests on the wall of the pipeline in such a way that the bearing pressure is all the stronger as the traction is also. 3. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la coordination des mouvements est assurée par un programmateur à commande électrique, pneumatique ou hydraulique.3. Device according to claim I, characterized in that the coordination of the movements is ensured by a programmer with electric, pneumatic or hydraulic control. 4. Dispositif selon la revendication I et la revendication 3, caractérisé en ce que le programmateur permet l'inversion du mouvement.4. Device according to claim I and claim 3, characterized in that the programmer allows the inversion of the movement. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mouvements radiaux sont obtenus avec deux vérins indépendants.5. Device according to claim 1, characterized in that the radial movements are obtained with two independent cylinders. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux mouvements radiaux sont obtenus avec un seul vérin.6. Device according to claim 1, characterized in that the two radial movements are obtained with a single cylinder. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux mouvements radiaux et le mouvement axial sont obtenus avec un seul vérin. 7. Device according to claim 1, characterized in that the two radial movements and the axial movement are obtained with a single cylinder. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5, 6 et 7, caractérisé en ce que le ou les vérins sont du type électrique.8. Device according to one of claims 5, 6 and 7, characterized in that the jack or jacks are of the electrical type. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5, 6 et 7, caractérisé en ce que le ou les vérins sont du type pneumatique ou hydraulique.9. Device according to one of claims 5, 6 and 7, characterized in that the jack or jacks are of the pneumatic or hydraulic type. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'appui radial à autoserrage est extensible de manière à s'adapter au diamètre de la canalisation.10. Device according to claim 1, characterized in that the self-tightening radial support device is extensible so as to adapt to the diameter of the pipe. il. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière telle que l'extension radiale assurant l'appui sur la surface interne et ayant pour conséquence le blocage concentrique du dispositif définit un point de référence assurant la stabilité pour l'appareil d'intervention interne nécessitant un point de fixation précis, rigide et stable.he. Device according to Claim 1, characterized in that it is arranged in such a way that the radial extension ensuring the support on the internal surface and resulting in the concentric locking of the device defines a reference point ensuring the stability for the internal intervention device requiring a precise, rigid and stable fixing point. 12. Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 11, ca ractérisé en ce qu'il présente des points de fixation placés à ses deux extrémités, permettant le blocage et la traction d'appareils opératoires divers, tels: robots de perçage par l'intérieur, robots destinés à l'obturation temporaire de dérivations latérales, robots de la mesure automatique du profil intérieur de canalisations, robots de soudage et meulage, dispositif de contrôle automatique de l'étanchéité de conduites par l'intérieur, dispositifs de nettoyage ou de raclage des canalisations.12. Device according to claim 1 and claim 11, ca acterized in that it has fixing points placed at its two ends, allowing the blocking and pulling of various operating devices, such as drilling robots by the interior, robots intended for the temporary closure of lateral branches, robots for automatic measurement of the interior profile of pipelines, welding and grinding robots, automatic device for checking the tightness of pipes from the inside, cleaning or scraping of pipes. 13. Dispositif selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que le mouvement axial est utilisé pour un positionnement de précision de l'appareil d'intervention interne de la canalisation par une rotation ralentie du moteur d'un vérin électrique contrôlant ce mouvement ou par un débit étranglé d'air ou d'huile lorsque le vérin est du type pneumatique ou hydraulique.13. Device according to claims 11 and 12, characterized in that the axial movement is used for precise positioning of the internal intervention device of the pipeline by a slow rotation of the motor of an electric actuator controlling this movement or by a constricted flow of air or oil when the cylinder is of the pneumatic or hydraulic type. 14. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les vérins électriques, hydrauliques ou pneumatiques sont accouplés entre eux par un système articulé leur permettant de traverser des canalisations coudées. 14. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the electric, hydraulic or pneumatic cylinders are coupled together by an articulated system allowing them to pass through bent pipes.
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