RU2023619C1 - Handling facility moved over outer surfaces of pipelines - Google Patents
Handling facility moved over outer surfaces of pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023619C1 RU2023619C1 SU4934851A RU2023619C1 RU 2023619 C1 RU2023619 C1 RU 2023619C1 SU 4934851 A SU4934851 A SU 4934851A RU 2023619 C1 RU2023619 C1 RU 2023619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rings
- pipeline
- pneumatic
- air
- movement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Cable Installation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленным транспортным средствам, в частности к самоходным устройствам для перемещения различного технологического оборудования по наружной поверхности трубопроводов. The invention relates to industrial vehicles, in particular to self-propelled devices for moving various processing equipment along the outer surface of pipelines.
Известна конструкция транспортного устройства, содержащего многозвенный шарнирно сочлененный корпус с конечностями, которые снабжены рабочими органами, частично охватывающими наружный диаметр трубопровода и удерживающими всю конструкцию на поверхности. Перемещение устройства осуществляется путем последовательной перестановки и фиксации рабочих органов [1]. A known design of a transport device containing a multi-link articulated body with limbs, which are equipped with working bodies, partially covering the outer diameter of the pipeline and holding the entire structure to the surface. The movement of the device is carried out by sequential rearrangement and fixation of the working bodies [1].
Недостатками известной конструкции является низкая надежность крепления транспортного устройства к поверхности трубопровода, сложность конструктивного исполнения. The disadvantages of the known design is the low reliability of mounting the transport device to the surface of the pipeline, the complexity of the design.
Известна также самоходная тележка для перемещения по наружной поверхности трубы, содержащая раму с ведущими опорными катками, охватывающий трубу направляющий механизм, выполненный в виде петель гибкого вала, замкнутых через опорные катки, и противовес с выдвижным упором с роликом [2]. Also known is a self-propelled cart for moving along the outer surface of the pipe, containing a frame with leading track rollers, a guide mechanism covering the pipe, made in the form of loops of a flexible shaft, closed through the track rollers, and a counterweight with a sliding stop with a roller [2].
Недостатками известной конструкции является необходимость определенной пространственной ориентации узлов самоходной тележки относительно пространственного положения трубопровода и связанная с этим сложность осуществления перемещения транспортного устройства на поворотах магистрали. The disadvantages of the known design is the need for a certain spatial orientation of the nodes of the self-propelled cart relative to the spatial position of the pipeline and the associated complexity of moving the transport device on the corners of the highway.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является шагающий движитель, содержащий корпус с двумя входящими в него штоками поступательного перемещения, на оппозитных концах которых закреплены разъемные кольца, охватывающие наружные диаметры двух близко расположенных трубопроводов. Передвижение транспортного устройства осуществляется попеременным выдвижением штоков с соответствующей фиксацией и разжиманием разъемных колес [3]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a walking propulsion device containing a housing with two translational displacement rods, at the opposite ends of which detachable rings are fixed, covering the outer diameters of two closely spaced pipelines. The movement of the transport device is carried out by alternately extending the rods with the corresponding fixation and expansion of the split wheels [3].
Недостатками известной конструкции являются: низкая мобильность, обуславливаемая невозможностью преодоления движителем поворотов магистрали; необходимость наличия двух близко расположенных параллельных трубопроводов; возможность передвижения только лишь по трубопроводу с заданным диаметром наружной поверхности. The disadvantages of the known design are: low mobility, due to the inability to overcome the mover turns the highway; the need for two closely spaced parallel pipelines; the ability to move only through a pipeline with a given diameter of the outer surface.
Целью изобретения является повышение надежности перемещения транспортного средства по трубам различных наружных диаметров и различной пространственной ориентации. The aim of the invention is to increase the reliability of moving the vehicle through pipes of various external diameters and various spatial orientations.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит охватывающие трубу разъемные направляющие кольца со свободными роликами, снабженные механизмом фиксации колец на трубе и механизмом их линейного перемещения по трубопроводу, и систему управления шаговым перемещением колец, при этом механизм линейного перемещения колец выполнен в виде нескольких гибких пневмодвижителей линейного перемещения, имеющих возможность свободного осевого движения внутри направляющих введенного в конструкцию кожуха, а механизм фиксации колец выполнен в виде установленных на внутренней поверхности колец телескопических элементов, подвижная часть которых перемещается в радиальном направлении. This goal is achieved by the fact that the proposed device comprises detachable guide rings enclosing the pipe with free rollers, equipped with a mechanism for fixing the rings on the pipe and a mechanism for their linear movement through the pipeline, and a control system for the step movement of the rings, while the linear movement of the rings is made in the form of several flexible linear motion pneumatic propellers, with the possibility of free axial movement inside the guides of the casing introduced into the structure, and the locking mechanism to rings is designed as a set of rings on the inner surface of the telescopic element, which movable part is moved in the radial direction.
При этом конструктивное исполнение гибкого пневмодвижителя линейного перемещения включает пружину растяжения, охватывающую трубку из эластичного материала, которая и образует рабочую полость пневмодвижителя. At the same time, the design of the flexible linear linear pneumatic propulsion device includes a tension spring covering the tube of elastic material, which forms the working cavity of the pneumatic engine.
Исполнение механизма линейного перемещения транспортного средства по трубопроводу в виде нескольких соединяющих направляющие кольца гибких пневмодвижителей, каждый из которых может перемещаться по направляющей кожуха практически независимо от перемещения остальных пневмодвижителей, обеспечивает автоматическую приспосабливаемость транспортного средства к конфигурации преодолеваемого участка трубопровода, а наличие предлагаемого механизма фиксации колец на трубе, в частном случае исполнения которого могут быть использованы пневматические цилиндры одностороннего действия, позволяет применять транспортное устройство в диапазоне диаметров трубопроводов, который перекрывается ходом подвижных частей телескопических элементов. Указанные возможности повышают надежность перемещения транспортного средства по наружной поверхности трубопровода. The execution of the mechanism of linear movement of the vehicle through the pipeline in the form of several flexible pneumatic movers connecting the guide rings, each of which can move along the guide of the casing almost independently of the movement of the other pneumatic movers, provides the vehicle with automatic adaptability to the configuration of the pipeline section to be overcome, and the proposed ring fixing mechanism pipe, in the particular case of the execution of which can be used stump single-acting cylinders, allows the use of a transport device in the range of pipe diameters, which is blocked by the course of the moving parts of the telescopic elements. These features increase the reliability of moving the vehicle along the outer surface of the pipeline.
Предлагаемая конструкция транспортного средства предполагает размещение элементов распределительной и регулировочной аппаратуры системы управления шагового перемещения колец вне движителя. Однако следует отметить, что некоторые распределительные устройства могут размещаться непосредственно на самом движителе. В этом случае значительно сокращается число подводящих воздуховодов движителя, но возникает проблема рационального размещения распределителей на направляющих разъемных кольцах. Поэтому наиболее оптимальное исполнение предлагаемого транспортного средства определяется прежде всего функциональными задачами, для которых оно используется, и техническими условиями эксплуатации. The proposed vehicle design involves the placement of the elements of the distribution and control equipment of the control system for the stepping movement of the rings outside the mover. However, it should be noted that some switchgears can be placed directly on the mover itself. In this case, the number of supply air ducts of the propulsion unit is significantly reduced, but the problem of rational placement of the distributors on the split ring guides arises. Therefore, the most optimal performance of the proposed vehicle is determined primarily by the functional tasks for which it is used, and technical operating conditions.
На фиг. 1 изображен общий вид движителя предлагаемого транспортного средства для перемещения по наружной поверхности трубопровода; на фиг. 2 - гибкий пневмодвижитель линейного перемещения; на фиг.3 - кожух; на фиг. 4 - конструкция разъемного кольца; на фиг. 5 - элемент разъемного кольца; на фиг. 6 поясняется работа быстродействующего замка разъемных колец; на фиг. 7 - телескопический элемент, устанавливаемый на внутренней поверхности разъемных колец; на фиг. 8 показана схема передвижения движителя при преодолении поворота магистрали трубопровода; на фиг. 9 - система управления шаговым перемещением колец. In FIG. 1 shows a General view of the propulsion of the proposed vehicle to move along the outer surface of the pipeline; in FIG. 2 - flexible pneumatic propulsion linear displacement; figure 3 - casing; in FIG. 4 - split ring design; in FIG. 5 - element of the split ring; in FIG. 6 illustrates the operation of a high-speed lock of split rings; in FIG. 7 - telescopic element mounted on the inner surface of the split rings; in FIG. 8 shows a propulsion scheme for overcoming a turn of a pipeline trunk; in FIG. 9 - control system for the step movement of the rings.
Транспортное средство для перемещения по наружной поверхности трубопровода включает два основных функциональных узла: движитель и систему управления шаговым перемещением. A vehicle for moving along the outer surface of the pipeline includes two main functional units: a propulsive device and a step motion control system.
Движитель содержит два последовательно расположенных разъемных кольца 1, полностью охватывающих трубопровод 2, которые соединены между собой посредством нескольких гибких пневмодвижителей линейного перемещения 3, каждый из которых может свободно перемещаться внутри направляющей 4 кожуха 5. The mover contains two sequentially arranged
На внутренних поверхностях разъемных колец 1, каждое из которых состоит из двух полуколец 6 и 7, жестко устанавливаются телескопические элементы 8, рабочие полости которых соединяются посредством воздуховода 9 через штуцер 10 с кольцевыми полостями 11 и 12, выполненными на внутренних поверхностях каждого из полуколец 6 и 7. В зависимости от цикла работы движителя кольцевые полости 11 и 12 одновременно могут соединяться либо с источником сжатого воздуха (не показан), либо с атмосферой посредством воздухопроводов 13 и 14. Полукольца 6 и 7 шарнирно соединяются между собой посредством петель 15 и 16 при помощи оси 17, которая фиксируется в рабочем положении гайкой 18. On the inner surfaces of the
С целью сокращения времени установки движителя на трубопроводе разъемные кольца 1 снабжены быстродействующими замками. Конструкция быстродействующего замка включает крюк 19, жестко присоединяемый к полукольцу 7, и стопорный механизм 20, устанавливаемый на полукольце 6. Стопорный механизм 20 состоит из установленной на оси 21 поворотной пластины 22 со стопором 23, которая прижимается к корпусу стопорного механизма 24 пружиной 25. In order to reduce the installation time of the propulsion device on the pipeline, the
Телескопический элемент 8 выполнен в виде пневматического цилиндра, содержащего корпус 26, базирующийся на крепежной плите 27 с цилиндрической опорной поверхностью. Внутри корпуса 26 расположен поршень 28 с двумя штоками 29. Бесштоковая поверхность поршня 28 образует с внутренней поверхностью корпуса 26 рабочую полость 30, которая соединяется с кольцевой полостью 11 посредством штуцера 31 через воздуховод 9. Уплотнение 32 поршня 28 препятствует перетеканию воздуха из рабочей полости 30 в штоковую полость 3, которая соединена с атмосферой дренажным отверстием 34. Обратный ход поршня пневматического элемента осуществляется под действием пружин 35. The
Штоки 29 каждого пневматического цилиндра оканчиваются жестко связанной с ними опорной пластиной 36, к которой крепится при помощи винтов 37 пластина 38, выполненная из упругого материала с большим коэффициентом трения, например из резины. The
К боковым поверхностям корпуса 26 крепятся опоры 39, несущие ролики 40, которые устанавливаются на осях 41. При этом конструктивные размеры элементов подобраны таким образом, чтобы поверхности качения роликов 40 выступали над поверхностью пластины 38 при полностью задвинутых штоках 29 не менее, чем на 1/4 диаметра ролика 40.
Гибкий пневмодвижитель линейного перемещения 3 выполнен в виде пружины растяжения 42, внутри которой устанавливается трубка 43 из эластичного материала, например из резины. Оба конца эластичной трубки 43 закрепляются на опорных кольцах 44 при помощи пружинных колец 45 так, как показано на фиг. 2. Пружина 42 опирается своими концами на опорные кольца 44 и фиксируется в таком положении при помощи фиксирующих элементов 46 накидными гайками 47, которые навинчиваются на заглушки 48 и 49. Прокладка 50, устанавливаемая между опорным кольцом 44 и заглушкой, препятствует утечке воздуха из рабочей полости 51. Подвод и отвод воздуха в пневмодвижитель осуществляется соединением воздуховода 52, который присоединяется к штуцеру 53, установленному на одной из заглушек, соответственно либо с источником сжатого воздуха, либо с атмосферой. Flexible linear motion
Крепление гибких пневмодвижителей 3, предварительно установленных в направляющих 4 кожуха 5, к разъемным кольцам 1 осуществляется по одной из образующих полостей 11 и 12 за основание заглушек 48 и 49. The fastening of
Кожух 5 выполнен из прочной, легко сгибаемой ткани, например из капрона, в виде двух прямоугольных полос 54 и 55, имеющих направляющие 4, в которые вставляются гибкие линейные пневмодвижители 3. Ширина прямоугольных полос 54 и 55 принимается равной длине средней части пневмодвижителя 3, заключенной между накидными гайками 47, при соединении рабочей полости 51 последнего с атмосферой. Ширина направляющих 4 должна иметь минимально возможное значение, при котором осуществляется беспрепятственное перемещение средней части пневмодвижителя 3 по направляющим 4. Полосы 54 и 55 соединяются между собой при помощи ремней 56 и 57, прикрепленных к ним, и образуют охватывающий трубопровод 2 кожух 5, который обеспечивает устойчивость гибких линейных пневмодвижителей 3 при их удлинении и предохраняет эластичную трубку 43. The casing 5 is made of a strong, easily bent fabric, for example, of kapron, in the form of two
Система управления шаговым перемещением транспортного средства может быть выполнена в виде самостоятельного функционального узла, в состав которого входят: два управляющих пневмораспределителя 58 телескопических элементов 8 разъемных колец, в качестве которых могут быть использованы стандартные двухпозиционные пневмораспределители, и несколько управляющих пневмораспределителей 59, каждый из которых управляет работой отдельного из входящих в систему пневмодвижителей линейного перемещения 3. В качестве пневмораспределителей 59 могут использоваться стандартные трехпозиционные распределители. С целью обеспечения возможности дистанционного управления пневмораспределители 58 и 59 выполнены электроуправляемыми. The vehicle’s step-by-step control system can be implemented as an independent functional unit, which includes: two control
Транспортное средство для перемещения по наружной поверхности трубопроводов работает следующим образом. A vehicle for moving along the outer surface of the pipelines operates as follows.
Движитель с разведенными разъемными кольцами 1 и разъединенными полосами 54 и 55 кожуха 5 подносят к поверхности трубопровода 2 и соединяют между собой полукольца каждого из колец 1 посредством введения крюка 19 в стопорный механизм 20 так, чтобы поверхность трубопровода была охвачена кольцами 1. После этого с помощью ремней 56 и 57 соединяют между собой полосы 54 и 56. The mover with the
Для осуществления перемещения движителя по трубопроводу управляющий пневмораспределитель 58 заднего по ходу движения кольца 1 устанавливают в положение, при котором воздух от источника через воздуховоды 13 и 14 поступает в кольцевые полости 11 и 12, а далее по воздуховодам 9 - в рабочие полости 30 пневматических телескопических элементов 8. Под действием давления, преодолевания усилия пружин 35, поршни 28 перемещаются до тех пор, пока пластины 38, связанные со штоками 29, не достигнут поверхности трубопровода 2. Таким образом происходит фиксация заднего кольца 1 на трубопроводе. При этом управляющий пневмораспределитель переднего по ходу движения кольца 1 установлен в положение, когда кольцевые полости 11 и 12 переднего кольца остаются соединенными воздуховодами с атмосферой, а штоки 29 телескопических элементов 8 втянуты усилием пружин 35. Поэтому переднее кольцо движителя опирается на поверхность трубопровода роликами 40 телескопических элементов и остается в незафиксированном положении. To carry out the movement of the propulsion device through the pipeline, the control
Затем управляющие пневмораспределители 59 пневмодвижителей 3 устанавливают в положение, при котором полости 51 последних посредством воздуховодов 52 соединяются с источником сжатого воздуха (не показан). Под действием сжатого воздуха происходит удлинение эластичных трубок 43, которые, преодолевая усилие сжатия пружин 42, перемещают прикрепленное к заглушкам 47 переднее разъемное кольцо 1. При этом пружина 42 ограничивает радиальное расширение эластичной трубки 43, а охват направляющими 4 кожуха 5 средней части пневматических движителей 3 значительно повышает их устойчивость к продольным изгибам. Then, the control
После осуществления перемещения переднего кольца движителя на расстояние шага h, осуществляется переключение пневмораспределителей 59 в положение "Закрыто" и пневмодвижители линейного перемещения 3 вследствие наличия в их замкнутых полостях 51 сжатого воздуха сохраняют полученное удлинение. Затем соответствующим переключением управляющего распределителя 58 осуществляют соединение кольцевых полостей 11 и 12 переднего кольца с источником сжатого воздуха, а результате чего происходит фиксация кольца на поверхности трубопровода 2. After moving the front ring of the propulsion device by a step distance h, the
Следует отметить, что из условия обеспечения устойчивости к продольным изгибам гибких пневмодвижителей 3 при их удлинении величина шага перемещения не должна превышать 1/2 ширины кожуха 5. It should be noted that from the condition of providing resistance to longitudinal bending of
После фиксации переднего кольца 1 пневмораспределитель 58 заднего кольца и вслед за ним управляющие распределители 59 устанавливаются в положение, при котором рабочие полости телескопических элементов 8 и пневмодвижителей 3 соединяются с атмосферой. В результате штоки элементов 8 заднего кольца полностью втягиваются усилием пружин 35 и заднее кольцо опирается на поверхность трубопровода 2 роликами 40. Под действием сжимающих усилий пружин 42 воздух из рабочей полости 51 будет удаляться в атмосферу и гибкие пневмодвижители 3, уменьшая свою длину, перемещают заднее кольцо 1 на величину шага h. Таким образом, осуществляется перемещение всего движителя. After fixing the
После этого соответствующим переключением управляющих распределителей 58 осуществляют фиксацию заднего по ходу движения кольца 1, а переднее кольцо расфиксируется и цикл работы движителя транспортного средства повторяется. After that, by appropriate switching of the
Регулировка величины шагового перемещения движителя осуществляется дозировкой количества сжатого воздуха, поступающего в рабочие полости 51 пневмодвижителей 3 за время, когда пневмораспределители 59 соединяют полости 51 с источником сжатого воздуха. При этом величина удлинения каждого пневмодвижителя 3 зависит от времени нахождения соответствующего распределителя 59 в указанной позиции. Поэтому при преодолении транспортным средством поворотов магистрали трубопровода пневмораспределители 59 переключаются в указанную позицию и находятся в ней различные отрезки времени, в результате чего соответствующие пневмодвижители 3 получают различное удлинение, а сам движитель изгибается, повторяя изгиб трубы. Схема преодоления поворотов трубопровода показана на фиг. 8. The magnitude of the stepwise movement of the mover is controlled by dosing the amount of compressed air entering the working
Предлагаемое транспортное средство может быть использовано для размещения на нем технологического оборудования для проведения на трубопроводе таких операций, как контроль швов, их зачистка, сверление отверстий, газовая резка, покраска. The proposed vehicle can be used to place technological equipment on it for conducting operations on the pipeline such as weld inspection, stripping, drilling, gas cutting, painting.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934851 RU2023619C1 (en) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Handling facility moved over outer surfaces of pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934851 RU2023619C1 (en) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Handling facility moved over outer surfaces of pipelines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023619C1 true RU2023619C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21573770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4934851 RU2023619C1 (en) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Handling facility moved over outer surfaces of pipelines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023619C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105000079A (en) * | 2015-08-06 | 2015-10-28 | 中国林业科学研究院林业新技术研究所 | Climbing robot |
-
1991
- 1991-05-07 RU SU4934851 patent/RU2023619C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Патент Японии N 22952, кл. B 62D 57/02, 1988. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 712313, кл. B 62D 57/00, 1980. * |
3. Патент Японии N 33992, кл. B 62D 57/02, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105000079A (en) * | 2015-08-06 | 2015-10-28 | 中国林业科学研究院林业新技术研究所 | Climbing robot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6775872B1 (en) | Surface-traversing vehicle | |
US4848168A (en) | Traveling device moving along elongated member | |
US5080020A (en) | Traveling device having elastic contractible body moving along elongated member | |
US4819547A (en) | Axially contractable actuator | |
US4733603A (en) | Axially contractable actuator | |
CN107598910B (en) | Tendon-driven variable-scale continuous robot | |
EP1083030A2 (en) | Guide device for wiring member and/or tubing member and robot with guide device | |
CA1223151A (en) | Apparatus with means of self-displacement for its advance within a duct, in particular for remote inspection and/or treatment and/or tubing of said duct | |
US5067390A (en) | Double-acting flexible wall actuator | |
EP0085504A2 (en) | Pipeline vehicle | |
EP0681734B1 (en) | Automatically movable conveyor device inside a pipe | |
CA2232618A1 (en) | Surface traversing vehicle | |
RU2023619C1 (en) | Handling facility moved over outer surfaces of pipelines | |
US4938081A (en) | Traveling device moving along elongated member | |
US4838147A (en) | Pressure fluid actuator | |
US4620474A (en) | Drive mechanism for transmitting force and motion along a path | |
Aoki et al. | Design of slim slime robot II (SSR-II) with bridle bellows | |
CA2053481A1 (en) | Apparatus capable of moving in a tube, method of moving in a tube, and support mechanism | |
ATE131910T1 (en) | PNEUMATIC LINEAR DRIVE WITH END POSITION LOCKING | |
US4694733A (en) | Cable shield for a rodless cylinder | |
JP2013120708A (en) | Insulator cover | |
RU96103739A (en) | PIPELINDER OVERLAPPING DEVICE | |
JPH0419089A (en) | Robot arm fixing device using elastic contraction body | |
JPH0386679A (en) | Inside-pipe traveling device using elastic contraction body | |
CN211257861U (en) | Telescopic pipe group, concrete spreader and trolley |