NL193100C

NL193100C - Veerkrachtige inwendige doorn.

Info

Publication number: NL193100C
Application number: NL8400149A
Authority: NL
Original assignee: Crc Pipeline Int Inc
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1998-11-03
Also published as: MX159769A; DE3482780D1; US4493203A; NL193100B; NL8400149A; JPS59174226A; CA1217701A; EP0115796B1; SG90990G; AU2314884A; IN160553B; EP0115796A2; EP0115796A3; AU569863B2

Description

11 193100

Veerkrachtige inwendige doorn

De uitvinding heeft betrekking op een doorn voor het inwendig ondersteunen van een buis gedurende het buigen daarvan omvattende een eerste en een tweede einddeel die onderling zijn verbonden door een in 5 een langsrichting gelegen verbïndingsconstructie, een tussen de beide einddelen gelegen beweegbaar deel, een tussen het beweegbare deel en het eerste einddeel en rondom de verbïndingsconstructie aangebracht samendrukbaar materiaal en bedieningsmiddelen voor het door het beweegbare deel samendrukken van het samendrukbare materiaal tegen het eerste einddeel om het samendrukbare materiaal in dwarsrichting uit te doen zetten tegen de binnenwand van de pijp.

10 Een dergelijke doorn is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.580.044. De bekende doorn omvat een veerkrachtig samendrukbaar lichaam waardoorheen een kabel loopt. De kabel grijpt aan beide uiteinden van het lichaam aan op een opsluitplaat. Een der sluitplaten kan door middel van een aan de kabel vast bevestigd schroefdraadgedeelte en een verstelmoer naar de andere sluitplaat bewogen worden en het samendrukbare materiaal doen uitzetten totdat dit de binnenwand van een te buigen buis ondersteunt. Bij 15 het buigen van de buis wordt hierdoor plooivorming voorkomen.

De bekende doom heeft als nadeel dat deze alleen kan worden toegepast nabij een buisuiteinde. Verder kan bij het inbrengen van de bekende doorn, door toepassing van een relatief slappe kabel deze door vormveranderingen vastlopen in de buis.

De onderhavige uitvinding beoogt een dergelijke doorn te leveren waarbij de hierboven genoemde 20 nadelen zijn opgeheven. Verder beoogt de uitvinding een doorn te leveren met een minimum aantal werkzame onderdelen en een minimum aantal sturingen. De verbeterde doorn moet een verhoudingsgewijs laag gewicht hebben en gemakkelijk voor en na het buigen door het inwendige van de pijp te bewegen zijn. Hiertoe is een doorn volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de middelen voor het samendrukken een hydraulische cilinder omvatten die in de buis kan worden ingebracht en is voorzien van een uitwendige 25 zuiger die het samendrukbare materiaal aan de zijde van het tweede einddeel kan samendrukken en waarbij de verbïndingsconstructie de eerste en de tweede einddelen in een vast op afstand van elkaar liggend verband houdt. Na het buigen wordt de druk in het samendrukbare veerkrachtige materiaal weggenomen, hetgeen vrije beweging van de doorn binnen de pijp mogelijk maakt, zonder dat er een ingewikkeld retourmechanisme nodig is.

30 Het zij opgemerkt dat een doorn voor het verwijderen van buizen, waarbij een flexibel element in radiale richting wordt geëxpandeerd door dit met behulp van een hydraulische zuiger in axiale richting onder druk te plaatsen, op zich bekend is uit het Duitse "Offenlegungsschrift” 2.932.055. Hierbij bevindt de hydraulische inrichting zich buiten de buis, en is deze inrichting niet geschikt voor het buigen van met name langere buisdelen.

35

Een meer volledig begrip van de uitvinding en de voordelen daarvan zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving in samenhang met de tekening waarin: figuur 1 een perspectivisch aanzicht is van een inwendige doorn die een eerste uitvoering van de onderhavige uitvinding vormt; 40 figuur 2 een vertikaal dwarsdoorsnede-aanzicht is van de inwendige doorn volgens de eerste uitvoering; figuren 3 en 3b een dwarsdoorsnede tonen van de inwendige doorn en de pijp loodrecht op de lengte van de pijp respectievelijk in de ontspannen en samengedrukte standen; figuren 4a en 4b respectievelijk een zijaanzicht van de buigmachine en een dwarsdoorsnede van de inwendige doorn en pijp genomen in de lengte van de pijp tonen, waarbij de onderlinge standen van de 45 doorn en de pijp voor het buigen getoond worden; figuren 4c en 4d respectievelijk een zijaanzicht van de buigmachine en een dwarsdoorsnede van de inwendige doorn en pijp genomen in de lengte van de pijp tonen, waarbij de onderlinge standen van de doom en de pijp na het buigen afgebeeld zijn; figuren 5a en 5b een dwarsdoorsnede van een inwendige doorn die een tweede uitvoering van de 50 onderhavige uitvinding vormt en de pijp loodrecht op de lengte van de pijp respectievelijk in de ontspannen en samengedrukte standen tonen; en figuren 6a en 6b een dwarsdoorsnede van de onderlinge standen van de inwendige doorn volgens de tweede uitvinding en de pijp respectievelijk voor en na het buigen tonen.

55 In de figuren hebben de overeenkomstige verwijzingscijfers betrekking op dezelfde of overeenkomstige delen. In figuren 1-4 is een inwendige doom 10 getoond, die een eerste uitvoering van de onderhavige uitvinding vormt. De inwendige doorn 10 is ontworpen voor het gebruik bij het buigen van pijp 12 in een 193100 2 pijpbuigmachine 14. Een dergelijke pijpbuigmachine is beschreven en afgebeeld in het Amerikaanse octrooischrift 3.834.210.

Zoals uit de figuren 4a-d blijkt, wordt de pijp 12, die gebogen moet worden, in de machine 14 bewogen en onder de buigmatrijs 16 geplaatst op het punt waar het buigen moet beginnen. Een opsluitcilinder 18 5 drijft een wig 20 onder een opsluitschoen 22. De opsluitschoen 22 beweegt naar boven om de pijp 12 aan te grijpen. Een inwendige cilinder 24 werkt tussen het frame van machine 14 en een stijve rug 26. De inwendige cilinder 24 drijft de stijve rug naar boven om de pijp tegen de buigmatrijs 16 te drukken. Met de buigmatrijs werkend als steunpunt, drukt de buitenliggende cilinder 28 het buiteneinde van de stijve rug naar boven, waardoor de pijp met de straal en de lengte van de kromming bepaald door de matrijsvorm in 10 aanraking met de pijp gebogen wordt.

De pijp 12 wordt met kleine stapjes door de machine 14 naar de opsluitschoen 22 bewogen, waarbij de buighandeling herhaald wordt totdat een uiteindelijke gewenste pijpkromming verkregen is. Tijdens het buigen wordt de pijp 12 altijd naar de opsluitschoen 22 bewogen om een recht deel van de pijp in de stijve rug 26 te houden.

15 De inwendige doorn 10 wordt in pijp 12 ingébracht vanaf het einde van de stijve rug en wordt in de nabijheid van de bocht aangebracht. Op een hierna te beschrijven wijze draagt de inwendige doom de binnen wand 30 van de pijp in de nabijheid van de bocht over de gehele 360° omtrek van de binnen wand over een vooraf bepaalde lengte van de pijp. Zoals eerder opgemerkt draagt het gebruik van een inwendige doorn bij tot het handhaven van een cirkelvormige inwendige dwarsdoorsnede in de gebogen pijp om de 20 sterkte het doorgangsvermogen daarvan te verzekeren. Een veerkrachtige samendrukbare stop 31, gevormd uit afzonderlijke schrijven 32 vervaardigd van urethaan 34, wordt vanaf beide einden samengedrukt. Hoewel urethaan het materiaal is voor stop 31 waar de voorkeur aan gegeven wordt, kan elk ander passend materiaal gebruikt worden. De stop 34 zet uit in aanraking met de binnenwand 30 om de wand tijdens het buigen te ondersteunen.

25 De constructie van de inwendige doorn 10 is het meest duidelijk afgebeeld in figuren 1 en 2. Een eerste cirkelvormige eindplaat of einddeel 36 wordt gebruikt, die een uitwendige diameter heeft die enigszins kleiner is dan de inwendige diameter van de pijp die gebogen moet worden; zodat de eindplaat 36 vrij door de pijp bewogen kan worden, terwijl een minimale spleet tussen de uitwendige omtrek van de eindplaat en de inwendige wand 30 aangehouden wordt. Een gelijkende, tweede eindplaat of einddeel 38 is eveneens 30 aanwezig. De eindplaat 38 is vast bevestigd aan een aanpasplaat 40 voor een cilinder. De eindplaten 36 en 38 en aanpasplaat 40 worden ondersteund en onderling verbonden door een verbindingsconstructie bestaande uit vier trekstangen 42. De trekstangen hebben van schroefdraad voorziene einden 44. Van schroefdraad voorziene gaten 46 zijn in de eindplaat 38 aanwezig om een eind van de trekstangen te ontvangen. Gaten 48 zijn in eindplaat 36 gevormd, waardoor de trekstangen zich uitstrekken. Moeren 50 35 zijn op de einden 44 van de trekstangen geschroefd, welke door de eindplaat 36 gaan om de beweging van eindplaat 36 te beperken, hoewel eindplaat 36 langs de trekstangen 42 kan bewegen tussen eindplaat 38 en moeren 50.

Vier trekstangen 52 voor een hydraulische cilinder strekken zich uit vanaf de aanpasplaat 40 naar een achterplaat 54 van een hydraulische cilinder. De platen 40 en 54 dragen daartussen een hydraulische 40 cilinder 56 met een zuigerstang 58 en een uitwendige zuiger 60. De zuigerstang 58 strekt zich door een gat 62 in de aanpasplaat 40 voor een cilinder en een gat 64 in de eindplaat 38 uit. In het gat 64 is een bus 66 aangebracht om de zuigerstand 58 te ondersteunen. Het einde van zuiger 60 heeft een van schroefdraad voorzien deel 68 dat in een van schroefdraad voorzien gat 70 in de zuiger 60 opgenomen moet worden. De zuiger 60 omvat openingen 72 met een diameter die groter is dan de diameter van de trekstangen 42, 45 verdeeld over de zuiger, hetgeen vrije beweging van de zuiger 60 langs de trekstangen 42 mogelijk maakt. Indien hydraulisch fluïdum kamer 74 van de hydraulische cilinder 56 binnentreedt, werkt het fluïdum tegen de inwendige zuiger 76 om de zuiger 60 naar de eindplaat 36 en weg van de eindplaat 38 te bewegen.

Teneinde de inwendige doorn 10 in de pijp 12 in te brengen, is een stuur- of steekstang 78 scharnierend bevestigd middels een asondersteuning 80 en een pen 82 aan de achterplaat 54 van de hydraulische 50 cilinder. Een hydraulische leiding 84 strekt zich vanaf de hydraulische cilinder 56 langs de stuurstang 78 buiten de pijp uit om de cilinder van onder druk staand hydraulisch fluïdum te voorzien. De inwendige doorn 10 kan op wielen gemonteerd zijn, hetgeen de doorn in staat stelt in de pijp gerold te worden, of kan zelf aandrijvend zijn door hydraulische motoren of met samengedrukte lucht werkende motoren teneinde door de pijp te bewegen.

55 De veerkrachtige samendrukbare schijven 32 die stop 31 vormen, zijn tussen de zuiger 60 en eindplaat 36 geplaatst. De schijven 32 hebben openingen 86 voor de doorgang van de trekstangen 42. Elke schijf 32 is gescheiden van de andere en is langs de trekstangen 42 gestapeld om elke gewenste lengte van stop 31 . te vormen.

Een aantal veerkrachtige stroken 88 is in de lengte van de doorn tussen de eindplaten 36 en 38 aangebracht. De stroken kunnen gevormd zijn van verenstaal en hetzij aan de eindplaten hetzij aan de I schijven 32 hetzij aan beide bevestigd zijn. De stroken 88 kunnen bijvoorbeeld bij de einden daarvan aan I 5 eindplaten 36 en 38 gelast of vastgezet worden. De stroken 88 kunnen eveneens verbonden worden met schijven 32, hetzij door een speciale hechtverbinding of door het urethaan zelf. De stroken worden dichtbij I elkaar liggend over een deel van de omtrek van stop 31 nabij het binnendeel 73 van de bocht in pijp 12 aangebracht.

Tijdens bedrijf wordt de inwendige doorn 10 eerst in de pijp ingebracht om de schijven 32 bij het I 10 buigpunt te plaatsen. Onder druk staand hydraulisch fluïdum wordt in staat gesteld door hydraulische leiding 84 in de kamer 74 te stromen. Wanneer het onder druk staande hydraulische fluïdum de kamer 74 I binnentreedt, wordt de inwendige zuiger 76 naar de aanpasplaat 40 voor de cilinder bewogen, hetgeen de zuiger 60 weg van de eindplaat 38 en naar de eindplaat 36 toe doet bewegen.

I Wanneer de zuiger 60 naar eindplaat 36 beweegt, worden de schijven 32 tussen de zuiger 60 en I 15 eindplaat 36 samengedrukt. Wanneer de schijven 32 in lineaire richting langs de hartlijn van de pijp samengedrukt worden, zetten deze radiaal in aanraking met de inwendige wand 30 van de pijp 12 uit, zoals I afgebeeld is in figuren 3b, 4c en 4d. Door het fluïdum in de kamer 74 in voldoende hydraulische kracht I voorzien, om de schrijven 32 uit te zetten om de binnenwand van de pijp 12 tijdens het buigen te ondersteu- I nen. De stroken 88, samengedrukt tussen de schijven 32 en de binnenwand 30 bij het binnendeel van de I 20 bocht, komen overeen met de vorm van de binnenwand en dienen om de werkzame dikte van de pijp 12 bij I het binnendeel van de bocht te doen toenemen, waardoor het optreden van plooien en andere deformatie verminderd wordt.

I Zoals uit figuren 4c en 4d blijkt, bestaat er voldoende bewegingsvrijheid in de schijven 32 en stroken 88 ten opzichte van de overige doorn 10 om de schijven 32 en stroken 88 in staat te stellen om met de 25 gebogen kromming van de pijp overeen te komen, terwijl het overige van de inwendige doorn 10 langs een I lineaire as gecentreerd blijft. Bij het wegnemen van de hydraulische druk uit kamer 74, drijft de veerkracht in I de schijven 32 de zuiger 60 naar de eindplaat 38 wanneer de schijven 32 naar de toestand voor het I samendrukken daarvan ontspannen. Deze veerkracht beweegt de schrijven 32 uit aanraking met de I inwendige wand 30 van de pijp 12 en stelt de inwendige doorn 10 in staat gemakkelijk uit de pijp te worden I 30 bewogen of opnieuw geplaatst te worden voor verder buigen. De natuurlijke veerkracht van het urethaan I doet bij het verwijderen van uitwendige krachten de doorn automatisch in de toestand van voor het buigen terugkeren, waardoor de behoefte aan enig met veren werkend retourmechanisme zoals vereist bij I inrichtingen volgens de stand der techniek overbodig wordt. Bovendien wordt de doorn 10 bedreven door I middel van een enkele hydraulische besturing, die het toelaten en afvoeren van fluïdum in en uit de kamer I 35 74 regelt.

I Indien gewenst kunnen de stroken 88 zich over de gehele of tot elke gewenste mate van de omtrek van I de schijven 32 uitstrekken. De afzonderlijke stroken 88 kunnen vervangen worden door een half cilindrisch I deel, dat van sleuven voorzien is om een bewegingsbereik te verkrijgen dat overeenkomstig aan afzonder- I lijke stroken is. De schijven 32 kunnen eveneens vervangen worden door een enkele cilinder die zich I 40 uitstrekt tussen de zuiger 60 en eindplaat 36.

I Tijdens bedrijf wordt verondersteld dat de slag van zuiger 60 bij een pijp met ongeveer 15 cm diameter I ongeveer 10 tot 11,25 cm zal zijn, bij een pijp met ongeveer 20 cm diameter ongeveer 15 cm zal zijn en bij I een pijp van ongeveer 25 cm diameter ongeveer 20 cm zal zijn. De natuurlijke veerkracht van urethaan in schijven 32 maakt de gehele uitvoering van doorn 10 bruikbaar als energie-accumulator. Indien een 45 energie-overschot bestaat, kan deze in doorn 10 door het samendrukken van het urethaan opgeslagen worden, en de energie kan op een later tijdstip teruggewonnen worden door het ontspannen van de schijven.

Figuren 5 en 6 tonen een inwendige doorn 200, die een tweede uitvoering van de onderhavige uitvinding vormt. Een aantal organen van de doorn 200 zijn in vorm en werking hetzelfde aan die eerder beschreven 50 met betrekking tot de inwendige doorn 10. Deze delen zijn in figuren 5 en 6 met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven en voor een beschrijving van het ontwerp en de werking daarvan wordt naar hierboven verwezen.

Een veerkrachtige cilinder 202 is tussen de eindplaten 36 en 38 bevestigd. De cilinder 202 kan bijvoorbeeld van een soort verenstaal gevormd zijn. Eenringvormige veerkrachtige samendrukbare stop 204 55 omgeeft het uitwendige van de cilinder 202. De stop 204 is opnieuw bij voorkeur van urethaan vervaardigd. Een zuiger 206 met een ringvormige gedaante, is bij het einde van de stangen 208 aangebracht, welke stangen dor gaten 210 in de eindplaat 38 gaan. De stangen 208 zijn op hun beurt aan een draagzuiger 212

Claims

193100 4 bevestigd, die bevestigd is aan de zuigerstang 58. Zuiger 206 is daarom voor vrije beweging langs het uitwendige van de cilinder 202 aangebracht en voor aanraking met het einde van de stop 204. De inwendige doorn 200 wordt eveneens voor het buigen in de pijp 12 bewogen, met de stop 204 bij het buigpunt aangebracht. De figuren 5a en 6a tonen de gedaante van de doorn voor het buigen met de stop 5 204 in de ontspannen toestand en niet aan uitwendige krachten onderworpen. Wanneer onder druk staand hydraulisch fluïdum de kamer 74 binnentreedt, bewegen de zuigerstang 58 en zuiger 206 en eindplaat 36. De zuiger 206 drukt de stop 204 tussen de zuiger 206 en eindplaat 36 samen, waardoor de stop 204 tegen het uitwendige oppervlak van de cilinder 202 en tegen de inwendige wand 30 van de pijp 12 uitzet om de pijp tijdens het buigen te ondersteunen. 10 Figuren 5b en 6b tonen de gedaante van de doorn tijdens en direct na het buigen. Zoals uit figuur 6b blijkt, komen de veerkrachtige cilinder 202 alsmede de stop 204 overeen met de vorm van de bocht in pijp 12. Het gebruik van cilinder 202 maakt een vermindering van de hoeveelheid urethaan of overeenkomstig materiaal gebruikt in de stop 204 mogelijk. Het maakt verder het gebruik van een uit één deel bestaande stop 204 mogelijk. Deze voordelen stellen de inwendige doorn 200 in staat bijzonder doelmatig te zijn bij 15 grote pijpen met diameters groter dan ongeveer 50 cm.

1. Doorn voor het inwendig ondersteunen van een buis gedurende het buigen daarvan omvattende een eerste en een tweede einddeel die onderling zijn verbonden door een in een langsrichting gelegen verbindingsconstructie, een tussen de beide einddelen gelegen beweegbaar deel, een tussen het beweegbare deel en het eerste einddeel en rondom de verbindingsconstructie aangebracht samendrukbaar materiaal en bedieningsmiddelen voor het door het beweegbare deel samendrukken van het samendrukbare 25 materiaal tegen het eerste einddeel om het samendrukbare materiaal in dwarsrichting uit te doen zetten tegen de binnenwand van de pijp, met het kenmerk, dat de middelen voor heet samendrukken een hydraulische cilinder (56) omvatten die in de buis kan worden ingebracht en s voorzien van een uitwendige zuiger (60, 206) die het samendrukbare materiaal (31, 204) aan de zijde van het tweede einddeel (38) kan samendrukken en waarbij de verbindingsconstructie (42, 202) de eerste (36) en de tweede (38) einddelen in 30 een vast op afstand van elkaar liggend verband houdt.

2. Doorn volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verbindingsconstructie meerdere verbindings-organen (42) omvat, die door het samendrukbare materiaal (31) lopen.

3. Doorn volgens één der voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat de verbindingsconstructie (42, 202) buigzaam is zodat deze tijdens het buigen van de buis met de buis en het samendrukbare materiaal (204) 35 meebuigt.

4. Doorn volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het samendrukbare materiaal (31) is opgebouwd uit een aantal afzonderlijke schijfvormige organen (32) van samendrukbaar veerkrachtig materiaal. Hierbij 4 bladen tekening