NL2009046C2

NL2009046C2 - Pijpklem met hydraulisch/pneumatische aandrijving.

Info

Publication number: NL2009046C2
Application number: NL2009046A
Authority: NL
Inventors: Jan Schepers
Original assignee: Hercules Piping Tools Engineering B V
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-12-24

Description

Pijpklem met hvdraulisch/pneumatische aandrijving

De uitvinding betreft een pijpklem voor het inwendig ten opzichte van elkaar centreren van pijpen, omvattende twee kleminrichtingen die plaatsbaar zijn in de naar 5 elkaar gekeerde einden van de pijpen, welke kleminrichtingen elk omvatten een klemkop, een aandrijving voor het overbrengen van de klemkop tussen een klemstand in aangrijping met de pijp en een ruststand vrij van aangrijping met de pijp, alsmede instelmiddelen voor het in axiale richting instellen van de onderlinge posities van de kleminrichtingen.

10 Een dergelijke pijpklem is bekend, bijvoorbeeld uit US-A-2777048. De aandrijving van elke kleminrichting van deze bekende pijpklem bestaat uit een hydraulisch zuiger/cilinderinrichting. Door bekrachtiging van deze beide hydraulische zuiger/cilinderinrichtingen worden klemschoenen uit de klemkop naar buiten gedreven, zodanig dat de kleminrichting elk in een bijbehorende pijp kan worden vastgeklemd.

15 Vervolgens worden de pijpen axiaal naar elkaar toe bewogen door een eveneens hydraulische zuiger/cilinderinrichting. Aldus kunnen de randen van de pijpen op de gewenste onderlinge positie worden gebracht waarin zij aan elkaar kunnen worden gelast. Van belang daarbij is dat de pijpen stevig kunnen worden vastgehouden, zodanig dat een lasnaad met de juiste afmetingen kan worden vervaardig. De 20 inklemming van de pijpen zoals die geleverd wordt door een hydraulische zuiger/cilinderinrichting is daartoe uitermate geschikt.

Hoewel een dergelijke bekende pijpklem reeds lang succesvol wordt toegepast bij het vervaardigen van pijpleidingen, kleven daaraan niettemin toch bepaalde nadelen.

Zo kan het gebruik van hydraulische vloeistoffen leiden tot vervuiling van het 25 pijpoppervlak. Een dergelijke vervuiling is echter zeer nadelig omdat daardoor het lassen van de pijpen wordt bemoeilijkt. Ook de betrouwbaarheid van de las kan daarbij gevaar lopen.

Het doel van de uitvinding is daarom een pijpklem van het hierboven beschreven type te verschaffen waarmee genoemde nadelen kunnen worden vermeden. Dat doel 30 wordt bereikt doordat een hydraulisch/pneumatische aandrijving is voorzien, het hydraulische deel van de hydraulisch/pneumatische aandrijvend samenwerkt met de klemschoenen en het pneumatische deel van de pneumatisch/hydraulische aandrijving 2 aandrijvend samenwerkt met het hydraulische deel van de pneumatisch/hydraulische aandrijving.

Bij de pijpklem volgens de uitvinding worden de klemkoppen verkregen hydraulisch aangedreven, zodanig dat een betrouwbare en krachtige vastklemming van 5 de klemkop tegen de pijpwand is verzekerd. Het hydraulische deel kan aldus worden gebruikt om de klemkop in de geklemde toestand te blokkeren, zodanig dat de klemwerking betrouwbaar in stand kan worden gehouden gedurende de gehele bewerking die op de pijpeinden moet worden uitgevoerd in verband met het aan elkaar lassen daarvan.

10 Anders dan bij de bekende pijpklemmen volgens de stand van de techniek echter, kan dit hydraulische deel volledig gesloten zijn, dat wil zeggen dat geen enkele verbinding met de omgeving nodig is. Dit vloeit voort uit het feit dat geen enkele hydraulische leiding nodig is om het hydraulische deel te voeden vanuit een externe hydraulische krachtbron. De aandrijving van het hydraulische deel vindt daarentegen 15 plaats door middel van het pneumatische deel. De voeding daarvan geschiedt door middel van pneumatische leidingen. De compressor voor het leveren van gecomprimeerde lucht is weliswaar extern geplaatst en verbonden met het pneumatische deelt van de pneumatisch/hydraulische aandrijving via pneumatische leidingen, doch zoals bekend leveren pneumatische leidingen aanzienlijk minder 20 bezwaren op dan hydraulische leidingen. Vooral het feit dat pneumatische leidingen nauwelijks of geen gevaar voor vervuiling van de behandelde pijpen opleveren, vormt een groot voordeel.

Volgens een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm omvat de hydraulisch/pneumatische aandrijving een hydraulische zuiger/cilinderinrichting die 25 samenwerkt met de klemkop en een pneumatische zuiger/cilinderinrichting met een plunjer welke afdichtend in de cilinder van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting reikt. De cilinder van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting is met uitzondering van de opening voor de plunjer van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting volledig gesloten, zodat gevaar voor lekkage van olie minimaal is.

30 Bij voorkeur liggen de hydraulische en de pneumatische zuiger/cilinderinrichtingen in eikaars verlengde en zijn deze ten opzichte van elkaar uitgelijnd. Zo kan het huis van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting zijn bevestigd aan de bodem van het huis van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting, zodanig dat de 3 plunjer reikt door de bodem van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting. Andere uitvoeringsvormen waarbij de hydraulisch en de pneumatische zuiger/cilinderinrichtingen onder een van nul verschillende hoek ten opzichte van elkaar zijn opgesteld zijn ook mogelijk. Evenwel heeft de uitgelijnde uitvoering het 5 voordeel dat de pijpklem dan ook geschikt is voor plaatsing in pijpen met relatief kleine inwendige diameter.

Het dwarsdoorsnede-oppervlak van de plunjer kan enkele malen tot een ordegrootte kleiner zijn dan het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kamer in de cilinder van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting. Aldus ken bij een relatief lage 10 pneumatische druk een relatief hoge hydraulische druk worden opgewekt, en daarmee een hoge klemkracht.

Op de cilinder van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting kan tenminste een voedingsleiding voor samengeperste lucht is aangesloten. Door het toevoeren van een onder druk verkerend gas zoals lucht aan deze voedingsleiding kan de klem werking 15 van de klemkop op de pijp worden opgewekt. De klem werking kan worden opgeheven door de toevoer van onderdruk verkerend gas aan de voedingsleiding te onderbreken. Het terugkeren van de klemkop naar de ruststand daarvan kan worden bevorderd indien de zuiger van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting onder invloed van een veervoorspanning aangedrukt gehouden wordt in de richting van de rustpositie.

20 In een eenvoudige uitvoering kan de plunjer zijn bevestigd aan de zuiger van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting. Verder kan de rustpositie van de zuiger van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting zijn bepaald door een aanslag. De klemkop kan tenminste een conisch of wigvormig aandrijfelement bezitten, alsmede klemschoenen die elk een overeenkomstig gevormd conisch of wigvormig tegenoppervlak bezitten.

25 De klemschoenen zijn elk geleid in radiale geleidingen van het aandrijfmechanisme.

De kleminrichtingen zijn bij voorkeur symmetrisch ten opzichte van elkaar opgesteld ter weerszijden van de instelmiddelen. De instelmiddelen kunnen een lineaire actuator omvatten.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een in de 30 figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk opengewerkt aanzicht in perspectief van de pijpklem.

Figuur 2 toont een langsdoorsnede een van de kleminrichtingen van de pijpklem.

4

Figuur 3 toont de dwarsdoorsnede volgens II-II van figuur 2.

De pijpklem volgens de uitvinding zoals weergegeven in figuur 1 bestaat uit de twee symmetrisch ten opzichte van elkaar gepositioneerde kleminrichtingen lalsmede de in hun geheel met verwijzingsteken 2 aangeduide instelmiddelen door middel 5 waarvan de kleminrichtingen 1 aan elkaar zijn verbonden. Met behulp van de instelmiddelen 2 kunnen de kleminrichtingen 1 tussen verschillende axiale posities ten opzichte van elkaar worden geplaatst. Elk van de kleminrichtingen 1 bestaat uit een hydraulische zuiger/cilinderinrichting 3, de pneumatische zuiger/cilinderinrichting 4 en de klemkop 5. De klemkoppen 5 bezitten elk radiale geleidingen 6, waarin de radiaal 10 verplaatsbare klemschoenen 7 zijn opgenomen.

Verder bezit elke klemkop 5 een kegelvormig aandrijfelement 8 waartegen de binnenste einden van de klemschoenen 7 rusten. Bij verplaatsing van het aandrijfelement 8 worden de klemschoenen 7 meer of minder ver in radiale richting uitgestoken, tussen een klemstand waarin zij tegen het inwendig oppervlak van de pijp 15 zijn aan gedrukt, en een ruststand op afstand los van de pijp.

De aandrijving van de aandrijfelementen 8 geschiedt telkens door de bijbehorende hydraulische zuiger/cilinderinrichting 3. Deze bestaat uit het huis 9 waarin de zuiger 10 is opgenomen. De zuiger heeft een uitwendige flens 11 die onder invloed van de veer 13 aangedrukt gehouden wordt naar de aanslag 12. In de kamer 14 20 tussen de zuiger 10 en het huis 9 bevindt zich olie. De bodem 15 van het huis 9 bezit een doorgang 16, waarin de plunjer 17 reikt.

De plunjer 17 vormt onderdeel van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting 4. Deze bestaart verder uit het huis 18 waarin de zuiger 19 is opgenomen; aan deze zuiger is de plunjer 17 bevestigd. De bodem 20 van het huis heeft een aansluiting 21 voor een 25 onder overdruk staand gas. Door gas toe te voeren in de kamer 22 tussen de zuiger 19 en de bodem 20 van het huis 18 van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting 4, wordt de plunjer 17 verder in de met olie gevulde kamer 14 van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting 3 gedrukt. Daardoor wordt de zuiger 10 daarvan verplaatst, zodanig dat via het aandrijfelement de klemschoenen 7 tegen de pijpwand worden 30 geklemd.

De ander kleminrichting wordt op dezelfde wijze bedreven. De aldus ingeklemde pijpen kunnen vervolgens door middel van de instelmiddelen in de gewenste positie 5 worden gebracht, waarna de lasbehandeling aan de naar elkaar gekeerde einden van de pijpen kan plaatsvinden.

5 6

Lijst van verwijzingstekens 1. Kleminrichtingen 2. Instelmiddelen 5 3. Hydraulische zuiger/cilinderinrichting 4. Pneumatische zuiger/cilinderinrichting 5. Klemkop 6. Geleiding klemkop 7. Riemschoen 10 8. Conisch aandrijfelement 9. Huis hydraulische zuiger/cilinderinrichting 10. Zuiger hydraulische zuiger/cilinderinrichting 11. Flens zuiger 12. Aanslag huis 15 13. Veer 14. Kamer hydraulische zuiger/cilinderinrichting 15. Bodem hydraulische zuiger/cilinderinrichting 16. Doorgang 17. Plunjer pneumatische zuiger/cilinderinrichting 20 18. Huis pneumatische zuiger/cilinderinrichting 19. Zuiger pneumatische zuiger/cilinderinrichting 20. Bodem pneumatische zuiger/cilinderinrichting 21. Aansluiting 22. Kamer pneumatische zuiger/cilinderinrichting 25

Claims

1. Pijpklem voor het inwendig ten opzichte van elkaar centreren van pijpen, omvattende twee kleminrichtingen (1) die plaatsbaar zijn in de naar elkaar gekeerde 5 einden van de pijpen, welke kleminrichtingen elk omvatten een klemkop (5), een aandrijving (3, 4) voor het overbrengen van de klemkop tussen een klemstand in aangrijping met een pijp en een ruststand vrij van aangrijping met de pijp, alsmede instelmiddelen (2) voor het in axiale richting instellen van de onderlinge posities van de kleminrichtingen (1), met het kenmerk dat tenminste een der aandrijvingen (3, 4) 10 hydraulisch/pneumatisch is uitgevoerd, dat het hydraulische deel (3) van de hydraulisch/pneumatische aandrijving aandrijvend samenwerkt met de klemkop (5) en dat het pneumatische deel (4) van de pneumatisch/hydraulische aandrijving aandrijvend samenwerkt met het hydraulische deel (3) van de pneumatisch/hydraulische aandrijving. 15

2. Pijpklem volgens conclusie 1, waarbij de hydraulisch/pneumatische aandrijving een hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3) omvat die samenwerkt met de klemkop (5) en een pneumatische zuiger/cilinderinrichting (4) voorzien van een plunjer (17) welke afdichtend in de cilinder van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3) 20 reikt.

3. Pijpklem volgens conclusie 2, waarbij de hydraulische en de pneumatische zuiger/cilinderinrichtingen (3, 4) in eikaars verlengde liggen en ten opzichte van elkaar zijn uitgelijnd. 25

4. Pijpklem volgens conclusie 3, waarbij het huis (18) van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting (4) is bevestigd aan de bodem (15) van het huis (9) van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3), en de plunjer reikt (17) door de bodem (15) van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3). 30

5. Pijpklem volgens een der conclusies 2-4, waarbij het dwarsdoorsnede-oppervlak van de plunjer (17) enkele malen tot een ordegrootte kleiner is dan het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kamer (14) in de cilinder van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3).

6. Pijpklem volgens een der conclusie 2-5, waarbij op de cilinder van de 5 pneumatische zuiger/cilinderinrichting (4) tenminste een voedingsleiding (21) voor samengeperste lucht is aangesloten.

7. Pijpklem volgens een der conclusies 2-6, waarbij de zuiger (10) van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3) onder invloed van een veervoorspanning 10 aangedrukt gehouden wordt in de richting van de rustpositie.

8. Pijpklem volgens een der conclusies 2-7, waarbij de plunjer (17) is bevestigd aan de zuiger (19) van de pneumatische zuiger/cilinderinrichting (4).

9. Pijpklem volgens een der conclusies 2-8, waarbij de rustpositie van de zuiger (10) van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting (3) is bepaald door een aanslag (12).

10. Pijpklem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de klemkop (5) omvat radiale geleidingen (6), in de radiale geleidingen opgenomen klemschoenen (7) 20 alsmede tenminste een conisch of wigvormig, axiaal verplaatsbaar aandrijfelement (8), en de klemschoenen elke een overeenkomstig gevormd conisch of wigvormig tegenoppervlak bezitten, zodanig dat door axiale verplaatsing van het aandrijfelement (8) ten opzichte van de radiale geleidingen (6) de klemschoenen (7) in radiale richting verplaatsbaar zijn. 25

11. Pijpklem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de kleminrichtingen (1) symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn opgesteld ter weerszijden van de instelmiddelen (2).

12. Pijpklem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de instelmiddelen (2) een lineaire actuator omvatten.

13. Pijpklem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de hydraulisch/pneumatische aandrijving (3) overbrengbaar is tussen een rustpositie die samenhangt met de ruststand van de klemkop (5), en een werkzame positie die samenhangt met de klemstand van de klemkop. 5

14. Pijpklem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij beide aandrijvingen (3, 4) hydraulisch/pneumatisch zijn uitgevoerd.